海南保溫材料——根據密度和導熱係數關係評價材料的隔熱性能

2019-05-22 11:40:47

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海南保溫材料——針對低密度隔熱材料在實際工程中的應用，介紹了兩個新型表征參數，分別在固定厚度和固定熱阻情況下，對低密度隔熱材料進行評價、選材和優化。同時，還推薦采用瞬態法測量隔熱材料的熱擴散係數，可以在準確表征隔熱性能的同時，還能簡化測試設備及其造價。

在低密度隔熱材料的實際工程應用中，往往存在著以下兩方麵的問題：

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普遍認為隔熱材料的密度越低，隔熱性能越好，從而在保溫板等行業內將密度視為影響保溫板隔熱性能的唯*因素和產品指標，但實際情況並非如此。

在隔熱係統設計中，往往需要根據事先明確的隔熱層熱阻指標，來選擇合理的隔熱材料並進行優化。但根據熱物理性能參數（如導熱係數和密度）如何對隔熱材料進行正確的優化選擇，並沒有一個簡便和有效的方法。

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本文將針對以上問題，介紹了兩個新型表征參數，以便更直觀、更具有物理意義和更簡便地對隔熱材料進行評價，來滿足實際工程應用中隔熱材料的選擇和優化需要。

隔熱材料的導熱係數與材料密度有很強的相關性，大多數隔熱材料都為多孔材料，隨著隔熱材料孔隙率的提高或密度的降低，其導熱係數變小，但導熱係數並不是隨著密度的減小而無限降低，如圖2-1所示，當密度小於某個臨界值後，由於孔隙率太高，空隙中的氣體開始產生對流，輻射傳熱也相應加強，這時隔熱材料的導熱係數反而增大[1]。因此對於多孔材料隔熱性能的評價，不僅隻采用導熱係數這個參數，還要同時考慮密度的影響。

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在隔熱材料的各個熱物理性能參數之間，有以下關係存在：

由上式可以看出，密度因子的大小決定了材料的隔熱能力，密度因子越小代表隔熱能力越強。其物理意義在於：在材料厚度固定情況下，密度與熱阻乘積表征了材料的隔熱能力，乘積越大，隔熱能力越強。

密度因子應用的典型案例是評價不同類型膨脹聚苯乙烯（EPS）板[2]，四種牌號的EPS板熱物理性能如圖2-2所示。從圖中可以看出，四種牌號EPS板的導熱係數隨著密度的增大而單調降低，密度越大反而導熱係數越大。

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