建筑穩態熱傳遞在陶瓷應用中的影響因素的分析
點擊次數：3378 更新時間：2020-04-17
建筑穩態熱傳遞裝置測試方法為防護熱箱法，它是基于一維穩態傳熱原理，模擬四季圍護結構構件的傳熱，將構件置于兩個不同溫度場的箱體之間，熱箱模擬室內或夏季室外空氣溫度、風速、輻射條件；冷箱模擬室外或夏季室內空調房間空氣溫度、風速。經過若干小時的運行，整個裝置均達到穩定狀態，形成穩定溫度場、速度場后測量試件兩側的表面溫度、空氣溫度、熱冷側導流屏的表面溫度、計量箱壁內外表面溫差以及輸入熱箱的電加熱器功率等主參數后，就可以計算出試件的傳熱系數、試件不平衡熱損、比熱阻、熱導率、熱冷側表面比熱阻、總比熱阻。
影響因素及改進分析
建筑穩態熱傳遞在陶瓷中，有三種熱量傳遞方式，即對流、輻射和熱傳導。陶瓷導熱性能的高低與它的組成、內部結構、密度、濕度、熱處理溫度、壓力等因素有關。
1、組成
傳統陶瓷的導熱性能不佳，而導熱率低的原因與原料離不開關系，傳統陶瓷的原料主要是粘土、石英、長石3大類導熱率不佳的天然原料。因此為了提高陶瓷導熱系數，須往里摻雜組分，這種方法按摻雜組分性質的不同可以分為兩種：①向陶瓷中添加非金屬材料；②添加金屬材料。
2、氣孔
素坯在燒成過程中，坯體中因含有有機物或者無機鹽、粉料中顆粒狀的雜質(如鐵質、未磨細的殘渣顆粒等)以及過多玻璃相的出現，會產生較大的氣孔或氣泡。氣孔的出現必然會改變熱量在陶瓷材料內部的轉移方式，對熱傳遞產生重大影響。
在致密度較高且處于溫度不太高的環境的陶瓷中，熱傳導為主要的熱傳遞方式。而在多孔陶瓷中，對流、輻射、熱傳導等熱量傳遞方式都存在。因此，在對陶瓷的導熱系數進行分析時，應綜合考慮氣孔的孔徑大小、分布情況和連通方式。
3、內部缺陷和顯微結構
內部缺陷和顯微結構對陶瓷導熱系數的影響主要是由材料的聲子導熱機理決定的。各類缺陷都是引起聲子散射的中心，因此它們都會減小聲子平均自由程和導熱系數。內部缺陷也是聲子散射的中心，這種中心越多，聲子散射所造成的能量損失也越多。因此，在尋求有效方法增加材料導熱系數的同時，須采取諸如添加燒結助劑、增加燒結時間等措施以減少材料內部缺陷的出現。
4、熱處理過程
在陶瓷制造工藝過程中，熱處理是重要的工序之一。該過程將影響坯體的一系列物理化學變化，并影響成品的顯微結構和礦物組成。而在熱處理過程中，陶瓷的不同組成成分也會發生不同的變化。
