Sisukord
1. SISSEJUHATUS: Õhukattete soojusisolatsiooni jõudluse hindamise tähtsus
2. kvantitatiivse hindamise peamised näitajad
3. peamised katsemeetodid ja tehnilised põhimõtted
4. tööstusstandardite ja spetsifikatsioonide suunav roll
5. Praktilised rakendusjuhtumid ja hindamise mõju analüüs
6. Tehnoloogia arendamise suundumused ja tulevikuväljavaated
7. Järeldus: teaduslik hindamine soodustab Airgeli kattetehnoloogia edendamist
1. SISSEJUHATUS: Õhukattete soojusisolatsiooni jõudluse hindamise tähtsus
Kuna kasvav nõudlus energiasäästu ja soojusjuhtimise järele ehitus-, tööstusharu, kosmose jms valdkonnas on Airgeli katted muutunud materjalide valdkonnas uurimistöö levialaks tänu nende suurepärastele soojusiolatsiooni omadustele. Kuid selleks, et tagada, et nad suudavad praktilistes rakendustes parimaid tulemusi saavutada, on ülioluline läbi viia õhkkattete soojus isolatsiooni omaduste teaduslik ja täpne kvantitatiivne hindamine. See pole seotud mitte ainult toote kvaliteedi kontrolliga, vaid mõjutab ka materiaalse valiku ja disaini optimeerimist erinevates rakendusstsenaariumides, saades võtmeks lüliks Airgeli katte tehnoloogia ja tururakenduste arendamise edendamisel.
2. kvantitatiivse hindamise peamised näitajad
1. soojusjuhtivus
Soojusjuhtivus on põhinäitaja soojus isolatsiooni jõudluse mõõtmiseksPolümeer-aerogeeli komposiitkate, ja selle üksus on w/(m ・ k). Mida madalam on selle väärtus, seda nõrgem on materjali võime sooritada ja seda parem on selle soojusisolatsiooni jõudlus. Oma ainulaadse nanopoorse struktuuri tõttu võib õhukeelsete kattete soojusjuhtivus olla sama madal kui 0. 012W/(m ・ k), mis on palju madalam kui traditsiooniliste soojusisolatsioonimaterjalidega. Termilise juhtivuse täpselt mõõtes saab õhugeeli kattete soojusisolatsiooni erinevusi erinevate preparaatide ja protsesside korral intuitiivselt võrrelda.
2. termiline takistus
Termiline vastupidavus on seotud soojusjuhtivusega ja viitab temperatuuri erinevuse suhtele korpuse konstruktsiooni mõlemal küljel soojusvoo tiheduse ja püsiseisundi tingimustes. See võtab arvesse katte paksust ja soojusjuhtivust ning selle üksus on (m² ・ k)/w. Mida suurem on termiline vastupidavus, seda tugevam on kattekiht soojusülekande vältimiseks ja seda kasutatakse sageli katte soojusisolatsiooni mõju hindamiseks tegelikes rakendusstsenaariumides.
3. termiline salvestuskoefitsient
Termiline ladustamiskoefitsient peegeldab materjali võimet taluda soojusvoo temperatuuri kõikumisi. Mida suurem on koefitsient, seda väiksem on materjali pinnatemperatuuri kõikumine ja seda tõhusam on soojuse ülekande puhverdamisel. Stabiilse temperatuuri, näiteks sisehoonete ja tööstusseadmete säilitamise keskkondade jaoks, on termiline ladustamiskoefitsient oluline hindamisnäitaja.
4. Soojusülekande koefitsient (U-väärtus)
Soojusülekande koefitsient näitab soojuse kogust 1 ruutmeetri pindalaga 1 tunni jooksul stabiilse soojusülekande tingimustes, kui õhutemperatuuri erinevus korpuse mõlemal küljel on 1K ja ühik on w/(m² ・ k). Ehituse valdkonnas kasutatakse soojusülekande koefitsienti sageli seintel, katustel ja muudel osadel õhukeldade kattete soojusisolatsiooni üldise jõudluse hindamiseks ning see on üks peamisi parameetreid hoonete energiasäästliku mõju mõõtmiseks.
3. peamised katsemeetodid ja tehnilised põhimõtted
1. püsiseisundi meetodi test
Püsiseisundi meetod sisaldab lameda plaadi meetodit ja soojusvoolumõõturi meetodit. Lameplaadi meetod on asetada õhugeli katteproov kahe paralleelse kuuma kuuma plaadi ja külmaplaadi vahele ning mõõta proovi kaudu soojuse voolu, temperatuuri erinevust proovi mõlemal küljel ja muud parameetrid stabiilse soojusülekande oleku all ning arvutada seejärel soojusjuhtivuse. Soojusvoolumõõturi meetod on soojus takistuse ja soojusülekande koefitsiendi arvutamine soojusvoo ja temperatuuri erinevuse mõõtmisega. Seda tüüpi meetodil on stabiilsed ja täpsed testitulemused, kuid katseaeg on pikk, mis sobib täpsete laboratoorsete mõõtmiste jaoks.
2. ebastabiilse oleku meetodi test
Ebastabiilse oleku meetodit tähistab kuuma juhtme meetodi ja laseri välklambi meetodit. Kuuma traadi meetod on matta küttetraadi õhugeli katteproovi ja arvutada soojusjuhtivus, mõõtes temperatuuri muutumist kuumutusraadi ümber aja jooksul. Laser Flash -meetod kasutab laserit proovi ühe otsa koheseks kuumutamiseks ja mõõdab temperatuuri tõusu proovi teises otsas, et arvutada termiline difusioonikoefitsient, ja seejärel arvutada soojusjuhtivuse, ühendades parameetrid, näiteks konkreetne soojusmaht. Ebastabiilse oleku meetodil on kiire testimiskiirus ja see võib saada tulemusi lühikese aja jooksul, mis sobib tootmisprotsessi kiireks tuvastamiseks.
3. simuleeritud tegelik keskkonna testimine
Lisaks laboratoorsetele testidele pälvib järk -järgult ka simuleeritud tegelik keskkonna testimine. Näiteks ehitades väikese katseruumi ehitamisel temperatuurimuutust, energiatarbimist ja muid seina või katusekattega kaetud katuse andmeid erinevatel aastaaegadel ja kliimatingimustel, et realistlikumalt hinnata katte soojus isolatsiooni jõudlust tegelikus rakenduses. Tööstusvaldkonnas simuleeritakse keerukaid keskkondi nagu kõrge temperatuur, madal temperatuur ja niiskus, et testida õhugeli katte pikaajalist termilist isolatsiooni stabiilsust.
4. tööstusstandardite ja spetsifikatsioonide suunav roll
Soojusisolatsioonimaterjalide ja kattete jõudluse hindamiseks on sõnastatud rida standardeid nii rahvusvaheliselt kui ka kodumaal. Näiteks näeb Rahvusvahelise Standardiorganisatsiooni (ISO) standard ISO 8302 materjalide soojusjuhtivuse mõõtmise meetodi lameda plaadi meetodil ning Ameerika testimis- ja materjalide ühingu standard ASTM C177 reguleerib püsiseisundi soojusvoo testi. Hiinas on sellised standardid nagu GB/T 10294-2008 "püsiseisundi termilise takistuse määramine ja isoleermaterjalide omadused - valvatud kuuma plaadi meetod" ja GB/T {6}} "Flash -meetod termilise difusiooni või soojusjuhtivuse mõõtmiseks.Polümeeri õhugeli katmine, Testitulemuste täpsuse ja võrreldavuse tagamine.
5. Praktilised rakendusjuhtumid ja hindamise mõju analüüs
1. Välisseinte hoone rakendusjuhtumid
Rohelise hoone projektis hindasid teadlased õhugeli kattega kaetud välisseinte soojusisolatsiooni jõudlust. Kasutades püsiseisundi lameda plaadi meetodit, mõõdeti katte soojusjuhtivus 0. 0 10W/(m ・ k) ja soojustakistus jõudis 5,0 (m² ・ k)/w. Tegelike keskkonnatestide simuleerimise kaudu oli suvel kõrge temperatuuriperioodi jooksul välisseina sisemine temperatuur õhugeli kattega 5-8 kraad madalam kui katmata seina oma ja hoone õhukonditsioneerimise energiatarbimine vähenes umbes 20%, mis kontrollis täielikult õhukeelse katte olulist mõju hoonete säästmisel.
2. tööstuslike torujuhtmete rakendusjuhtumid
Rakendatud keemiaettevõteMantel õhugeli isolatsioonigatorujuhtmetele, mis transpordivad kõrge temperatuuriga söötmeid ja viisid läbi jõudluse hindamise. Katte soojusjuhtivus tuvastati kiiresti, kasutades mitte-State'i kuuma juhtme meetodit, ja tulemus näitas 0. 011W/(m ・ k). Pärast üheaastast tegelikku tööseiret on torujuhtme pinnatemperatuur püsinud alati ohutusse vahemikku ja soojuskadu on vähenenud enam kui 30%, mis on tõhusalt parandanud energia kasutamise tõhusust ja vähendanud töötajate operatsioonide ohutusriske.
6. Tehnoloogia arendamise suundumused ja tulevikuväljavaated
Teaduse ja tehnoloogia pideva edenemisega areneb pidevalt ka Airgeli kattete soojusisolatsiooni jõudluse hindamise tehnoloogia. Ühest küljest areneb testimisseadmed suurema täpsuse, automatiseerimise ja intelligentsuse poole. Näiteks integreerib uus laserväliinstrument täiustatud andureid ja andmetöötlussüsteeme, mis võivad anda täpsemaid testi tulemusi lühema aja jooksul. Teisest küljest ilmnevad järk-järgult mitmemõõtmelised ja mitmefüüsikalised väljaühenduse hindamise meetodid. Kombineerides mikrostruktuurianalüüsi, numbrilist simulatsiooni ja muid vahendeid, uuritakse õhugeli kattete soojusisolatsioonimehhanismi sügavalt, et pakkuda teaduslikumat alust kattekujunduse optimeerimiseks.
Lisaks sellele, kui nende spetsiaalsete rakendusstsenaariumide isikupärastatud hindamisstandardid ja meetodid on pidevalt paranenud, parandatakse ka õhugeelkatteid arenevatel väljadel, näiteks paindlikele elektroonikaseadmetele ja uutele energiaaku termilisele haldamisele.
7. Järeldus: teaduslik hindamine soodustab Airgeli kattetehnoloogia edendamist
Termilise isolatsiooni jõudluse täpne kvantifitseerimine ja hindamineAirgeli katte isolatsioonon võti nende kvaliteedi ja rakenduse mõju tagamiseks. Alates põhinäitajate täpsest määramisest kuni mitmekesiste testimismeetodite rakendamisest kuni tööstusstandardite normatiivsete juhendamisteni ja tegelike juhtumite mõju kontrollimiseni areneb ja paraneb kogu hindamissüsteem. Tulevikus on hindamistehnoloogia uuendusega ja rakenduste stsenaariumide laiendamisel suuremat rolli rohkemates valdkondades ja annavad olulise panuse globaalse energiakaitse ja soojusjuhtimise juurde.