Насыпная плотность огнеупорного керамического волокна относится к отношению веса керамического волокна к общему весу материала. Величина насыпной плотности является показателем, позволяющим определить целесообразность футеровки печи. Это важный фактор, влияющий на теплопроводность.
А. Теплопроводность изделий из керамического волокна уменьшается с увеличением объемной плотности, но диапазон уменьшения постепенно уменьшается, так что, когда плотность превышает определенный диапазон, теплопроводность больше не уменьшается, а имеет тенденцию к увеличению.
Б. Существует минимальная теплопроводность и соответствующая минимальная объемная плотность при различных температурах, а объемная плотность, соответствующая минимальной теплопроводности, увеличивается с повышением температуры.
Большое значение имеет правильное понимание и применение изложенных выше законов к применению керамических волокон. Адиабатические характеристики керамических волокон в основном основаны на адиабатическом эффекте герметизированного воздуха в порах изделий. Когда доля твердых волокон определена, чем больше пористость, тем меньше объемная плотность.
Когда объемная плотность составляет менее 96 кг/м³, из-за усиленной колебательной конвекции и радиационного теплопереноса газа в смешанной структуре теплопроводность уменьшается с увеличением объемной плотности, демонстрируя возрастающую тенденцию экспоненциальной функции.
When the bulk density is >96 кг/м³, по мере увеличения насыпной плотности поры, распределенные в волокне, закрываются, доля микропор увеличивается, поток воздуха в порах ограничивается, теплоотдача в волокне уменьшается (термосопротивление увеличивается), и в то же время это вызывает соответственно уменьшение радиационного теплообмена между стенками отверстий, тем самым снижая теплопроводность.
Когда объемная плотность увеличивается до определенного диапазона 240 ~ 320 кг/м³, точка контакта твердого волокна увеличивается, так что само волокно образует след, а вес теплопередачи увеличивается через мостик. Во-вторых, увеличивается точка контакта твердого волокна, а поры влияют на теплопередачу. Демпфирующий эффект ослабляется, так что теплопроводность больше не снижается, а имеет тенденцию к увеличению. Поэтому пористоволокнистый материал имеет оптимальную объемную плотность при наименьшей теплопроводности. Для футеровки стен из многослойного керамического волокна из иностранного материала объемная плотность керамического волокна на горячей поверхности составляет 130~160 кг/м³, а объем керамического волокна на горячей поверхности футеровки печи, облицованной плиткой, составляет 200~240 кг/м³.
После горячей поверхности стенки печи объемная плотность волокнистых изделий на всех уровнях последовательно уменьшается, так как при высокой температуре теплопроводность керамического волокна снижается более значительно с увеличением объемной плотности, чем при низкой температуре (как показано на рисунке). Структура волокнистой футеровки со слоями в направлении толщины, подобранными в соответствии с плотностью, может поддерживать равномерное тепловое сопротивление в направлении толщины футеровки печи. При тех же условиях термической стойкости это может сэкономить потребление волокна и снизить затраты на строительство печи.