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隔热结构的优化设计

发布时间:2020-02-15 21:19:53 编辑:笔名

隔热结构的优化设计

目前,对于隔热保温常用的方法是在需要隔热保温的物体表面直接涂一层隔热涂料,一般用在墙体的保温和管道施工的弯头等处,方式单一,导热系数减小不太大,另外涂料的耐久性差,容易脱落,不能磕碰,抗振动性能差;另一种方法是在物体的外表面直接缠绕保温材料,一般用在地面管线隔热保温,缺点是无法牢固地固定于工具表面,用在井下工具上容易被损坏。

上述2种方式单独使用都达不到的隔热效果根据热量传递机理,综合考虑同时降低热传导热辐射和热对流引起的热量传递,地减小导热系数。优选复合式的层层阻隔热量传递结构形式,即由内管、外管和隔热材料组成。在内管外壁和外管内壁之间形成一道隔热夹层,在夹层之间填充隔热材料,同时对隔热夹层抽真空为了补偿高温下内、外管的不同热伸长量,采用给内管施加预应力的方式。

内管在常温下处于拉伸状态,当温度逐渐升高时,拉应力也随之减小,温度继续升高,内管由受拉状态转变为受压状态。由于内管的预伸长减小了受热伸长后的压应力,所以保证了隔热工具的正常工作。

隔热夹层材料优选铝箔和玻璃丝布,利用高反射率的铝箔构成反射屏面层层反射,对辐射热流造成很高的热阻,在高真空情况下,绝热系统中主要以辐射透过率高导热率低的玻璃布阻止屏面的直接接触,玻璃布孔率大,可增加屏面有效的反射面积。环空中的吸气剂在注蒸汽过程中吸附渗入钢管中的氢气及其他残余气体,保持真空系统的真空度,提高隔热结构隔热性能的长效性。

各种对空间直接暴露的接口和不合理的层间间隙等都会造成漏热量增加,在多层系统的设计制造中,应尽量减少接口,控制层间间隙,防止层间接触,尽可能地减少接触导热与横向传热,把漏热降到程度。因此对隔热层的缠绕方式松紧程度和搭接方式进行了优化。

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