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      2. 隔熱保溫涂料內保溫和外隔熱保溫效果的差異性研究
        資訊類型:行業新聞 加入時間:2019年3月1日10:12
        隔熱保溫涂料以其易于涂裝、低導熱系數、密度低不增加負荷、有效防止CUI(隔熱腐蝕)等功能而受到市場的關注,各大涂料公司紛紛將隔熱涂料的研究提上日程。

        目前世界上較為成熟的隔熱保溫涂料品牌有:美國的Mascoat、中國的志盛威華。其中Mascoat專注于400℃以下溫度段的隔熱保溫生產與應用,志盛威華專注于-50℃至2200℃溫度段的隔熱保溫涂料的研發、生產和應用。志盛威華產品大量出口中東等國家,為推動隔熱保溫材料的發展做出了不小的助力,被中央電視臺譽為“中國高溫涂料”。

        隔熱保溫涂料一般應用在水泥回轉窯、電廠高溫設備及管道、石油化工設備、其他高低溫設備等的隔熱保溫,為生產安全、節能環保、改善生產環境等提供有效的幫助。隔熱保溫涂料因應用的目的或設備的特性不同有時會作為內保溫材料如回轉窯,有時則被涂裝在設備外表面進行外保溫。那么內保溫和外保溫隔熱效果有什么不一樣呢?志盛威華科研人員對此進行了較為系統的研究,現就實驗室測試過程及結果做如下分析:

        1. 測試方法

        按帶夾層玻璃觀察口最高溫度可達300℃的烘箱玻璃門尺寸,裁剪一塊同等大小的鋼板,并在鋼板一面涂刷3mm厚ZS-1隔熱保溫涂料,用這塊鋼板代替原有的玻璃門,在標準環境下分別測試隔熱涂料層作為內保溫時處在室內空氣環境的鋼板面的溫度及隔熱涂料層作為外保溫時處在室內空氣環境的隔熱保溫層的溫度,測試溫度時,烘箱內溫度均處在300℃恒溫。

        2. 測試結果

        當隔熱保溫涂料作為內保溫時,外側鋼板溫度(測試5個不同的點所得到的平均溫度)為180℃,當隔熱保溫涂料作為外保溫時,外側隔熱保溫涂層溫度(測試5個不同的點得到的平均溫度)為98℃;內外保溫面對空氣層表面溫度相差82℃。

        3. 結果分析

        熱通量公式:Q=△T/R,其中Q為熱通量,△T為內外表面溫差,R為熱阻

        熱阻計算:R=λ/d,其中λ為導熱系數,d為材料厚度

        由以上兩個公式可知,相同的板材導熱系數λ及厚度d可視為常數即熱阻R為常數,按常規思維,相同的熱阻應該得到相同的表面溫度和同樣的熱通量,但測試結果卻有如此大的差異,原因何在?

        原因就在于鋼鐵的導熱系數與隔熱保溫涂料的導熱系數的差異及隔熱保溫涂料施工時的均一性。

        在這里志盛威華工程師提出了“并聯熱阻”的概念:由于保溫層材質的均一性及施工時厚度的差異導致保溫層熱阻降低,每一個微觀單位面積的熱阻存在差異,這些熱阻以并聯的方式存在,單位面積間不同的熱阻導致了總熱阻的降低;同時熱傳導還存在木桶理論,志盛威華工程師稱為“低阻熱橋”,即熱量將通過較低的熱阻區進行優先傳遞。

        根據并聯熱阻及低阻熱橋的概念,我們可以很好地分析內保溫和外保溫表面溫度差異的原因。當隔熱涂料作為內保溫時,熱量通過并聯熱阻中的低熱阻部位向暴露在空氣層中的鋼板進行熱傳導,因鋼板的導熱系數較高,傳導來的熱量被迅速的傳導到其他熱阻較高部位,很快鋼板達到熱平衡,此時鋼板的高導熱系數加速了熱量的傳導,整個隔熱保溫體系的熱阻可視為體系中最小熱阻部位的熱阻,隔熱保溫效果下降。

        當隔熱保溫涂料作為外保溫時,并聯電阻、低阻熱橋依然存在,當熱量通過低阻區向外層進行熱傳遞時,因外部隔熱保溫涂料的導熱系數較低,低阻區傳遞的熱量不能迅速傳導到隔熱涂料層的其他部位,造成涂料層各區域溫度存在差異,當低阻區外表面溫度升高時,對應的溫差△T減小,熱量傳導變緩,整個隔熱涂料層的平均溫度也就較之鋼板層要低得多。

        4. 綜述

        志盛威華工程師通過實驗室對ZS-1隔熱保溫涂料內外保溫溫度差異及實際工程應用數據分析認為:

        A. 隔熱保溫涂料作為內保溫和作為外保溫,外表面溫度存在差異,其中作為內保溫時外表面溫度會高于內保溫;

        B. 隔熱保溫涂料隔熱效果的體現,除了厚度影響外,與涂料本身的均一性、涂裝厚度的一致性、涂覆材料的導熱系數有很大關系,涂料越均一、厚度越一致、涂覆材料的導熱系數越低,相同厚度下,外表面溫度越低;

        C. 在不考慮涂覆材料的耐溫性的前提下,外保溫涂裝更有利于達到設計目的;

        D. 建議在涂裝隔熱保溫涂料時,應充分機械攪拌以保證涂料均一的分散,涂裝時應保證涂覆的厚度誤差,避免低阻熱橋產生,為確保達到設計效果,適當增加隔熱保溫涂料的厚度,避免涂覆不均帶來的低阻熱橋。

        E. 為保障良好的隔熱效果,致電志盛威華以便獲得更為專業的建議。
        文章來自:中國防腐涂料網
        文章作者:網絡管理員
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