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耐火材料热力学基本特性对实际应用的重要程度
作者:admin  发布时间:2019-12-09 11:01  点击率:
耐火材料热力学基本特性对实际应用的重要程度,由于耐火材料经常在加热情况下使用,因此耐火材料的热学性质即成为其性质的重要方面。
 
一、热膨胀性
耐火材料的热膨胀是指制品在加热过程中的长度或体积的变化。
 
耐火材料使用过程中常伴有极大的温度变化,随之而来的长度与体积的变化,会严重影响热工设备砌体的尺寸严密程度及结构,甚至会使新砌体破坏。此外,耐火材料的热膜胀情况还能反映出制品受热后的热应力分布和大小,晶型转变及相变,微细裂纹的产生及抗热震稳定性等。
 
热膨胀的表示方法有线膨胀率和线膨胀系数两种,也可以用体积膨胀率或体积膨胀系数表示。
 
线膨胀率是指由室温至试验温度之间试样长度的相对变化率。表达式如下:
耐火材料 
由于晶型转变,相变化等多种原因,耐火材料的热膨胀变化率在各个温度区间内,其数值经常是变化的,因此常用曲线来表示,几种常用耐火制品的热膨胀曲线见下图。
耐火材料
耐火材料 
线膨胀系数是指由室温至试验温度之间,每升高1℃,试样长度的相对变化率,计算公式如下:
耐火材料 
常用耐火制品平均热膨胀系数见下表。
耐火材料 
由于制品的线膨胀系数很小,一般情况下,体积膨胀系数就不再另测量,而用线膨胀系数值的3倍来表示。
 
二、热导率
耐火材料热导率的定义是在单位温度梯度条件下,通过材料单位面积的热流速率。表达式如下:(热线法测定用)
耐火材料 
 
在生产实际中,一般的热工设备需考虑热量通过耐火材料后的损失量,需要计算隔热耐火材料的保温效果,在有些隔焰加热炉如焦炉等,还需要耐火材料的隔墙具有较高的热导率,由此可见热导率指标在热工设计中的重要性。
 
耐火制品中所含气孔对热导率影响最大。气孔内气体热导率低,因此气孔总是降低材料的导热能力。在一定温度限度内,对一定范围的气孔率来说,气孔率愈大,则热导率愈小,其关系的实测值可见下表,另外,当气孔率总值相同时,气孔体积大的热导率大。
耐火材料 
制品材质的化学组成及品体结构也对热导率有明显影响,碳质耐火制品即表现出了极高的导热能力,常见耐火制品的热导率曲线见下图.轻质隔热制品的热导率由线见下图.几种耐火混凝土的热导率曲线见下图。
耐火材料 
 
耐火材料 
 
耐火材料 
 
三、比热容
耐火材料比热容的定义是常压下加热1kg样品使之升温1℃所需的热量。
 
耐火材料的热容指标,在设计和控制炉体的升温、冷却,特别是蓄热砖的蓄热能力计算中,具有重要意义。比热容的表示式为:
耐火材料 
耐火材料的热容是随着它的化学矿物组成和所处的温度条件而变化的,下图示出了它们之间的变化关系。
耐火材料
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