由当今技术驱动的飞机制造商雇用,高性能的基于微孔的绝缘产品是当前可用的最有效的高温系统,在工业应用中也广泛接受。
微孔工程系统的范围从使用许多纺织品的软制造到利用金属箔的部分封装。设计考虑因素highly efficient thermal insulation systems在航空航天行业的就业导致研究人员定义了最佳的理论热绝缘材料。
This is based on minimizing the primary modes of heat transfer involving the simultaneous action of gas conduction, solid conduction and radiation and convection currents. A product model was needed to meet specific criteria, including:
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几乎没有或根本没有服务
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不使用真空的热性能优化
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高抗压强度
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重量很轻
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服务温度使用极限至1000°C(1830°F)
这项研究导致了由微孔烟雾粉粉的产品组成的产品,该硅粉是在两层玻璃纤维布之间缝制的。它是特殊材料添加剂,精细颗粒堆积和精确生产方法的组合,使微孔绝缘层具有出色的热性能。
微孔绝缘特性
与常规绝缘产物相比,微孔绝缘材料的好处是其在给定厚度的导热率要低得多。例如,在1000°F(538°C)微孔绝缘材料的导热率1/3的陶瓷纤维毯和1/4的1/4和1/4的1/4中的2300°F(1260°C)类绝缘燃烧。
因此,1英寸(25毫米)厚的微孔绝缘材料,例如热陶瓷的BTU块(TM),将在1000°F时提供几乎相同的传热结果,即3英寸(75毫米)厚的陶瓷纤维毯,或4英寸(100毫米)等效类IFB的厚度(绝缘壁桥)。
除了其非常低的热量存储和导热率外,微孔绝缘产品的其他优势还非常低,并且对过度压缩的抗性非常低。这些材料能够亚博网站下载抵抗重量在重载下的广泛压缩,而其热导率特性几乎没有降解。
Its uniformity and thermal performance are actually improved by compression of the insulation as it slightly deforms, and microporous insulation products do not reach a critical load/deformation point, unlike typical rigid insulation systems.
当在高达1800°F(982°C)的温度下用作备用绝缘材料时,它们的收缩率极低。绝缘材料也很容易安装在大多数应用中。纤维水泥或硅酸钠通常用于将其固定在适当的位置。
Forms of Microporous Insulation
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来自BTU-Block™和Min-K等热陶瓷的微孔绝缘系统的形式®include boards and shapes, flexible, panel, ladle liner and moldable.
板和形状有各种尺寸和配置。它们是结构完整性最高和最高密度和微孔产品的刚性产品。柔性产品由封装在高温布层之间的微孔芯组成,并以1英寸(25毫米)的正方形为单位。
面板是一种较低的密度产品,封装在玻璃纤维纺织品中。它提供弯曲的强度,机械保护和与墙壁或其他绝缘材料结合的基板。该材料可提供良好的刚性,高强度,低成本以及以多种形状和尺寸制造的能力。
这quilting maintains core distribution in high vibration environments and enables the insulation to be bent or wrapped to conform to unique shapes during installation.
钢上的衬里很像柔性产品,但是带有平行缝线以使其能够包裹在圆形或圆柱形容器上,例如坩埚和梯子。
可塑的产品可以手工放置或毛巾进入无法安装其他绝缘系统的区域,并且是微孔绝缘的潮湿形式。它是在现场制造工作或缺乏工程设计支持的自定义应用程序中利用的理想选择。
一些应用程序具有需要非标准物质选择的特殊考虑。例如,在某些应用中采用了一种特殊的疏水性核心材料,以使湿产品(例如难治性铸造物)直接放置在微孔绝缘材料上,而不会降低产品结构。
Thin foil coatings can be applied to enhance the strength of the fabric-coated microporous products. A variety of material densities from 14 to 25 lb/ft3(224至400千克/m3)使选择能够满足特定的可压缩性要求或成本限制。
A new composite product combines a microporous insulation core in a quilted form with the company's K-Shield®感觉ag。复合产品比平常的微孔绝缘材料较轻-11对16磅/英尺3- 不牺牲绝缘性能。
通过使用热面侧的2300°F毛毡材料,可以在比单独的微孔芯的额定使用温度下在更高的温度下使用该复合材料。
航空业的用途
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这航空业通常需要高性能的热管理系统,这些系统除了实现其传统目标外,还需要保持一致的工作温度或提供消防障碍。
这se challenges might be combined with those of space constraints, high vibration environments and weight limitations. Flexible and molded microporous insulation provides the durability, physical characteristics and dimensional configurations required for aerospace applications.
制造的产品或标准尺寸符合客户立即安装的要求。柔性绝缘材料是由高温纺织面之间包含的微孔芯组成的复合系统。
为了在创建灵活的毯子时保持核心分布,然后用一英寸正方形的高温线对系统进行缝。厚度范围为0.125至0.500英寸(3至13毫米),核心密度为8、10和16 PCF。
可以将缝的复合材料切成独特的几何形状并代替传统的纤维绝缘体,通常将所需厚度降低50%至75%。通常由外部纺织品面对面确定最高标准温度额定值(500、1200和1832°F)。
为了防止发动机的热量损失,在许多应用中,在航空航天行业中广泛利用了柔性微孔绝缘材料,包括绝缘发动机固定器或包装。这提高了内部工作温度一致性,提高了工作效率并保护外壳。
该产品还通过在标准的2000°F/15分钟性能测试中传递资格,将产品用作辅助动力单元外壳上的消防屏障。它也被用来隔离起落架撑杆。
模压微孔绝缘材料也用于许多航空航天应用中,最常见的是用于飞行数据记录器(FDR)的火灾保护,称为“黑匣子”。可以将其压入金属外壳,然后加工成形状,或者可以将零件从标准模制板加工成独立的围栏。
这material's extremely low thermal conductivity maintains the internal contents of the box at low temperatures, specifically the data collection system, to ensure recoverable data after a simulated fire.
测试程序将系统暴露于2000°F(1095°C)一小时,从而根据测试后数据收集的可恢复性利用最大内部温度需求。
While the molded insulation provides extremely low thermal conductivity, the development of an improved system was prompted by the need for smaller FDR units, in addition to units that can survive longer fire tests. A Molded Min-K formulation containing an endothermic component reacts to absorb heat at higher temperatures.
尽管吸热材料不会通过绝缘层修改最终的稳态热通量,但系统需要更长的时间才能达到稳态,从而增强了系统的整体性能。进一步进行火灾测试,FDR应用中的MIN-K还通过了许多严格的耐用性测试,旨在模拟飞机对故障的影响。
Industrial Applications
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常规的折射率,例如铸件和火布式,长期以来一直是高温衬里结构的主持人。热处理设备需要一致,高效的备用绝app亚博体育缘系统,这是由于典型工艺行业(例如钢铁和非有产金属)的能源密集型性质以及燃油成本的上升趋势。
High-performance products like microporous insulation are beginning to find wide acceptance as they are now meeting the stringent thermal insulation requirements of industrial applications.
Huge energy saving benefits can be obtained with decreased thermal conductivity in the lining construction through the utilization of products such as BTU-BLOCK insulation. For instance, numerous varieties of ladles, like plant transfer and over-the-road ladles, are ideal application areas for microporous insulation.
Ladles通常采用绝缘式火砖,轻巧的铸造或薄纤维隔热,在耐热的脸部难治后。
Microporous insulation as the backup product ensures that the molten metal does not solidify should the metal stay in the ladle for extended periods, leading to lower heat loss and helping to reduce the overall lining thickness so more volume is possible inside the ladle.
下面的示例说明了在钢包中利用微孔绝缘材料如何最大程度地减少昂贵的钢包壳的降解,这是由于热点和高壳温度对大型钢厂有利的,并提高了bot-tom倒在ladle ladle操作的安全性。
为了替换以前失败的纤维板系统,该公司还想要耐用的材料。通过在200吨钢包中安装0.375英寸(9毫米)厚的BTU块板,将外壳温度降低了15%。
此外,在金属固化之前,减少的热量损失使得能够完全清空钢包。此外,由于加热的钢包的冷却速度更快,过程流柔韧性得到了增强。由于熔融金属的均匀性更好,产品质量得到了增强。
In another example, a primary aluminum producer wanted to decrease the thickness of its carbon bake furnace tubwalls to enable widening pit dimensions to incorporate larger anodes for electrolytic pots.
A new design incorporating BTU-BLOCK insulation decreases the overall tubwall thickness by 6 inches (152 mm) while lowering the theoretical heat loss transfer by 30% vs. the current tubwall design.
连续的铸钢设施和卡斯托斯铝还利用长洗衣店的大量微孔绝缘材料,以帮助防止熔融金属固化。它们还用于过滤盒和脱口可味,以保持金属的热。
这也有助于通过消除过热熔融金属的要求来节省能源成本。微孔绝缘材料的其他工业应用包括铝熔炉,陶瓷隧道窑,化学加工乙烯单元和陶瓷进料碗中的备份。
概括
这use of lightweight, ultralow thermal conductivity microporous insulation, likeBTU-BLOCK and Min-K products, in composite insulation systems provides a number of advantages, including:
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通过最大程度地减少循环操作设备中的冷却时间来更好地流动app亚博体育
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通过衬里最大程度地减少热量损失来降低能源消耗
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改善高温过程周围的安全条件
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增加设备寿命,从而实app亚博体育现较薄的绝缘层的潜力使难治工作衬里的厚度增加
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通过减少整体绝缘厚度的机会增加了产品产量app亚博体育
Acknowledgments
此信息已从Morgan Advanced Materials -Thermal Ceramics提供的材料中采购,审查和调亚博网站下载整。
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