熱絕緣

　　簡(jiǎn)介
　　阻止或減少熱能傳遞的任何方法謂之“熱絕緣”。例如，用泡沫材料或鋸末填充的空心墻或屋頂棚，起絕熱作用。
　　實(shí)施
　　在熱量傳遞過程中增加熱阻以減少熱損失的技術(shù)措施。機(jī)械工程中通常是在傳熱壁面上附加一層低熱導(dǎo)率的輔助層來(lái)增加熱阻，這一輔助層也就是熱絕緣層。熱絕緣的措施和材料是根據(jù)不同的要求選擇的。
　　技術(shù)
　　習(xí)慣上把常溫下熱導(dǎo)率小于 0.2W/(m·K)的材料稱為熱絕緣材料，或稱保溫材料、隔熱材料。有些熱絕緣材料直接利用其自然狀態(tài),例如石棉、軟木和鋸屑等,但大多數(shù)熱絕緣材料是經(jīng)過特殊加工后所得到的產(chǎn)品，例如巖棉、礦渣棉、微孔硅酸鈣、泡沫混凝土、膨脹珍珠巖、膨脹蛭石和泡沫塑料等。這些人造的熱絕緣材料都是多孔性結(jié)構(gòu)的材料�？紫吨械目諝馓幱陟o止?fàn)顟B(tài)，空氣的導(dǎo)熱能力很低，因此這類材料的熱導(dǎo)率很低，具有良好的熱絕緣性能。在選擇熱絕緣材料時(shí)，除了熱絕緣性能外，還必須注意材料的力學(xué)性能、耐高溫的能力和吸收水分的能力。
　　對(duì)于管道的熱絕緣，增加絕緣層的厚度會(huì)提高導(dǎo)熱熱阻。但是絕緣層厚度增加，使外側(cè)對(duì)流換熱的表面積增大，因而會(huì)減小對(duì)流換熱熱阻，所以加厚絕緣層并不一定能減少熱損失。在給定的熱絕緣材料（即熱導(dǎo)率 k給定）和給定的對(duì)流換熱系數(shù)h的條件下,相應(yīng)于總熱阻為最大時(shí)的最小管道絕緣層外徑稱為臨界絕緣直徑，它等于2k/h。因此在管道熱絕緣設(shè)計(jì)中絕緣層直徑必須大于臨界絕緣直徑。
　　為了貯存液氫、液氦等超低溫液體，有一種用于很低溫度（低于-250℃）的特殊的熱絕緣技術(shù)。由多層間隔的高反射率材料組成絕熱結(jié)構(gòu)，并利用遮熱板的原理大大削弱層間的輻射換熱。整個(gè)系統(tǒng)被抽成真空，最大限度地減少空氣的導(dǎo)熱。這種超級(jí)熱絕緣的熱導(dǎo)率可以低到0.3mW/(m·K)。遮熱板是在兩輻射換熱表面之間增設(shè)的一層薄板。這層薄板在整個(gè)系統(tǒng)中并不帶走任何熱量，只是在熱流通路中增添了熱阻。高反射率的材料制成的遮熱板具有較高的熱阻。例如,在兩塊黑度為0.8的平行平板之間設(shè)置一層黑度為0.05的遮熱板，可使輻射換熱量減少為原來(lái)的1/27。加裝多層遮熱板效果更為顯著。遮熱板的原理還廣泛應(yīng)用于高溫爐的熱絕緣等方面。