气凝胶是由纳米级孔隙和纳米骨架构成的三维连续多孔材料。其独特结构使其具有传统材料无法比拟的性能,最显著的是极低的热导率。.
气凝胶孔径(20-50nm)
气凝胶微观结构
不同保温材料的热导率
气凝胶的网状骨架无限延长了热传导路径,使热量难以在气固界面传导。.
气凝胶的孔径(20-50nm)小于空气的平均自由程(70nm),从而阻止内部空气自由流动。.
气凝胶的网络骨架形成了“无限热障效应”,能够屏蔽热辐射。.
通过将纳米级气凝胶与玻璃纤维、陶瓷纤维等基材相结合,气凝胶的优异性能与柔性基材无缝融合。这最大限度地发挥了气凝胶的轻质和保温特性,同时赋予其柔韧性和韧性。它还具有超长使用寿命、卓越的保温性能、高耐火性和优异的机械性能等额外特性,广泛应用于航空航天、热力管网、石油化工、新能源汽车、轨道交通、消费电子、纺织等领域。.
对于工业管道和设备保温,与传统保温棉方案相比,气凝胶具有安全、环保、节能和高效的特点。.
以某中高温工业蒸汽管道为例,该管道架空敷设,蒸汽温度为465°C,压力为5.3Mpa,流量为60t/h,直径为DN250。原保温层为150mm硅酸铝。与气凝胶保温毯的保温效果对比如下:
以某中高温工业蒸汽管道为例,该管道架空敷设,蒸汽温度为465°C,压力为5.3Mpa,流量为60t/h,直径为DN250。原保温层为150mm硅酸铝。与气凝胶保温毯的保温效果对比如下:
与使用150mm硅酸铝的热损失相比,采用气凝胶方案的节能率可超过40%。.
在两种方案的对比计算中,相对于硅酸铝方案,按每公里管道长度计算,气凝胶方案的年节能量和效益如下:
*基于8000小时恒定运行计算,热价为70元/GJ。.
由于气凝胶材料使用寿命长、效率高,能够在更长时间内为客户创造更大的经济价值。按硅酸铝有效使用寿命3年、气凝胶毡有效使用寿命15年计算:15年内,使用气凝胶保温毡相比使用硅酸铝毡可减少4次安装次数。气凝胶保温毡的总投资比传统材料低约55%。这使材料和施工成本平均每年节省91,770元。使用气凝胶毡替代硅酸铝每年可产生362,150元的利润,使用气凝胶毡的额外投资可在1.7年内收回。在气凝胶材料的使用寿命期间(本例中为15年),在管道上使用气凝胶保温材料可为用户累计增加约481.659万元(362,150元×13.3年≈481.659万元)的经济效益。.
考虑到气凝胶材料的整个生命周期,与传统保温棉方案相比,气凝胶方案减少了维护和更换周期次数,从而降低了管道保温的运行和维护成本。此外,它还实现了节能效果,为客户创造更大的经济效益,并显著降低企业的运营管理成本。.
此外,由于气凝胶材料独特的疏水和透气性能,它能够最大程度地防止保温层下腐蚀(CUI)。.
气凝胶保温毡是工业管道保温、储罐保温、汽车防火隔热以及建筑保温等领域中最理想的保温材料。.
二氧化硅气凝胶,基于SiO2,是这里几乎所有隔热气凝胶产品的商业基准。其纳米多孔网络以可行的成本赋予了上述特性。.
纳米气凝胶一词指的是那种小于70纳米的孔隙网络。它是一种结构,而非单独的材料,正是它延长了热路径并阻止了对流。.
对于规格制定者而言,25°C下0.019至0.021 W/(m·K)的气凝胶导热系数是与矿棉或泡沫进行比较的首要数据。.
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