多層絕熱材料用干燥箱溫度場測試試驗

干燥箱內(nèi)加熱量傳遞的主要途徑為空氣對流換熱，空氣可在壁面四周、干燥箱頂部和底部、兩列多層材料之間的中心通道以及材料層間循環(huán)。根據(jù)多層材料的排布方式，可以預(yù)測烘內(nèi)溫度場分布成軸線對稱。所以，在布置測溫點的時候，我們選出其中的1／4空間(如圖2示)做針對性分析。

熱電偶全部貼附在多層材料上進行溫度測量。1，2，3，7，8，9，13，14，15處于多層材料頂部，分別等距分布。4，5，6，10，11，12，16，17，18置于多層材料底部，較接近加熱面，等距分布。13，19，20，21，22，23，16處于烘箱中央，自上而下均勻分布。測試中采用的測溫元件為銅一康銅熱電偶，待得到熱電偶數(shù)據(jù)后轉(zhuǎn)化成干燥箱內(nèi)實際溫度進行分析。圖中黑色圓點表示熱電偶的位置，以及其編號。

為便于分析，本文分析部分采用熱電偶編號進行分析論述并補充X，Y，Z坐標(biāo)，分別指代寬邊方向、長邊方向和垂向，后文論述部分不再作特別說明。嚴(yán)格控制干燥空間內(nèi)最高溫度對多層絕熱材料處理后品質(zhì)起著決定性的作用。干燥室加熱控制過程中，宜采用溫度最高點作為反饋點，一旦反饋溫度逼近安全溫度，干燥室就必須停止加熱，確保多層絕熱材料的品質(zhì)。根據(jù)測點溫度變化的情況，將干燥處理過程分為啟動加熱階段和動態(tài)穩(wěn)定階段。啟動加熱階段，各測點的溫度均呈上升趨勢，初始的2．5小時溫度升高較快，之后溫升逐漸變緩；7小時左右后進入動態(tài)穩(wěn)定階段，此時雖然各測點溫度有所波動，但變化不大。實驗測得的干燥箱不同工作階段空間內(nèi)各點溫度變化表示在圖3及表1中。

在啟動加熱階段，熱空氣密度小上浮，而冷空氣相應(yīng)下沉，同時由于底部加熱面均勻分布，故頂部中心處測點13(干燥室頂部中央，多層絕熱材料上端)的溫度最高。如圖3所示，測溫點5和16溫度變化曲線給出了其他測溫點的溫度波動范圍，而只有測點13處的溫度在5.26小時后達到最大值131.8℃。隨著控制溫度不再升高，測點13的溫度也開始小幅回落，逐漸趨于動態(tài)穩(wěn)定。由于絕熱材料為多層組合，經(jīng)過長時間的高溫加熱，材料表面放氣并在層與層之間發(fā)生膨脹，導(dǎo)致材料蓬松明顯。

本實驗中每20層材料占用15mm距離的空間，常溫下其自身厚度就有5～8mm，加熱后膨脹了的多層材料基本封鎖了層間熱空氣上升的通道，熱空氣只能從四周壁面處以及于兩列材料間10cm左右寬的中心通道上浮至干燥箱頂部，使熱量在加熱面和材料底端之間局部大量積聚分散困難，11點(多層絕熱材料底部中央處成為全場溫度最高點，參見表l。http://www.frameer.com