Função da membrana de gás no atacado da China: o material do núcleo em painéis de isolamento a vácuo (VIPs)

A transferência de calor em painéis de isolamento a vácuo (VIPs) é composta principalmente por quatro mecanismos:

• Condução sólida através do material do núcleo
• Condução de gás devido a gases residuais dentro do painel
• Transferência de calor por convecção

• Transferência de calor por radiação

O objetivo do projeto dos VIPs é minimizar todos os quatro mecanismos de transferência de calor. Durante a fabricação, o desempenho de cada componente deve ser otimizado de acordo, com atenção especial aos seguintes aspectos:

Principais considerações de projeto

1. Material do núcleo isolante

O material central deverá apresentar as seguintes características:

• Baixa condutividade térmica
• Resistência mecânica suficiente para evitar o colapso em condições de vácuo.
• Porosidade adequada para facilitar a evacuação e a formação de vácuo.

2. Estrutura de Envoltório de Barreira

O material de barreira deverá proporcionar:

• Alto desempenho de barreira a gases
• Baixa transmitância térmica
• Resistência mecânica adequada para manter o vácuo interno e proteger o núcleo.

3. Nível de vácuo e desempenho térmico

O nível de vácuo interno está intimamente relacionado ao desempenho térmico dos VIPs. Diferentes materiais de núcleo requerem diferentes pressões de evacuação:

• Para núcleos de espuma de células abertas, com tamanhos de poros tipicamente na faixa de 0,01 a 0,1 mm, a pressão interna deve ser mantida em aproximadamente 1 a 100 Pa para obter um desempenho de isolamento eficaz.
• Para materiais de núcleo nanoporosos, com tamanhos de poros tipicamente na faixa de 10 a 100 nm, um nível de vácuo de 1000 a 20.000 Pa é suficiente para atingir um desempenho de isolamento comparável ao de núcleos de espuma de células abertas.

Papel e importância do material principal

A seleção do material do núcleo tem um impacto significativo tanto no desempenho do isolamento térmico quanto na vida útil dos VIPs. Como estrutura de suporte e fator chave na manutenção do ambiente de vácuo, o material do núcleo desempenha um papel crítico em todo o sistema.

Suas principais funções incluem:

1. Suporte mecânico

Suportar a estrutura do painel e evitar o encolhimento ou colapso do revestimento externo em condições de vácuo.

2. Controle da condução e convecção de gases

Limitação da transferência de calor causada pelo movimento de gases residuais

3. Opacificação e dispersão infravermelha

Em condições de alto vácuo, a transferência de calor por radiação torna-se o mecanismo dominante. O material do núcleo contribui para a absorção e dispersão da radiação infravermelha, reduzindo assim a transferência de calor.





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