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耐火材料结构中的敏感因素–透气度
2025-03-11
在压力差下，使气体渗过多孔物体的性质称作透气性。在黏滞流动制度(牛顿)的气体中，出口压力接近大气压，并且用柱形形式气孔测定气孔率大于5%的耐火材料的透气度，按泊肃叶公式计算k=Qh/A△p。在国际制系统中透气度系数用m3表示。它相当于横断面为1m2，长1m的试样，气体体积为1m3，黏度为1Pa·s，压力差为 1Pa时，通过1s穿过时，取得的透气度。实际单位使用um2。计算公式为:
式中，k20为温度为20℃的透气度系数μm2，Q为20℃时通过试样的空气流量cm3/s;h为试样高度(进入的深度);A为试样断面面积，cm3△p为试样中进口和出口之间的压力差，Pa。
以下计算取得系数
式中108为重新计算的系数，平方微米中的平方厘米:1.808×10-5为20℃时空气的动态黏度，压力差△p大于2kPa时，按公式(9-5)得出的结果乘2(p+p)/(2p+Δp)
式中，p为入口空气的压力，Pa。
较大的透气度相当于气孔尺寸20~100um。这个等级的气孔范围几乎包括所有透气的气孔。气孔尺寸愈大，透气度也愈大。制品的结构对透气度非常敏感。如某些结构的变化，导致开口气孔率2倍的变化，透气性变化 100倍。高温时制品的透气度(Kt)按下列公式:
式中，K20为按公式(9-5)的透气度系数;n20/nt为室温时的气体黏度对某温度时黏度的比率(图9-4)。所有耐火材料(与类型无关)高温时的透气度明显下降，800℃与20℃时的透气度比较大的约为一半。
按空气透气性测定透气度，相当于氮，氧，二氧化碳和高炉气体的透气度，因为这些气体的黏度大体相同。
工业耐火制品的透气度系数值处在以下范围：黏土质(0.2~1.0)μm2，硅质的(0.1~1.2)μm2，镁质的((0.6~1.2)μm2，铬镁质的(0.8~2.5)μm2。致密制品(气孔率<5%)的透气度在气体分子(努森)流动制度中测定。气体分子流动制度取决于压力和通道尺寸。为了整个通道均匀，尺寸小于103μm通道气体在分子制度中流动，气体压力应该是 1.33Pa和更低些。分子流动时，制品结构要给予气流较小的阻力，因此结构参数一样时，
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