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<钢结构防火涂料热传导原理>
  

  等效导热系数的方法为了简化钢结构防火涂料等效导热系数数值计算的过程,多数采用一维导热模型,且由于钢结构具有较高的导热系数,忽略钢结构内部的温差。一维导热微分方程见式(9)。为炭层的孔隙率,A为A/Jl, ;A。为Ao/,另外在高温情况下,炭层的钢结构防火涂料热传导会因气孔内辐射热的传递而加强,此时炭层的等效导热系数见式(式(6)中:人为考虑了炭层内气孔辐射传热在内的膨胀型防火涂料的等效导热系数,W/(m"K);瓜为与气孔形状及发射率相关的参数,如果气孔尺寸较大则仅与孔隙率相关(经作者实验确定为0. 009 0土0.001 9),W/(m"K);T为防火涂料体系的温度,K;Ta为环境温度,Ko对比式(5)、式(6)可以发现,孔隙率对炭层等效导热系数的影响在低温与高温情况下是不同的,温度较低时,等效导热系数与孔隙率呈反比关系,而在较高温度时,等效导热系数与孔隙率呈正比关系。利用有效介质理论,提出了双相物质任意排列多孔材料的导热系数,计算公式见式(7)3v,一1)kz+(3(1一。z)一1)kuz+8klkz式(7)式(9)中为材料的热扩散系数,且+ -.t/利用一维导热模型,通过对钢结构防火涂料不同涂层厚度、热扩散系数下电缆的失效时间进行数值计算,得到了电缆失效时间与涂层厚度、热扩散系数之间的拟合关系式,依据此公式,结合试验结果,便可计算钢结构防火涂料的等效热扩散系数。整理后的热扩散系数的计算公式见式(LO)如果忽略防火涂料升温过程中吸收的热量及钢结构内部的温差,则根据集总热容原理可建立构件内部升温的迭代计算公式〔11],见式(11)。对式(11)进行整理则得到涂料的等效导热系数式(12)中:P:为钢构件的密度,k岁m3m ;c、为钢构件的比热容,J/(kgC);T为t时刻钢构件的温度,℃;Te为‘时刻空气的温度,℃;△。为时间步长,一般不大于30 s;Ts为间隔t内钢构件的温升。据报道利用式(11)、式(12),科研人员已通过标准试验确定了厚型及薄型防火涂料的等效导热系数用锥形量热仪计算了膨胀型防火涂料的等效导热系数,且将计算得到的等效导热系数作为输人数据,计算得到的钢构件的温升与试验结果吻合较好。www.sdmingweite.com

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