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Fibre réfractaireLe transfert de chaleur peut être grossièrement décomposé en plusieurs éléments : le rayonnement thermique du silo poreux, la conduction thermique de l'air à l'intérieur du silo et la conductivité thermique de la fibre solide. La convection de l'air est négligée. La masse volumique et la température sont interdépendantes : plus la température est élevée, plus la masse volumique est faible et plus la part du rayonnement thermique augmente. Pour les produits en fibres réfractaires, la masse volumique est généralement inférieure à 0,25 g/cm³, la porosité est supérieure à 90 %, la phase gazeuse est considérée comme continue et la phase solide comme discontinue. Par conséquent, la conductivité thermique de la fibre solide est relativement faible.
Si l'on se base uniquement sur la théorie selon laquelle une faible densité apparente implique une conductivité thermique élevée, cela ne correspond pas à la réalité. Par exemple, même à densité apparente égale, la teneur en boulettes de laitier varie, ce qui entraîne une différence de nombre de fibres par unité de volume et donc de porosité, et par conséquent de conductivité thermique. On peut néanmoins tirer les conclusions qualitatives suivantes.
1. La conductivité thermique defibres réfractaireselle diminue avec l'augmentation de la densité, et cette diminution est progressive, mais lorsque la densité atteint une certaine plage, la conductivité thermique ne diminue plus et tend à augmenter progressivement.
2. À différentes températures, il existe une conductivité thermique minimale et une densité minimale correspondante. La densité correspondant à la conductivité thermique minimale augmente avec la température.
3. À densité égale, la conductivité thermique varie en fonction de la taille des pores.
(1) Taille des pores 0,1 mm.
0°C à 100°C = 0,0244 W/(m.K) lorsque λ = 0,0314 W/(m.K)
(2) Ouverture 2 mm.
à 0 °C = 0,0314 W/(m·K) λ = 0,0512 W/(m·K) à 100 °C·K)
Pour un diamètre de pores de 1 mm, lorsque la température passe de 0 °C à 500 °C, la conductivité thermique est multipliée par 5,3 ; pour un diamètre de pores de 5 mm, la conductivité thermique est multipliée par 11,7 dans les mêmes conditions. Par conséquent, plus les pores d'une fibre réfractaire sont grands, plus sa densité apparente est faible et plus sa conductivité thermique est élevée.