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节能·环保·创新·发展 真空玻璃传热系数的计算 唐健正 北京新立基真空玻璃技术有限公司 北京 100039 摘要本文论述了真空玻璃的传热机理，并介绍了真空玻璃及组合真空玻璃传热系数的计算方法。 关键宇真空玻璃传热系数 真空玻璃是新型玻璃深加工产品，是我国玻璃工业中为数不多的具有自主知识产权的前沿产品，它的研发 推广符合我国鼓励自主创新的政策，也符合国家大力提倡的节能政策，具有良好的发展潜力和前景。 从原理上看真空玻璃可比喻为平板形保温瓶，二者相同点是两层玻璃的夹层均为气压低于101Pa的真空，使 气体传热可忽略不计；二者内壁都镀有低辐射膜，使辐射传热尽可能小。二者不同点：～是真空玻璃用于门窗 必须透明或透光，不能像保温瓶一样镀不透明银膜，镀的是不同种类的透明低辐射膜；二是从可均衡抗压的圆 筒型或球型保温瓶变成平板，必须在两层玻璃之间设置“支撑物”方阵来承受每平方米约10吨的大气压。使玻璃 之间保持问隔，形成真空层。“支撑物”方阵间距根据玻璃板的厚度及力学参数设计，在20mm～40mm之间。为了 减小支撑物“热桥”形成的传热并使人眼难以分辨，支撑物直径很小，目前产品中的支撑物直径在0．3romeO．5m 之间，高度在0．1nO．2rm之间。真空玻璃的结构如图l所示。 钎焊科 0 ◆ 1} jl 0．1-0．2mm 、-掣l I 圈1真空玻璃的基本结构 由于结构不同，真空玻璃与中空玻璃的传热机理也有所不同。图2为简化的传热示意图，真空玻璃中心部 位传热由辐射传热和支撑物传热及残余气体传熟三部分构成，而中空玻璃刚由气体传热(包括传导和对流)和 辐射传热构成。 ㈣～魁 真空玻璃 中空玻璃 图2真空玻璃和中空玻璃的传热机理示意图 182 2006’中国玻璃行业年会暨技术研讨会 节能·环保·创新·发展 由此可见，要减小因温差引起的传热，真空玻璃和中空玻璃都要减4、辐射传热，有效的方法是采用镀有低 辐射膜的玻璃Low-E玻璃)，在兼顾其它光学性能要求的条件下，膜的发射率(也称辐射率)越低越好。二者 的不同点是真空玻璃不但要确保残余气体传热小到可忽略的程度，还要尽可能减小支撑物的传热，中空玻璃则 要尽可能减小气体传热。为了减小气体传热并兼顾隔声性及厚度等因素，中空玻璃的空气层厚度一般为9～ 24mm，以12mm居多，要减小气体传热，还可用大分子量的气体(如惰性气体：氩、氪、氙)来代替空气， 但即便如此，气体传热仍占据主导地位。 1真空玻璃热导和热阻及传热系数的简单计算方法 I．1两平行表面之问的辐射热导可由下式估算 C辐N=8宥螭0(T14-Tz‘)／(T厂B)……………………………………一…·(1) 式中T-，L是两表面的绝对温度，单位为K e☆*是表面有效辐射率 10～m．2K4。 0是斯忒芬一波尔兹曼(Stefan-Boltzmarm)常数，其数值为5．67X 在两平行表面温差不大(如数十度)的条件下，可用下面公式(2)计算，误差在百分之一以内。 T4 ……………………………………………………………(2) C幅*=4o有簸0 T是两表面的平均绝对温度。 (1)和(2)式中￡自#为有效辐射率，由下式(3)计算： 11+￡2-L1)～………………………………………………………(3) o青#=(e 式中 ￡。是