[目的]隨著鋁合金和復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件規(guī)�；吓�,原有防火材料已無法滿足新需求。鑒于此,研制的新型防火材料需獲得合適的導(dǎo)熱系數(shù)。[方法]以標(biāo)準(zhǔn)耐火試驗樣件為研究對象,建立防火材料導(dǎo)熱系數(shù)的算法。首先,使用無限大平板非穩(wěn)態(tài)傳熱模型,進(jìn)行空間-時域離散,實現(xiàn)耐火分隔傳熱過程的計算。其次,建立火場傳熱模型,對材料表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)和發(fā)射率2個參數(shù)進(jìn)行近似處理,并驗證該近似處理對背火面溫度的計算結(jié)果不產(chǎn)生明顯影響。最后,通過分析鋁合金、復(fù)合材料與鋼材的高溫力學(xué)差異,確定防火材料背火面溫度的限值。通過導(dǎo)熱系數(shù)的迭代,計算防火材料背火面溫度,得到滿足要求的導(dǎo)熱系數(shù)。以陶瓷棉為例計算背火面溫度,并與前人試驗結(jié)果對比。[結(jié)果]背火面溫度的計算結(jié)果與試驗結(jié)果相符,驗證了所提算法的可靠性。利用此算法,得到該防火材料用于鋁合金結(jié)構(gòu)時,導(dǎo)熱系數(shù)應(yīng)不大于0.032 W·m^-1·K^-1;用于復(fù)合材料結(jié)構(gòu)時,應(yīng)不大于0.020 W·m^-1·K^-1。[結(jié)論]得到的導(dǎo)熱系數(shù)可以為鋁合金和復(fù)合材料結(jié)構(gòu)用新型防火材料研制提供參考。

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【部分圖文】：

圖1 耐火分隔的傳熱環(huán)境

計算過程以《國際耐火試驗和程序應(yīng)用規(guī)則》[13]中規(guī)定的耐火分隔試樣為研究對象，并做如下假設(shè)：1）耐火分隔試樣是平板；2）根據(jù)船體艙壁的特點，耐火分隔試樣的長度和寬度遠(yuǎn)大于其厚度；3）耐火分隔試樣處于試驗爐內(nèi)，四周絕熱條件良好；4）考慮到艦船火災(zāi)的艙室密閉性和耐火分隔形式，背火面....

圖2 防火材料TB對h和ε的敏感度

為了驗證TB對h和ε的敏感度，分別假設(shè)2種計算條件：一是h的取值范圍為20～100W/（m2·K)[15]，間隔20取值，取ε=0.8；二是ε的取值范圍為0.8～0.9[15]，間隔0.2取值，取h=50W/（m2·K）�；谏鲜鲇嬎銞l件得到的TB隨h和ε的變化情況如圖2所示....

圖3 陶瓷棉在A級火場下的受火面與背火面溫度變化

陶瓷棉防火材料的受火面和背火面溫度與時間的關(guān)系如圖3所示。按照A級耐火試驗要求加熱60min后，陶瓷棉背火面溫度為204℃。遠(yuǎn)東防火試驗中心曾對A60級艙壁進(jìn)行了耐火試驗[22]，試樣的背面安裝了9個熱電偶（TC1～TC9）用于測量溫升，試樣尺寸為3m×3m，由5mm鋼板....

圖4 陶瓷棉在A60火場下背火面溫升計算值與試驗值[22]對比結(jié)果Fig.4 Comparison of temperature on reverse sides of

在鋁合金結(jié)構(gòu)防火材料背火面溫度限制指標(biāo)為200℃的條件下，對防火材料的導(dǎo)熱系數(shù)進(jìn)行計算。本文假設(shè)防火材料的敷設(shè)規(guī)模和形式與現(xiàn)有設(shè)計方法一致，即A60級火場防火分隔處敷設(shè)材料厚度δ=40mm,A30級防火分隔處敷設(shè)材料厚度δ=30mm。鋁合金結(jié)構(gòu)防火材料參數(shù)如表4所示。圖4陶....

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