在液化天然氣（LNG）儲運(yùn)及低溫工程領(lǐng)域，絕熱材料的性能直接關(guān)系到系統(tǒng)的安全性、能效及運(yùn)行穩(wěn)定性。LNG 彈性氈作為一種專用于低溫工況的柔性絕熱材料，被廣泛應(yīng)用于低溫管道、設(shè)備及儲運(yùn)系統(tǒng)中。本文將從材料結(jié)構(gòu)與傳熱機(jī)理出發(fā)，對 LNG 彈性氈的低溫絕熱原理進(jìn)行系統(tǒng)說明。

 一、LNG 彈性氈的材料屬性概述

LNG 彈性氈通常由高性能無機(jī)纖維或復(fù)合纖維材料經(jīng)特殊工藝制成，具備良好的柔韌性和低溫適應(yīng)能力。其在低溫環(huán)境下仍能保持結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，不易脆化或粉化。

從應(yīng)用屬性上看，LNG 彈性氈主要用于：

 LNG 低溫管道絕熱

 低溫設(shè)備外保冷系統(tǒng)

 液化氣體輸送及儲存相關(guān)設(shè)施

 二、低溫絕熱的核心目標(biāo)

在 LNG 工況中，絕熱系統(tǒng)需要實(shí)現(xiàn)以下目標(biāo)：

1. 降低外界熱量向低溫介質(zhì)的傳遞

2. 減少介質(zhì)蒸發(fā)損失

3. 控制管道或設(shè)備表面結(jié)霜、結(jié)露

4. 提升系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性

LNG 彈性氈正是圍繞這些目標(biāo)進(jìn)行結(jié)構(gòu)與性能設(shè)計的。

三、LNG 彈性氈低溫絕熱原理概述

LNG 彈性氈的低溫絕熱原理，主要由以下幾個方面共同作用形成：

 抑制固體熱傳導(dǎo)

 限制氣體對流傳熱

 減少熱輻射傳遞

 結(jié)構(gòu)柔性對低溫應(yīng)力的緩沖作用

這些機(jī)理協(xié)同作用，使其在極低溫環(huán)境中仍能保持良好的絕熱效果。

 四、纖維結(jié)構(gòu)對低溫導(dǎo)熱的抑制作用

 1. 纖維交錯結(jié)構(gòu)延長熱傳路徑

LNG 彈性氈內(nèi)部由大量細(xì)小纖維隨機(jī)交錯形成多孔結(jié)構(gòu)。熱量在材料內(nèi)部傳遞時：

 需要不斷繞行纖維結(jié)構(gòu)

 傳熱路徑被顯著拉長

 單位時間內(nèi)傳遞的熱量被有效降低

這是其實(shí)現(xiàn)低導(dǎo)熱性能的重要基礎(chǔ)。

 2. 固體傳熱比例受控

在彈性氈結(jié)構(gòu)中，固體纖維并非連續(xù)致密結(jié)構(gòu)，固體傳熱通道被分散，有助于降低整體導(dǎo)熱能力。

 五、靜止氣體層在低溫絕熱中的作

LNG 彈性氈內(nèi)部孔隙中存在大量氣體，當(dāng)這些氣體被限制在微小空間內(nèi)時：

 自然對流難以形成

 熱量主要依靠分子傳導(dǎo)

由于氣體導(dǎo)熱系數(shù)較低，這種“靜止氣體隔熱層”對低溫絕熱起到關(guān)鍵作用。

 六、對熱輻射傳遞的控制機(jī)制

在低溫環(huán)境中，熱輻射依然是不可忽視的傳熱方式。LNG 彈性氈通常通過以下方式降低輻射傳熱：

 多層結(jié)構(gòu)對輻射能量的多次反射

 材料表面對輻射熱的分散吸收

從而減少外界熱量通過輻射形式進(jìn)入低溫系統(tǒng)。

 七、柔性結(jié)構(gòu)對低溫工況的適應(yīng)優(yōu)勢

 1. 緩沖熱脹冷縮應(yīng)力

低溫環(huán)境下，管道和設(shè)備會產(chǎn)生明顯的熱脹冷縮。LNG 彈性氈的柔性結(jié)構(gòu)可以：

 吸收形變應(yīng)力

 減少絕熱層開裂風(fēng)險

 維持絕熱連續(xù)性

 2. 保證絕熱層長期穩(wěn)定

在反復(fù)低溫循環(huán)工況中，彈性結(jié)構(gòu)有助于材料保持完整性，從而維持長期穩(wěn)定的絕熱性能。

總體來看，LNG 彈性氈的低溫絕熱原理，是由纖維多孔結(jié)構(gòu)、靜止氣體隔熱層、輻射傳熱控制以及柔性結(jié)構(gòu)共同構(gòu)成的復(fù)合絕熱體系。這種結(jié)構(gòu)設(shè)計，使其能夠在極低溫環(huán)境下有效降低熱量傳遞，保障 LNG 系統(tǒng)的安全、高效運(yùn)行。