空心蓄热球的核心性能指标，分为物理性能、热工性能和化学性能三大类：

一、 物理性能指标

1. 球体直径
· 常见规格：通常为 15mm, 20mm,25mm,30mm等。
· 影响：直径越小，比表面积越大，传热速度越快，但系统阻力也越大。需要根据系统压降和换向时间要求进行选择。
2. 堆积密度
· 定义：单位体积内空心蓄热球（包括球体内部空腔）的质量，单位通常是 kg/m³。
· 典型范围：约 800 - 1300 kg/m³，远低于实心蓄热体。
· 影响：较低的堆积密度意味着自重轻，对支撑结构要求低，同时显热容量相对较小，升温更快。
3. 真密度 / 表观密度
· 真密度：制作球体的材料本身的密度。
· 表观密度：单个球体（包括其内部封闭气孔）的质量与其外表面积体积之比。
· 影响：反映了材料的致密程度。
4. 耐压强度
· 定义：单个球体在径向受压下破碎时所承受的限压力，单位是 N/个。
· 重要性：直接关系到蓄热球在填充和使用过程中能否保持完整，防止因破碎粉化导致床层堵塞和阻力升高。这是一个关键机械指标。
5. 吸水率
· 定义：球体吸水质量占干燥质量的比例。
· 影响：吸水率越低，说明材料烧结越致密，气孔率低，机械强度高，抗腐蚀和抗渗透能力强。
6. 孔隙率
· 主要指材料的开孔孔隙率。与实心球不同，空心球的设计初衷是利用其内部空腔蓄热，因此材料本体的开孔孔隙率应尽量低，以防止烟气与空气相互渗透。

二、 热工性能指标

1. 比表面积
· 定义：单位体积蓄热球所具有的总表面积，单位是 m²/m³。
· 影响：比表面积越大，烟气/空气与球体表面的热交换越充分，传热效率越高。空心球通过减小直径和特殊表面处理可以显著增加比表面积。
2. 导热系数
· 定义：材料本身传导热量的能力，单位是 W/(m·K)。
· 影响：决定了热量从球体表面向其内部传递的速度。较高的导热系数有助于球体内部温度快速均匀化，提高蓄放热速率。
3. 比热容
· 定义：单位质量的物质温度升高1℃所吸收的热量，单位是 kJ/(kg·K)。
· 影响：比热容越大，单位质量蓄热球储存的热量就越多。这是决定蓄热能力的关键参数之一。
4. 蓄热能力
· 综合指标：指单位体积的蓄热球在特定温度范围内（如20℃到工作温度）能够储存的热量。它是比热容和堆积密度的乘积的函数。
· 公式简化：Q = m * c * ΔT = ρ_bulk * V * c * ΔT
· 虽然空心球堆积密度低，但其内部空腔的空气也具有蓄热作用，且其快速传热的特性弥补了部分显热容量的不足。
5. 热震稳定性
· 定义：抵抗因温度急剧变化（热胀冷缩）而导致开裂或破损的能力。
· 重要性：在蓄热式系统中，球体在高温烟气和常温空气之间周期性地切换，温度剧变频繁，优异的热震稳定性是保证长寿命的前提。

三、 化学性能指标

1. 化学成分
· 主要材质：通常为高铝质、堇青石质、莫来石质、刚玉-莫来石质等。
· 关键成分：Al₂O₃（氧化铝）含量是衡量其耐高温和抗腐蚀能力的重要指标。常见的有75铝、85铝、92铝,95铝，铝含量越高，性能越好，成本也越高。
· 杂质含量：Fe₂O₃、K₂O、Na₂O等碱金属氧化物含量越低，耐火度和抗化学侵蚀能力越强。
2. 耐火度
· 定义：材料在高温下抵抗熔化的能力，通常用标准锥号表示。
· 要求：必须远高于系统的高工作温度。
3. 荷重软化温度
· 定义：在固定载荷下，材料发生一定变形量的温度。
· 重要性：这比耐火度更能反映材料在高温和负载下的实际使用性能。
4. 化学稳定性
· 定义：抵抗烟气中酸性气体（如SOx, HCl）、碱性粉尘及水蒸气侵蚀的能力。
· 影响：化学稳定性差会导致球体表面腐蚀、粉化，缩短使用寿命。

四、 综合性能与应用要点

性能指标 对系统的影响 优选方向
高比表面积 传热速度快，效率高 高
高热震稳定性 使用寿命长，可靠性高 高
高耐压强度 防止破碎，维持床层通畅 高
合适的堆积密度 平衡蓄热能力和系统阻力/重量 根据设计选择
高铝含量 耐高温，抗腐蚀 根据工况选择
低吸水率 强度高，致密性好 低

选择建议：

· 高温、洁净燃气环境：可选用高铝质（如85铝）空心球，平衡性能与成本。
· 含腐蚀性介质（如硫、氯）的烟气环境：应选用更高铝含量（如95铝、99铝）或特殊配方的抗腐蚀材质。
· 频繁快速换向的系统：应优先考虑热震稳定性和高比表面积。
· 系统压降有严格限制：可适当选择直径稍大的球体，但需与换热效率进行权衡。

在实际采购中，应向供应商索要详细的产品性能检测报告，并根据具体的工艺工况（温度、介质、换向周期等）来选择合适的空心蓄热球。