ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Применяемые материалы и их свойства из "Тепловая изоляция в технике низких температур" Опытные данные по теплопроводности ряда зернистых и волокнистых материалов, полученные во ВНИИКИМАШе, представлены в табл. 14. Данные для некоторых других материалов [62] приведены в табл. 15. [c.110] Из таблиц видно, что для многих порошкообразных материалов кажущийся коэффициент теплопроводности при температурах граничных стенок 293—300° К и 77—90° К и давлении менее 0,1 н/л12 составляет 1—2 мет м-град), т. е. в 10—20 раз меньше, чем у наилучших изоляционных материалов при атмосферном давлении. К материалам для вакуумно-порошковой теплоизоляции предъявляется ряд дополнительных требований, вследствие чего на практике нашли применение лишь немногие материалы. К этим требованиям, помимо низкого коэффициента теплопроводности относятся малая объемная масса, отсутствие легколетучих примесей, доступность и дешевизна, негорючесть, медленное возрастание теплопроводности при ухудшении вакуума. [c.112] В настоящее время для вакуумно-порошковой теплоизоляции применяются, в основном, аэрогель кремниевой кислоты и перлит. Показатели сортов этих материалов, используемых для вакуумно-порошковой изоляции, приведены в табл. 16. Достоинство аэрогеля — низкий коэффициент теплопроводности, сравнительно медленно возрастающий при увеличении давления. Благодаря чрезвычайно малому диаметру пор аэрогель довольно прозрачен для теплового излучения. [c.112] Изучение усадки аэрогеля при вибрации с частотой 50 гц и амплитудой 0,4 мм в течение 100 ч дало следующие результаты. Аэрогель, вакуумированный после засыпки в сосуд с утряской до 58 кг м , уплотнился при вибрации до 91 кг м т. е. в 1,6 раза, тогда как при отсутствии вакуума вибрация не изменила плотности аэрогеля. В результате засыпки с уплотнением под вакуумом (разрежение 200 мм. рт. ст.) плотность образцов аэрогеля той же партии возросла до 100 кг м , последующая вибрация не вызвала дополнительной усадки материала. Таким образом, аэрогель следует засыпать в изоляционное пространство сосудов с вакуумно-порошковой изоляцией с уплотнением под вакуумом, что приводит к увеличению объемной массы материала примерно в 2 раза и исключает последующую усадку аэрогеля при транспортировке сосуда, а также при потере вакуума вследствие нарушения герметичности сосуда. [c.114] Перлитовая пудра имеет в условиях высокого вакуума более низкий по сравнению с аэрогелем коэффициент теплопроводности возрастающий, однако, довольно быстро при ухудшении вакуума. Перлит является более крупнопористым материалом, чем аэрогель, поэтому он адсорбирует меньше газов и паров, обладает меньшей гигроскопичностью, легко вакуумируется. Он сравнительно дешев. Учитывая все это, можно считать, что в сосудах с вакуумно-порошковой изоляцией целесообразно преимущественно применять перлит. [c.114] Особенностью перлита является удерживание им гелия при попадании последнего в изоляцию. Гелий не только адсорбируется поверхностью частиц перлита, но и диффундирует в его структуру. Поэтому нельзя допускать попадания сколько-нибудь значительных количеств гелия в перлит при проверке герметичности сосуда гелиевым течеискателем. Присутствие гелия в изоляции особенно опасно тем, что он плохо поглощается адсорбентом при заливке сосуда сжиженным газом, что может воспрепятствовать снижению давления остаточных газов до требуемой величины. [c.114] На практике перлит загружают обычно следующим образом. После засасывания перлита под разрежением около 0,05 Мн1м (400 мм рт. ст.) изолируемый сосуд вибрируют на виброплощадке в течение 1—2 часов (частота 50 гц). Затем в изоляционное пространство под вакуумом засыпают еще перлит, после чего описанная процедура повторяется снова. Такой метод засыпки исключает усадку перлита в процессе эксплуатации изделия. [c.115] Перспективным материалом для вакуумно-порошковой изоляции является белая сажа, имеющая хорошие теплоизоляционные свойства и невысокую, по сравнению с аэрогелем, стоимость. Еще более низкий коэффициент теплопроводности в условиях вакуума [0,55 мет/(м-град)] имеет тонкодисперсный порошок кремнекислого кальция, выпускаемый в США под названием микросел . [c.115] Из ячеистых материалов практическое применение получила мипора [60]. Она используется, в частности, в серийно-выпускае-мых лабораторных ожижителях водорода, коэффициент теплопроводности ее в условиях эксплуатации составляет 0,0029— 0,0036 вт/(м-град). Другие ячеистые материалы мало изменяют свой коэффициент теплопроводности при вакуумировании. Его величина в условиях вакуума при граничных температурах 300 и 77°К составляет 0,025 вт (м-град) для пенополистирола и 0,0120 вт (м град) Для пенополиуретана [36]. Столь больщая теплопроводность вызвана повышенной проводимостью по твердому скелету материала, образующему стенки ячеек. Вследствие малой газопроницаемости твердого скелета достижение указанных значений коэффициента теплопроводности требует вакууми-рования лабораторного образца в течение 10—18 дней. [c.115] Высокую эффективность имеет также вакуумно-волокнистая теплоизоляция. Наилучшие результаты дает применение стеклянного волокна диаметром 1,0—1,5 мкм. Изоляция из такого волокна плотностью 150—200 кг м имеет при граничных температурах 300 и 77° К коэффициент теплопроводности 0,5— 0,6 мет (м град). Возрастание теплопроводности с давлением происходит в этом случае не быстрее, чем у аэрогеля, благодаря малому диаметру пор между тонкими волокнами при достаточно плотной набивке. [c.115] Вернуться к основной статье