ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Теплофизические свойства из "Тепловая изоляция в технике низких температур" Коэффициент теплопроводности. Коэффициент теплопроводности является основной величиной, определяющей выбор теплоизоляционного материала для низких температур. В этом случае, как правило, применяют наиболее эффективные материалы с коэффициентом теплопроводности менее 0,05 вт м-град) при температурах ниже 273° К. [c.73] Опытные данные по коэффициенту теплопроводности изоляционных материалов при температурах ниже 273° К сравнительно немногочисленны и в значительной степени противоречивы. Расхождения зависят как от погрешностей эксперимента, так и от неидентичности испытывавшихся материалов. В отобранных в результате анализа (рис. 19—21) имеющихся экспериментальных данных больший вес придавался работам, опубликованным в последние годы [17, 18, 69, 77, 81, 90, 96]. [c.73] Коэффициент теплопроводности изоляционных материалов зависит от многих факторов, из которых наибольшее влияние оказывают температура, структура материала (объем, размер и форма частиц и пор), его влажность, род газа, заполняющего поры. [c.73] Производная ёХ йр имеет приблизительно одинаковую величину для нескольких материалов и равна 8- 0- вт м град кг) при средней температуре 190° К. [c.76] Казалось бы, что по мере приближения пористости к 100%, т. е. плотности к нулю, коэффициент теплопроводности пористого материала должен стремиться по величине к теплопроводности воздуха, заполняющего поры. На практике это не выполняется предельная величина теплопроводности изоляционных материалов в большей или меньшей степени выше, чем у воздуха вследствие дополнительного переноса тепла через пористый материал излучением. Проводимость тепла излучением в первом приближении обратно пропорциональна плотности и начинает быстро возрастать с уменьшением ее ниже 100 кг м . [c.76] Аэрогель кремниевой кислоты и здесь представляет собой аномалию — его коэффициент теплопроводности сравнительно мало зависит от плотности. Исследования показали, что теплопроводность аэрогеля определяется, в основном, размерами его пор. Влияние размеров пор на теплопроводность рассмотрено в гл. IV. [c.77] При увлажнении изоляционного материала коэффициент теплопроводности его увеличивается (рис. 23). Сначала теплопроводность возрастает при увеличении влажности сравнительно медленно, а при влажности более 5—10% по объему эта зависимость становится более сильной. Наиболее резко выражена такая закономерность у аэрогеля. Причиной сравнительно медленного возрастания теплопроводности аэрогеля при малой степени увлажнения является его тонкопористая структура, при которой влага распределяется на большой поверхности многочисленных пор, не образуя сплошной пленки с высокой теплопроводностью. При дальнейшем увлажнении начинается смыкание отдельных капелек влаги (кристаллов льда при низких температурах). Образуется пленка с малым термическим сопротивлением, что приводит к более заметному возрастанию коэффициента теплопроводности влажного материала. [c.77] Минеральная вата Стеклянная вата ( во, =2.58 мкм). . . [c.78] Согласно уравнению (119) при температурах, близких к абсолютному нулю, теплоемкость пропорциональна кубу температуры. [c.78] Одной из групп твердых тел, которые не следуют уравнению (119), являются вещества со стеклянной структурой. Общим для этих веществ является непрерывное увеличение теплоемкости с повышением температуры. К таким веществам, помимо стекол, относятся многие полимерные материалы. [c.79] Теплоизоляционные материалы представляют собой пористые среды с мелкодисперсной структурой и большим объемом пор, заполненных воздухом. При расчетах изоляции с использованием вакуума необходимы данные по теплоемкости одного только твердого скелета изоляционного материала. Масса воздуха при температурах выше 273° К обычно не превышает 5% от массы изоляционного материала, тогда как при температуре 80° К доля массы воздуха может достигать 25%. Это следует учитывать при расчетах низкотемпературной теплоизоляции, работающей при атмосферном давлении. [c.79] Голянд [9] измерял теплопроводность и температуропроводность методом регулярного режима с помощью бикалориметра и затем вычислял теплоемкость. Он проводил измерения при температурах 323, 293, 273, 240 и 77° К. Опытные данные при последней температуре являются, по-видимому, неточными вследствие конденсации воздуха, заполняющего изоляционный материал. Это должно было приводить к получению завышенных данных, что подтверждается, в частности, сравнением приведенных в этой работе значений теплоемкости стеклянной ваты с данными для стекла. [c.80] Опытные данные по теплоемкости вспученного перлитового песка приведены в работе [52]. [c.80] Рг и Ра — изотермическая и адиабатическая сжимаемость. [c.81] Постоянная у находится для многих веществ в пределах 1 ч- 3, среднее значение ее близко к 2. [c.81] Значения у, удельного объема и сжимаемости почти не зависят от температуры. Поэтому из уравнения (121) можно сделать вывод, что коэффициент теплового расширения для данного вещества пропорционален теплоемкости, т. е. характер зависимости а и от температуры для определенного вещества одинаков. Это соотношение удовлетворительно выполняется на практике, к сожалению, лишь для твердых веществ, следующих уравнению (119). [c.81] Опытные данные по тепловому расширению изоляционных материалов при низких температурах необходимы для оценки прочности теплоизолирующих конструкций. Чем ниже коэффициент теплового расширения, тем меньше усадка и растрескивание изоляционных материалов при охлаждении. [c.81] Значения а изоляционных материалов при низких температурах приведены в табл. 6. Коэффициент а заметно уменьшается у большинства материалов с понижением температуры. [c.81] Вернуться к основной статье