ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Свойства теплоизоляционных материалов из "Холодильные установки Издание 2" Пористость изоляционных материалов колеблется от 50% у материалов с относительно высокой объемной массой до 99% у материалов с низкой объемной массой. [c.66] Благодаря пористой структуре изоляционных материалов, их коэффициент теплопроводности в известной степени определяется соотношением между количествами воздуха (или газа) внутри пор, обладающего весьма низким коэффициентом теплопроводности, и вещества в твердой оболочке. Так, сухой неподвижный воздух при 0° С имеет коэффициент теплопроводности Я, == =0,020ккал/f M -ч -градJ =0,0233 вт (м-град),] пя газообразной углекислоты А, = 0,012 ккал (м-ч-град) = О,Oii вт (м-град), для перегретого пара фреона-11 Я, = 0,007 ккал (м-ч град) = =0,0081 вт (м -град)-, коэффициент теплопроводности оболочек находится в широком интервале от 2—5 ккал (м-ч-град) = = 2,3 -i- 5,8 вт (м -град) для естественных минералов и растительных волокон до 9—3Q0 ккал (м -ч -град) = 10,5 -ь к. %вт (м -град) -для металлов. Коэффициент теплопроводности материалов, применяемых для тепловой изоляции, в зависимости от вышеуказанного соотношения, находится в пределах 0,020—0,30 ккал (м-Ч град) = = 0,0233 -i- 0,350 вт (м -град) при 0° С. [c.66] Следует иметь в виду, что в применении к пористым теплоизоляционным материалам термин коэффициент теплопроводности носит условный, эквивалентный характер, поскольку в них имеет место не только чистая теплопроводность, как в однородных твердых телах. В действительности в пористых телах передача тепла осуществляется всеми тремя способами теплопроводностью, конвекцией и лучеиспусканием. Передача тепла теплопроводностью происходит главным образом по материалу оболочек, в то время как в конвективном обмене участвует газ, заключенный внутри пор, а радиационный теплообмен осуществляется внутри пор, между их поверхностями. Существенное значение в общем процессе передачи тепла в пористых телах имеет конвективный теплообмен. Его относительная роль возрастает с увеличением размера пор (табл. III.1). [c.66] Как видно из таблицы, увеличение размеров пор до 0,5—1,0 мм не слишком значительно увеличивает коэффициент теплопроводности. [c.66] Неодинаковостью структуры некоторых материалов в разных направлениях объясняется анизотропность этих материалов. Так, теплопроводность дерева вдоль волокон почти вдвое больше, чем поперек волокон. Для теплопроводности материала имеет значение также величина контактных плопцадок между отдельными частицами материала чем эти плош адки будут больше, тем выше будет и коэффициент теплопроводности материала. [c.67] При чрезмерно мелких порах материал по своей структуре приближается к однородному телу, вследствие чего приобретает большое значение теплопроводность по оболочкам. Это означает, что должны иметь место оптимальные размеры пор и оптимальная объемная масса, при которых данный материал имеет наименьший коэффициент теплопроводности. Такого рода закономерность наблюдается, например, при укладке сыпучих или волокнистых материалов, при различной степени их уплотнения. Если материал уложен недостаточно уплотненным, то возрастает конвективный и радиационный теплообмен, что приводит к повышейию теплопроводности. [c.67] Прежде чем говорить о роли, какую играет влага в теплоизоляционном материале, следует познакомиться с тем, как измеряется влажность материалов. Влажность материала характери-зуетсй содержанием в нем свободной, т. е. химически не связанной, воды. Численная величина-влажносхи зависит от выбора оличественной единицы измерения. [c.68] Опытным путем влажность определяют высушиванием навески материала массой не менее 5 г в сушильном шкафу при температуре 105—110° С. Длительность высушивания определяют периодическим взвешиванием навески. При достижении образцом по-, стоянного веса его высушивание прекращают. [c.68] Объемной влажностью материала называется отношение объема влаги, содержащейся в образце, к объему самого образца. [c.69] Величина объемной влажности показывает, какую часть объема влажного материала занимает содержащаяся в нем вода. В этом определении вся влага, независимо от того, в каком агрегатном состоянии она находится в материале, считается по объему ка- пельной водой. Кроме того, определение предполагает, что при поглощении воды объем материала не изменяется. [c.69] Из выражения (III.9) следует, что численное значение объемной влажности для материалов с объемной массой до 1000 кг/м всегда меньше числйшого значения массовой влажности х и что разница между этими величинами тем больше, чем легче материал. [c.69] При низких температурах вода, проникающая в поры материала, может замерзнуть, что приводит к еще большему возрастанию коэффициента теплопроводности материала, так как теплопроводность льда [А, = 1,9 ккал/(м -ч -град) = 2,2 вт1(м град) почти в 100 раз больше теплопроводности неподвижного воздуха. [c.70] Приращение коэффициента теплопроводности для органических материалов при положительных температурах может быть принято равным 3-10 ккал/(м-ч-град) — 3,5 X X 10 вт (м -град), а при отрицательных температурах — 4х X ккал/(м -ч -град) — 4,7вт/(м-град) для неорганических материалов — соответственно 2 10 и 3 10 ккаЛ/(м -ч -град) или 2,3-10 и 3,5-10 вт/(м-град). [c.70] Следует также отметить, что влажный изоляционный материал может подвергаться гниению, в нем могут образовываться грибки и плесени, что приводит к разрушению материала и значительно сокращает срок его работы. Материалы с меньшей гигроскопичностью и меньшим водопоглощением по этим причинам более желательны для применения в тепловой изоляции. [c.70] Гигроскопичность материала устанавливают по приросту влажности материала после пребывания его в течение определенного срока в атмосфере влажного воздуха заданной влажйости, а водо-Поглощение — по приросту влажности при погружении материала в воду также на определенное время. [c.70] Кроме того, теплоизоляционные материалы не должны терять своих изоляционных качеств и снижать механическую прочность при различной степени охлаждения и нагрева. В частности, материалы не должны становиться хрупкими при низких температурах. [c.71] Собственно теплоизоляционными материалами являются материалы первых трех групп, и они главным образом в применяются в холодильном строительстве. Материалы че зертой группы являются строительными и в качестве теплоизоляционных материалов используются только в том случае, если это местные материалы и если расчетом доказано, что их применение для изоляоди более экономично, чем материалов других групп. [c.72] Беспрессовый способ имеет две основные разновидности. По одной из них получают наиболее легкие пенополистиролы. В качестве газообразователей здесь применяют легкокипящие жидкости (изопентан, хлористый метилен и фреоны), которыми насыщают в автоклавах гранулы (зерна диаметром 0,2—0,5 мм) полимера под давлением. Гранулы можно засыпать в закрытые формы (для получения плит и других изделий) или в пространство между двумя стенками изолируемого объема аппарата, конструкции. При последующем нагревании до высокоэластичного состояния гранулы вспениваются, расширяясь примерно в 10 раз благодаря выделению газа, и склеиваются между собой. Так, производят плиты и скорлупы одного из наиболее перспективных пенопластов ПС-Б — пенополистирола беспрессового, имеющего % = 0,025 ч- 0,030 ккал (м-ч-град) при объемной массе = 25 -ь 30 кг м он горит коптящим пламенем. В настоящее время отечественная промышленность выпускает само затухающий пенопласт ПС-Б С. Плиты ПС-БС изготовляют длиной 900 лш, шириной 600 мм и толщиной 50 и 100 лл. [c.75] Вернуться к основной статье