Изоляционные материалы, теплопроводность при низких температурах

Гексагональный нитрид бора прекрасный изоляционный материал, его диэлектрическая проницаемость в 1,5—4 раза выше диэлектрической проницаемости лучших глиноземов. Его коэффициент термического расширения имеет очень низкую величину, поэтому материал в состоянии выдерживать сильные тепловые удары. Нитрид бора обладает высокой теплопроводностью, которая незначительно понижается с повышением температуры. При высокой температуре он сохряняет свои механические свойства. Спрессованные из него изделия обладают консистенцией мела или слоновой кости и легко поддаются обработке обычными резцами. Подобно графиту порошок BN обладает смазочными свойствами, которые улучшаются при высокой температуре. В инертной или восстановительной атмосфере (например, в атмосфере Н2 или аргона, или сухого N2) он может применяться вплоть до температуры 2800 °С. В окислительной атмосфере предельные температуры его применения колеблются в зависимости от плотности между 900 и 1400 °С. Он не смачивается многими металлами и жидкостями А1, Na, Si, Sn, u, I, Bi, Sb, d, криолитом, хлоридами ш,елочных металлов. [c.267]

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]

Чем больше теплопроводность газа, тем ближе к ней теплопроводность изоляционного материала (табл. 5). Коэффициент теплопроводности многих изоляционных материалов, применяемых в технике низких температур, в среде гелия и водорода [c.77]

Способность изоляционного материала противостоять увлажнению является в технике низких температур часто более важным качеством, чем низкий коэффициент теплопроводности. Действительно, при влажности перлита 10% по объему коэффициент теплопроводности возрастает более чем в 2 раза по сравнению с сухим материалом (см. рис. 23). Таким образом, наилучший изоляционный материал с плохими влажностными свойствами может стать после небольшого срока эксплуатации хуже матери-82 [c.82]

Тепло в изоляционных материалах переносится, в основном, газом, заполняющим пустоты между частицами материала. Перенос тепла газом можно значительно уменьшить и даже практически полностью исключить, откачав газ из изоляционной полости, т. е. создав вакуум в пустотах между частицами. В зависимости от вида изоляционного материала получают в результате вакуумно-порошковую или вакуумно-волокнистую теплоизоляцию. Коэффициент теплопроводности такой изоляции в несколько десятков раз ниже коэффициента теплопроводности обычной (насыпной) изоляции. Благодаря высокой эффективности вакуумно-порошковая теплоизоляция нашла широкое применение в технике низких температур. [c.90]

Теплоизоляционные материалы. Для уменьшения теплопритока в охлаждаемый контур холодильника или из камер с более высокой температурой в камеры с более низкой температурой ограждения охлаждаемых грузовых помешений покрывают изоляционными материалами, имеющими малый коэффициент теплопроводности Я. Наименьшим коэффициентом теплопроводности Я=0,023 вт1(мХ Хград) =0,02 ккал м-ч-град) обладает сухой неподвижный воздух. Практически воздух находится в непрерывном движении, вызванном разницей плотности холодного и теплого воздуха и добиться совершенно одинаковой температуры во всем объеме в производственных условиях невозможно. Уменьшение размеров воздушных полостей снижает интенсивность его движения в каждой полости и приближает состояние воздуха к неподвижному. Теплоизоляционные материалы, за исключением вакуумной и теплоотражающей изоляции, состоят из твердого скелета, образующего воздушные ячейки, и воздуха, заполняющего их. Уменьшение размеров и увеличение числа ячеек способствует улучшению теплоизоляционных качеств материала. [c.240]

Важная задача в условиях низких температур — предохранение теплоизоляции от увлажнения. Влага проникает в изоляцию путем диффузии, дыхания и просачивания. Проникающая в изоляцию влага конденсируется в холодной зоне, что приводит к постепенному увлажнению изоляционного материала. В результате увлажнения увеличивается коэффициент теплопроводности материала, а в отдельных случаях, например у аэрогеля кремниевой кислоты, происходит необратимое изменение структуры материала. [c.393]

Все теплоизоляционные материалы имеют пористую структуру. Чем больше объем пор, т. е. чем меньше плотность материала, тем ниже коэффициент его теплопроводности. Эта закономерность наблюдается при сопоставлении как различных материалов, так и отдельных образцов одного и того же материала (рис. 1). Нанесенные на графике значения коэффициента теплопроводности образцов вспученного перлита, различающихся по месторождению и технологии изготовления, хорошо укладываются на общую прямую. Увеличение плотности изоляционных порошков на 100 кг/ж приводит к повышению теплопроводности на 0,008 вт1 м-град). Поэтому для теплоизоляции при низких температурах рекомендуется применять возможно более легкие материалы. Особенно важное значение это требование приобретает в случае транспортируемого оборудования, где одновременное снижение плотности и теплопроводности позволяет резко уменьшить толщину слоя и массу изоляции. [c.397]

В качестве иллюстрации высказанных соображений на рис. 12 приведены зависимости максимального (по току) холодильного коэффициента от относительной площади изоляционной прослойки. Представленные графики наглядно показывают, что при заполнении прослойки материалом с низким коэффициентом теплопроводности и небольших коэффициентах теплоотдачи на спаях увеличение расстояния между элементами позволяет повысить значение в 2—3 раза (рис. 12, а). Величина оптимальной площади изоляционной прослойки растет с увеличением коэффициентов теплоотдачи на спаях и перепада температур между средами (рис. 12, б). При достаточно большой теплопроводности материала-наполнителя ( > 1) величина резко [c.57]

Коэффициент теплопроводности данного материала зависит от многих факторов. Небольшое количество примесей в чистом металле приводит к значительным иотерям теплопроводности. Облучение быстрыми нейтронами может вдвое и даже больше уменьшить теплопроводность металлов или керамических материалов. Как видно из рис. З.Ь температура существенно влияет на коэффициент теплопроводности. Давление оказывает слабое влияние на теплопроводность газа, содержащегося в пористых материалах, до тех пор, пока межзерен-иые промежутки не станут меньше среднего пути свободного пробега молекул газа. Как показано на рис. 3.2, влияние давления становится существенным при давлениях ниже примерно 10 мм рт. ст. 6]. При низких температурах, когда тепловые потоки излучения малы, молено обеспечить надежную теплоизоляцию путем откачивания газа из пространства между двумя полированными поверхностями до давления 0,01 мм рт. ап. или менее. Еще лучшие термоизоляционные свойства можно получить, заполнив вакуумированный промежуток между поверх юстями отражающим изоляционным мате ) налом. Исключительно хорошими теплоизоляционными свойствами обладает многослойная теплоизоляция, применяемая для криогенного оборудования. Она состоит из нескольких тысяч перемежающихся слоев алюминиевой фольги и пластиковой пленки или стеклянной ткани толщиной в сотые доли миллиметра. Откачивая пространство между слоями, можно получить коэффициент теплопроводности при криогенных температурах до 1,73-10" вт1 м-град). [c.40]

Высокими теплоизоляционными свойствами обладает вата из ультратонкого волокна (УТВ), получаемого способом раздува непрерывных волокон горячими газами. Основные показатели ваты средний диаметр волокна 0,7—1,5 мкм, плотность (без нагрузки) 5—6 кг/ж , коэффициент теплопроводности 0,030—0,032 вт м-град) при 273° К. Под нагрузкой 0,002— 0,004 Мн м (0,02—0,04 кГ1см ) вата уплотняется до 50— 60 кг м . С такой плотностью ее и следует набивать в изоляционное пространство низкотемпературного оборудования. Коэффициент теплопроводности стекловаты из УТВ при плотности 60 кг]м и средней температуре 190°К составляет 0,023 вт м X X град). Этот материал целесообразно применять для изоляции транспортируемого низкотемпературного оборудования, где важно наравне с низкой теплопроводностью обеспечить и малый вес изоляции. [c.67]