Перенос тепла в изоляционных материалах

Обладающий большой плотностью слоистый изоляционный материал из алюминиевой фольги и стекловолокна примерно в 35 раз более эффективен в отношении уменьшения теплопередачи, чем лучшие стандартные системы порошковой изоляции [130]. Еще большая эффективность многослойной изоляции достигается при работе ее под вакуумом. Это объясняется тем, что при давлениях ниже 0,0001 мм рт. ст. перенос тепла за счет теплопроводности остаточного газа практически равен нулю [121, 133]. [c.120]

Перенос тепла через многослойную изоляцию определяется в основном излучением и теплопроводностью изолирующего материала, причем более 30% приходится на долю излучения, величина которой зависит от распределения температуры в изоляционном слое [15, 79, 80]. [c.51]

Теплопроводность является одним из основных способов переноса тепла в изоляции. Тепло передается по твердому скелету изоляционного материала и через газ, заполняющий пустоты в изоляции. [c.8]

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]

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]

Перейдем теперь к рассмотрению влияния физических свойств изоляционных материалов на перенос тепла в них излучением. Рассмотрим прежде всего влияние плотности. Увеличение плотности пористого материала может быть вызвано двумя причинами во-первых, увеличением толщины частиц или стенок пор материала и, во-вторых, увеличением числа частиц или пор в единице объема при одновременном уменьшении размеров пор. [c.104]

Вторым параметром изоляционного материала, оказывающим существенное влияние на перенос тепла излучением, является диаметр частиц. Как было показано в гл. II, коэффициент рассеяния излучения одной частицей и средой, состоящей из многих частиц, принимает максимальное значение при определенном диаметре частиц, близком по величине к длине волны падающего излучения. В соответствии с этим следует ожидать, что коэффициент теплопроводности изоляционного материала в вакууме будет проходить через минимум при указанном диаметре частиц. [c.106]

Поток тепла вдоль частиц и волокон изоляционных материалов, довольно большой в обычных условиях, сводится к минимуму в условиях высокого вакуума. Теоретически он ставится равным нулю при наличии лишь точечных контактов между отдельными частицами. В действительности контакт всегда происходит не в точке, а на площадке конечных размеров, определяющихся прежде всего нагрузкой на материал, в частности его силой тяжести и уплотнением при загрузке. Величина контактных площадок имеет решающее значение в переносе тепла по твердому телу в изоляционных материалах. Величина теплового потока может быть вычислена по формуле (48) для зернистых материалов и по формуле (58) для волокнистых материалов. [c.109]

В процессе конвекции (в жидкостях и газах) частички среды стремятся к поверхности теплообмена и отдают ей частично свое тепло. Тепло как бы механически транспортируется, причем тем интенсивнее, чем стремительнее движение среды. Турбулентность облегчает конвективный перенос тепла, поэтому жидкость быстрее нагревается или охлаждается через стенку аппарата, снабженного мешалкой, чем в сборнике с неподвижной жидкостью. Конвекцией тепло переносится быстрее, чем путем теплопроводности. Особенно низка теплопроводность газов пространством, наполненным неподвижным газом, пользуются в качестве тепловой изоляции. Изоляционные материалы выполняют свою задачу главным образом благодаря пористости. Изолирующим свойством обладает не столько материал, составляющий скелет, сколько воздух, замкнутый в его порах. [c.130]

При достаточно высоком вакууме теплопередача через изоляционный материал происходит путем излучения и теплопроводности твердого тела. Данные по кажущейся теплопроводности под вакуумом некоторых материалов при различных температурах приведены на фиг. 14. Мы видим, что кажущийся коэффициент теплопроводности приблизительно пропорционален кубу средней абсолютной температуры материала. Эта зависимость соответствует уравнению (22) для теплопередачи излучением через пористые материалы. Таким образом, опытные данные показывают, что основным путем переноса тепла через многие мелкодисперсные материалы в условиях высокого вакуума является тепловое излучение. [c.404]

Перенос тепла через многослойную изоляцию определяется в основном двумя факторами излучением и теплопроводностью изолирующего материала. Эти факторы взаимосвязаны, так как теплопроводность изолирующего материала существенно влияет на темпера1уры экранов. Имеющиеся данные показывают, что 30% или больше тепла, переносимого через этот вид изоляции, следует отнести за счет радиации, однако это количество существенно зависит от граничной температуры и распределения температуры в изоляционном слое [129, 133]. [c.121]

Вакуумно-порошковая изоляция представляет собой порошкообразный изоляционный.материал, помещенный в ваку умированное пространство. При ее использовании процесс теплопередачи представляет собой три одновременно действующих механизма переноса тепла I) теплопроводность газа, 2) теплопроводность твердых частиц изоляции, 3) тепловое излучение. Хорошая изоляция отличается минимальным действием всех перечисленных механизмов переноса тешш. В 0( 1ИЙ баланс теплопереноса по кавдому из этих механизмов вносится различный вклад. Например, теплопередача через перлитный песок осуществляется ва 7056 за счет теплопроводности и только на ЗС за счет излучения [ю]. Для вычисления коэффициента теплопроводности газа, заполняющего порошковые или волокнистые материалы, рекомендуется формула [c.140]

Обладающий большой плотностью слоистый изоляционный материал из алюминиевой фольги и стекловолокна примерно в 35 раз сильнее уменьшает теплопередачу, чем лучшие стандартные порошковне системы изоляции [ II]. Еще большая эффективность многослойной изоляции достигается при работе ее под вакуумом, так как при давлениях ниже 13,3 Па перенос тепла за счет теплопроводности остаточного газа становится пренебрежимо малым. Поэтому многослойную изоляцию, работающую в условиях глубокого вакуума, называют также многослойно-вакуумной или экранно-вакуумной изоляцией. Скорость испарения в сосудах со сжиженными газами при этом виде изоляции в 20 раз меньше, чем в случае обычных видов порошково-вакуумной изоляции [тз]. По данным 7], коэффициент теплопроводности у лучших образцов многослойно-вакуумной изоляции примерно в 8 раз ниже, чем у вакуумно-порошковой изоляции, экранированной металлическими поротками. Однако при давлениях более 1,3 кПа применение дорогостоящего ламинированного материала дает мало преимуществ перед порошковой изоляцией. Креме того, применение многослойной изоляции требует довольно сложной техники высокого вакуума. [c.150]

В зависимости от вида применяемнх изоляционных материалов количество экранов, приходящихся на I см толщины изоляции может колебаться в весьма широких пределах. Перенос тепла через многослойную изоляцию обусловлен тепловым излучением и теплопроводностью- изолирующего материала. Оба этих фактора взаимосвязаны, так как теплопровод--ность изолирующего материала существенно влияет на темпе-150 [c.150]