Неметаллические материалы, теплопроводность

Графит — это единственный конструкционный неметаллический материал, обладающий высокой теплопроводностью при достаточно высокой инертности в большинстве агрессивных сред, термической стойкостью при резких перепадах температуры, низким омическим сопротивлением, а также хорошими механическими сво11ствами. Теплопроводность искусственного графита выше теплопроводности многих металлов и сплавов, в частности свипца и хромоннкелевых сталей, в 3—5 раз. По этой причине примепеиие графита особенно эффективно для изготовления из пего тенлообмепной аппаратуры, предназначенной для эксплуатации в условиях воздействия таких агрессивных сред, как серная кислота определенных концентраций, соляная и плавико- [c.449]

Исходным сырьем для получения углеграфитовых материалов служит природный графит или искусственный (пирографит), получаемый путем прокаливания каменноугольного пека или нефтяного кокса. Графит —это единственный конструкционный неметаллический материал, обладающий высокой теплопроводностью при достаточно большой инертности к действию многих агрессивных сред, термической стойкостью при резких перепадах температур, низким омическим сопротивлением, а также хорошими механическими свойствами и пригодностью к механической обработке на обычных токарных, фрезерных, сверлильных станках. [c.101]

При покрытии металлической стенки слоем какого-либо неметаллического материала теплопроводность ее сильно падает (см. ниже Изоляционные материалы ). Крайне вредна поэтому образующаяся на внутренних стенках аппаратов накипь, представляющая собою слой различных солей, выделившихся из жидкости при ее кипячении. [c.59]

Карборунд. Карборунд—карбид кремния—отличается химической инертностью, высокой огнеупорностью и стойкостью к колебаниям температуры по твердости он близок к алмазу и имеет высокую для неметаллического материала электропроводность и теплопроводность. Основные окислы металлов в раскаленном состоянии его разрушают. К кислотам, кроме плавиковой и борной, он более стоек. Кислород, двуокись углерода и вода действуют на него только при температуре выше 1200° и то очень медленно. На воздухе его можно нагревать до 1400°, а в восстановительной и нейтральной атмосфере—до 1800°. При температуре около 2000—2200° он распадается на графит и кремний. [c.215]

Необходимо, однако, учесть, что рассчитанная поверхность теплообмена F будет удовлетворять заданию только при геометрических ее размерах, обеспечивающих условия, принятые в расчете коэффициента теплопередачи К- Так, в случае кожухотрубных аппаратов эти условия сводятся к скоростям потоков теплоносителей W, диаметру труб d, их числу п, длине I и шагу, коэффициенту теплопроводности материала труб ст и толщине их стенок S. Материал труб (следовательно, и Хст) диктуется физикохимическими свойствами теплоносителей (коррозия, температура) это могут быть чугуны, углеродистые и легированные стали, цветные металлы и- металлические сплавы, различные неметаллические материалы. Диаметры труб и толщины стенок регламентированы государственными стандартами и выбираются соответственно рабочему давлению и требованиям технологии машиностроения для обеспечения компактности аппарата стремятся к минимальному диаметру труб. [c.368]

Свинец до недавнего времени был весьма распространенным материалом в трубопроводном деле. Из свинца изготовляют трубы и арматуру для сильноагрессивных сред. В настоящее время свинцовые трубопроводы почти вытеснены трубопроводами из кислотостойких сталей и неметаллических материалов. С 1960 г. применение свинца для изготовления трубопроводов и аппаратуры запрещается, за исключением аппаратуры и систем, в которых свинец применяется в качестве теплопроводного и электропроводного материала, и трубопроводов, предназначенных для работы с радиоактивными элементами. Свинцовые трубы и фасонные детали изготовляют из свинца марок СВ, СО, С1, С2, СЗ и С4. Изготовление кранов и вентилей производится отливкой из сурьмянистого свинца, называемого гартблеем (сплав, состоящий из 90—92% свинца и 8% сурьмы). [c.24]

При низких температурах сальниковое устройство работает в сложных условиях. Набивка теряет упругость, при пропуске среды и намораживании шпинделя в связи с испарением может произойти заедание. Чтобы улучшить условия работы сальника, устанавливают термическую перемычку и обеспечивают прогрев сальника. В первом случае средний участок удлиненного щтока от маховика или привода изготовляют из неметаллического материала с возможно низким коэффициентом теплопроводности (текстолит и др.), в результате чего потери теплоты из сальника значительно сокращаются. Во втором случае сальниковое устройство окружают кожухом и в образованное пространство подводят среду с [c.68]

Область применения неметаллических материалов в химическом машиностроении расширяется все больше и больше. Так как, помимо требований высокой химической стойкости, теплопроводности и механической прочности, неметаллические материалы должны удовлетворять и многим другим требованиям (непроницаемость для газов и жидкостей, хорошая сцепляемость футеровочных материалов и покрытий с различными материалами, хорошая обрабатываемость, небольшой вес и т.д.), нередко приходится сочетать два или даже три неметаллических материала, чтобы удовлетворить всем предъявляемым требованиям и получить необходимый эффект. [c.353]

В химической технологии применяются теплообменники, изготовленные из самых различных металлов (углеродистых и легированных сталей, меди, титана, тантала и др.), а также из неметаллических материалов, например графита, тефлона и др. Выбор материала диктуется в основном его коррозионной стойкостью и теплопроводностью, причем конструкция теплообменного аппарата существенно зависит от выбранного материала. [c.24]

Общий коэффициент теплопередачи, как известно, находится в прямой зависимости от теплопроводности материала и в обратной зависимости от толщины стенки теплообменных элементов. Однако во многих случаях из-за высоких давлений тепло-обменные элементы вынуждены изготавливать толстостенными многослойными из материалов с низкой теплопроводностью , что в значительной мере усложняет конструкцию и иногда приводит к ошибочным решениям и авариям. Это особенно важно учитывать при разработке и эксплуатации теплообменных элементов, работающих в коррозионных средах. Большинство неметаллических материалов, применяемых для антикоррозионных покрытий поверхностей теплопередачи, обладают весьма низкой теплопроводностью. Сравнительно незначительные изменения толщины антикоррозионного слоя, нанесенного на металлическую поверхность, вызывают резкое снижение общего коэффициента теплопередачи и могут быть причиной опасных нарушений технологического режима. Вместе с тем, неудовлетворительная антикоррозионная защита теплообменной поверхности может приводить к преждевременному разрушению теплообменных элементов и опасным последствиям, связанным с образованием взрывоопасных сред. [c.182]

Материал зеркальца обычно выбирают таким, чтобы оп обладал высокой теплопроводностью для уменьшения тепловой инерции. Чаще всего для этой цели используют полированные пластинки из платины, серебра, никеля, нержавеющей стали и других материалов, устойчивых к коррозии. В целях экономии дорогостоящих металлов (платина, родий, золото и т. д.) их напыляют на другие доступные материалы, в том числе неметаллические. [c.140]

Обрабатываемые газопламенными процессами металлы обладают высокой теплопроводностью. Так, металлические трубы проводят тепло, поглощаемое в месте сварки, на значительное расстояние, что может вызвать воспламенение горючего материала, находящегося вне поля зрения сварщика. Неметаллические строительные материалы, являясь в большинстве случаев плохим проводником тепла, хорошо его аккумулируют, вследствие чего могут образоваться застойные тепловые зоны, приводящие к воспламенению. [c.277]

Графит является единственный неметаллическим материалом с высокой теплопроводностью и химической стойкостью в большинстве сред. Он давно привлекает к себе внимание как конструкционный материал 8 химическом машиностроении для различных химических аппаратов и в первую очередь тех, в которых происходят процессы теплопередачи. [c.117]

Этот материал обладает удовлетворительной механической прочностью и исключительно высокой химической стойкостью почти ко всем, даже наиболее агрессивным химическим реагентам, за исключением сильных окислителей. Кроме того, он отличается от всех прочих неметаллических материалов высокой теплопроводностью, более чем в два раза превышающей теплопроводность железа. [c.83]

Выбор конструкционного материала ТОА определяется допустимыми потерями прочности материала при рабочих температурах. Для химически активных сред используются неметаллические теплопередающие поверхности, например, графитовые ТОА [123] с высокой теплопроводностью графита, но механически менее прочные. Используются также эмалированные поверхности и материалы из пластических масс и из керамики. [c.248]

Как и все графитовые материалы, антегмит отличается от других неметаллических химически стойких материалов повышенной теплопроводностью. По теплопроводности АТМ-1 занимает среднее положение между графитом и углем (коксом). Так называемые литые графиты практически не теплопроводны. Поскольку АТМ-1 имеет большую механическую прочность, чем пропитанные графиты, из АТМ-1 можно выполнять теплопередающие стенки аппаратов меньшей толщины и за счет этого компенсировать меньший показатель теплопроводности этого материала. [c.19]

Единственным неметаллическим материалом, сочетающим высокую устойчивость к действию большинства кислот и солей с хорошей теплопроводностью, является искусственный пропитанный графит, который нашел уже широкое применение как конструкционный материал для теплообменной химической аппаратуры. Незначительно уступает ему по свойствам другой конструкционный материал АТМ-1, представляющий собой высоконаполненную пластмассу на основе фенолформальдегидной смолы. [c.142]

В таких конденсаторах температура движущейся границы (лед — пар) оказывается ниже, чем в конденсаторах, изготовленных из материала с плохой теплопроводностью. Чем ниже температура движущейся границы, тем ниже упругость пара над границей при заданных давлениях пара и газа, что приводит к увеличению количества пара, сконденсированного в единицу времени на единице поверхности. При этом используемая поверхность конденсатора уменьшается. И наоборот, чем хуже теплопроводность стенок конденсатора, тем выше, при прочих равных условиях, температура движущейся границы, тем больше давление насыщенного пара над движущейся границей. Самая высокая интенсивность конденсации у конденсаторов из меди, самая низкая — из стекла. Хотя теплопроводности материалов, из которых изготовлялись конденсаторы, отличались одна от другой в десятки и сотни раз, различие в скоростях конденсации пара для различных конденсаторов оказывалось несущественным. Для различных марок стали скорость конденсации в цилиндрических трубах практически не менялась, и только для медных труб она несколько увеличивалась. Такое незначительное влияние материала на скорость конденсации объясняется только ограниченностью теплопроводности сублимационного льда. Можно во сколько угодно раз увеличивать теплопроводность материала конденсатора, но это очень мало повлияет на скорость конденсации. Увеличение теплопроводности материала приведет к интенсификации процесса только в случае, если удастся соответственно увеличить и теплопроводность сублимационного льда. Скорость конденсации на металлических поверхностях несущественно отличается и от скорости конденсации на стеклянных поверхностях цилиндрических труб. Вместе с тем использованная поверхность у неметаллических конденсаторов больше, чем у металлических. Поэтому в случае необходимости металлические конденсаторы могут быть с успехом заменены конденсаторами из пластических масс или керамических материалов. [c.80]

По этим причинам необходимо строго следить за необходимым режимом смазки подшипников, так как смазка одновременно должна отводить тепло. Хотя текстолит, древесно-слоистые пластики и резина могут подвергаться без вреда нагреванию до 130—160°, однако при этой температуре вязкость воды, применяемой для смазки, становится ничтожной (около 0,127 пуаза) и уже не может обеспечить создания промежуточного слоя между поверхностями цапфы и подшипника. Трение в этом случае переходит в область сухого и полусухого, что вызывает повышение температуры и разрушение рабочих поверхностей. Однако малая теплопроводность и теплостойкость неметаллических подшипниковых материалов может до некоторой степени компенсироваться их способностью хорошо смачиваться и поглощать воду. Например, древеснослоистые пластики в свободном состоянии поглощают воду в количествах до 30%, а бакаут до 12—18% по весу, что обеспечивает нормальные условия трения в период коротких разрывов граничной пленки. Вода при этом под действием капиллярных сил поднимается из толщи материала на его поверхность, а молекулы ее прочно связываются с твердой поверхностью, образуя молекулярную пленку и обеспечивая смазку. Поэтому набор вкладышей подшипников из текстолита, древеснослоистых пластиков н бакаута должен производиться на торец, что не только улучшает смазку, но и повышает их механическую прочность. [c.133]

Обладая высокой теплопроводностью, теплообменники из неметаллических материалов благодаря антикоррозионным свойствам обеспечивают химическую чистоту перерабатываемых продуктов и позволяют экономить дорогие цветные металлы и легированные стали. Они нашли широкое применение в качестве конденсаторов, холодильников, нагревателей и испарителей при обработке высокоагрессивных кислот, щелочей, органических и неорганических растворителей, в частности, соляной, серной, фосфорной, уксусной, азотной кислот, бензола, толуола, фенола, хлорэтилбензола и др. К недостаткам теплообменных аппаратов из неметаллических материалов следует отнести их низкую прочность при растяжении и изгибе материала, из которого их изготовляют. [c.390]

Уголь и графит обладают высокой тепло- и электропроводностью ц устойчивостью к резким перепадам температур. Графит по теплопроводности превосходит чугун, сталь, свинец. Эта особенность резко отличает его от всех других неметаллических материалов. Обладая хорошей химической стойкостью, графит используется в качестве наилучшего материала для конструирования теплообменной аппаратуры при условии отсутствия пористости. [c.332]

Опоры изготовляют обычно из неметаллических материалов, например, текстолита или стекловолокнистых пластиков. Перспективный материал для этой цели — стекловолокнистый пластик СВАМ, обладающий высокой прочностью и малой теплопроводностью. Опоры могут передавать нагрузку от веса жидкости непосредственно на фундамент. Это особенно удобно для стационарных сосудов, позволяя значительно разгрузить кожух. Недостатки опор — меньшее термическое сопротивление, чем достигаемое с подвесками, и большее газовыделение в вакууме материалов, используемых для опор. [c.425]

Поскольку теплопроводность металлов значительно выше теплопроводности перерабатываемых неметаллических пористых соединений (окислов, фторидов и др.), то выравнивание температуры в слое происходит быстрее при контакте частиц материала со шнеком, насадками реторты, цепями и т. п. [c.257]

Подвески изготовляют большей частью из стали Х18Н10Т, имеющей сравнительно низкий коэффициент теплопроводности, равный 2вт [м-град) при 190°К, и высокую прочность. Резкое уменьшение теплопроводности может быть достигнуто при переходе на применение подвесок из неметаллических материа-180 [c.180]

Антегмит. Это графитовый материал, представляющий собой композицию графита и фенолформальдегиднон смолы. Ван<ное преимущество графитовых материалов по сравнению со всеми-остальными неметаллическими материалами — высокая теплопроводность, дающая возможность применять их для теплообменных элементов. Из пропитанного графита и прессованных материалов на основе графита изготовляют трубы, футеровочные плитки, корпуса насосов и теплообменники различных типов — трубчатые, блочные, пластинчатые и др. [c.25]

Безусловно, что в кратком обзоре невозможно охарактеризо- вать все классы неорганических материалов, однако нельзя не сказать о графитовых материалах, которые выделяются исключительно высокой теплопроводностью, превышающей теплопроводность многих металлов и сплавов. Это качество наряду с химической инертностью и термической стойкостью при резких перепадах температур, высокой электрической проводимостью и хорошими механическими свойствами сделали графит и материалы на его основе незаменимыми в различных областях техники и промышленности. В частности, в химической промышленности применение графита особенно эффективно для изготовления теплообменной аппаратуры, эксплуатируемой в агрессивных средах. На ее поверхности в значительно меньшей степени откладываются накипь и загрязнения, чем на поверхности всех других металлических и неметаллических материалов. Сырьем для получения искусственного графита служит нефтяной кокс, к которому добавляют каменноугольный пек, играющий роль вяжущего материала при формовании изделий из графитовой шихты. Сам цикл получения изделий включает измельчение и прокаливание сырья, смешение шихты, прессование, обжиг и графитизацию. Условия обжига тщательно подбирают, чтобы избежать появления механических напряжений и микротрещин. При графитизации обожженных изделий, проводимой при температуре 2800—3000 °С, происходит образование упорядоченной кристаллической структуры из первоначально аморфизованной массы. Чтобы изделиям из графита придать непроницаемость по отношению к газам, их пропитывают полимерами, чаще всего фенолформальдегидными, или кремнийор-ганическими смолами, или полимерами дивинилацетилена. Пропитанный графит химически стоек даже при повышенных температурах. На основе графита и фенолформальдегидных смол в настоящее время получают новые материалы, свойства которых существенно зависят от способа приготовления. Материалы, формируемые при повышенных давлениях и температурах, известны под названием графитопластов, а материалы, получаемые холодным литьем, названы графитолитами. Графитолит, например, применяют не только как конструкционный, но и как футеровочный материал. Он отверждается при температуре 10 °С в течение 10—15 мин, имеет высокую адгезию ко многим материалам, хорошо проводит теплоту и может эксплуатироваться вплоть до 140—150°С. В последнее время разработан метод закрытия пор графита путем отложения в них чистого углерода. Для этого графит обрабатывают углеводородными соединениями при высокой температуре. Образующийся твердый углерод уплотняет графит, а летучие продукты удаляются. Такой графит назван пироуглеродом. [c.153]

Дьюары для сквид-систем должны быть достаточно прочными и в то же время легкими кроме того, к ним предъявляются строгие требования с точки зрения минимального и правильного использования магнитных и металлических деталей. Эти требования становятся еще более критичными, когда дело касается конструкций, находящихся вблизи приемных катущек магнитометра. В криогенных системах сквидов чаще всего используют неметаллические композиционные материалы из стеклянной, кварцевой или кевларовой ткани, пропитанной эпоксидной смолой. Но поскольку стеклопластик (композиционный материал из стеклоткани и эпоксидной смолы) парамагнитен, его не следует применять для изготовления каркасов измерительных катушек и сосудов для гелия. Иногда наружную оболочку дьюара и внутренний сосуд изготавливают, наматывая на болванку нить из стекла или синтетического волокна с одновременной пропиткой эпоксидной смолой. Более удобен и общепринят метод склейки дьюаров из стеклопластиковых пластин и труб с помощью эпоксидной смолы. Металлические детали делают из алюминиевых сплавов (6061), нержавеющей стали (321) и сплавов меди с никелем, бериллием или кремнием. Из этих материалов нержавеющая сталь обладает наименьшей теплопроводностью, но наибольшей остаточной намагниченностью. Поскольку эта сталь обладает также способностью сильно намагничиваться при сварке и пайке серебром, не рекомендуется помещать детали из нее в чувствительной зоне магнитометра вблизи сквида. Нержавеющую сталь часто используют для изготовления горловины дьюара, поскольку при этом существенно уменьшается поступление тепла и снимается проблема диффузии гелия в вакуумное пространство дьюара. Сплавы кремний - медь применяют при конструировании высокочастотных экранов и изготовлении сосудов для гелия там, где можно использовать зависимость электропроводности этих сплавов от состава. [c.174]

АРМИРОВАННЫЕ МАТЕРИАЛЫ — материалы, усиленные (армированные) другими, обычно более прочными, материалами или изделиями из них. Первым А. м. был железобетон, широко применяемый с конца 19 в. В нем бетон усилен стальной арматурой. Армирование материалов применяют для увеличения их прочности, жаропрочности, ударной вязкости, циклической прочности, жесткости, долговечности (см. Долговечность материалов). Армирование хрупких материалов приводит к повышению их трещиностой-кости и долговечности при термоцнк-лировании и тепловых ударах. Армирование позволяет направленно изменять не только прочностные св-ва, но и коэфф. термического расширения, теплопроводность, теплоемкость, износостойкость, магн. и др. свойства. А. м. отличаются гетерогенной структурой, часто с ярко выраженной анизотропией св-в. В каждом А. м. различают основу (матрицу) и армирующий материал. Наиболее широко (кроме железобетона) применяют А. м. па основе керамических материалов, металлов и стекла. В качестве армирующих материалов здесь используют непрерывные и прерывистые металлические и неметаллические волокна, нитевид- [c.98]

Стеклом называют аморфный изотропный материал, получаемый при переохлаждении расплава неметаллических окислов и бескислородных соедипенпй. К общим свойствам стекол относятся прежде всего их ценные оптические характеристики прозрачность, однородность оптических показателей в больших кусках, неизменность оптических показателей во времени и возможность изменением химического состава получать стекла с заданными оптическими свойствами. К общим свойствам стекол относятся высокая химическая устойчивость к действию кислот, солевых растворов, высокая твердость, низкая теплопроводность. Недостатками стекла как конструктивного материала являются хрупкость, малая теплопроводность и, следовательно, плохая термическая стойкость. [c.395]

Стеклом называют аморфный изотропный материал, получаемый при переохлаждении расплава неметаллических окислов и бескислородных соединений. К общим свойствам стекол относятся преледе всего их ценные оптические характеристики прозрачность, однородность оптических показателей в больших кусках, неизменность. оптических показателей во времени и возможность изменением химического состава получать стекла с заданными оптическими свойствами. К общим свойствам стекол относятся высокая химическая устойчивость к действию кислот, солевых растворов, высокая твердость, низкая теплопроводность. Недостатками стекла как конструктивного материала являются хрупкость, малая теплопроводность и, следовательно, плохая термическая стойкость. Стекла классифицируют по их применению и химическому составу. Примерный состав и виды некоторых бытовых и промышленных стекол приведены в табл. 7. [c.100]

Помимо высокой химической стойкости и теплопроводности, неметаллические материалы должны удовлетворять и другим весьма серьезным требованиям они должны обладать непроницаемостью для газов и жидкостей, термической устойчивостью, механической прочностью, хорошей сцепляемостью с различныдш материалами (для футеровочных материалов и различных покрытий), они должны хорошо обрабатываться, иметь небольшой объемный вес и т. д. Так как неметаллические материалы в большинстве случаев не могут удовлетворить сразу всем предъявляемым к ним требованиям, то нередко приходится сочетать два или даже три материала, чтобы получить требуемый эффект. [c.329]

Если для металлов благодаря их высокой теплопроводности испарение в вакууме есть явление поверхностное, то для таких неметаллических веществ плохой теплопроводности, как диэлектрики (например, 8102), существует большая вероятность из разбрызгивания при форсированном испарении. В этих случаях применяют испарители коробчатого типа усложненной конструкции (рис. 21), выполненные из ленты толщиной 0,1 мм в виде коробоч1СИ 1, в которзоо засыпают испаряемое вещество 5. Сверху коробочка закрывается однослойным или двухслойным экраном 3 с отверстиями, через котбрые проходят пары 4 наносимого материала. [c.35]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология