Прямой цикл Карно. Тепловая изоляция

Теплоизоляционные материалы должны отвечать следующим нормам : они должны быть температуро- и морозостойкими, негорючими или обладать возможно меньшей горючестью, химически инертными. Они недолжны иметь запаха или воспринимать запахи, обладать достаточной механической прочностью, виброустойчивыми, должны легко обрабатываться и резаться, должны удовлетворять определенным экономическим показателям.

Материалов, обладающих в равной и полной степени всеми перечисленными свойствами, пока не существует. Из всех существующих теплоизоляторов можно выделить высокоэффективные материалы (с l =0,045 Вт/(м*К) в сухом состоянии и с объемной массой до 100 кг/м3) :

1. Органические естественные материалы. К ним относятся различные породы растительных волосков или растительного пуха, находившие ранее применение, но теперь редко используемые.
2. Органические исскуственные материалы. Очень перспективными материалами этой подгруппы являются пенопласты, получаемые путем вспенивания синтетических смол. Пенопласты имеют мелкие замкнутые поры и этим отличаются от поропластов – тоже вспененных пластмасс, но имеющих соединяющиеся поры и поэтому не используемые в качестве теплоизоляционных материалов. В зависимости от рецептуры и характера технологического процесса изготовления пенопласты могут быть жесткими, полужесткими и эластичными с порами необходимого размера; изделиям могут быть приданы желаемые свойства (например, уменьшена горючесть).

Пенопласты делятся на термопластичные, или термообратимые, размягчающиеся при повторных нагреваниях, и термонепластичные (термонеобратимые), отвердевающие при первом цикле нагревания и не размягчающиеся при повторных нагреваниях; к первым относятся пенополистиролы (ПС) и пенополивинилхлориды (ПВХ), ко вторым – пенополиуретаны (ПУ), а также материалы на основе фенолоформальдегидных (ФФ), эпоксидных (Э), кремнийорганических (К) смол.

 Коэффициент теплопроводности у пенопластов колеблется в пределах 0,03 – 0,045 Вт/(м*К).

3. Неорганические материалы. Представителем этой подгруппы является алюминиевая фольга (альфоль). Она применяется в виде гофрированных листов, уложенных с образованием воздушных прослоек. Достоинством этого материала является высокая отражательная способность, уменьшающая лучистый теплообмен, что особенно заметно при высоких температурах. Другими представителями подгруппы неорганических материалов являются исскуственные волокна : минеральная, шлаковая и стеклянная вата. Средняя толщина минеральной ваты 6-7 мкм, средний коэффициент теплопроводности l=0,045 Вт/(м*К). Эти материалы не горючи, не проходимы для грызунов. Они имеют малую гигроскопичность (не более 2%), но большое водопоглощение (до 600%).

Таким образом, имеется большое количество теплоизоляционных материалов, из которых может осуществлятся выбор в зависимости от параметров и условий эксплуатации различных установок, нуждающихся в теплозащите.

Список литературы :

• А.И. Андрющенко «Основы технической термодинамики реальных процессов» М., «Высш. школа», 1975.
• И.В. Савельев «Курс общей физики» Издательство «Наука», М., 1973.
• «Теплопередача» В.П. Исаченко, В.А. Осипова, А.С. Сукомел. Москва Энергоиздат, 1981.
• Р.П. Грушман «Что нужно знать теплоизолировщику». Ленинград Стройиздат, 1987.
• Большая сов. энциклопедия. Москва «сов. энцикл.», 1976.
• Справочник по производству теплоизоляционных и акустических материалов. Китайцев В.А., М., 1964.
• Холодильные установки. Е.С. Курылев, Н.А.Герасимов. Ленинград Машиностроение, 1980.

09.11.1998