Тепловая изоляция. Волокнистые материалы, страница 5

Экранная изоляция

Экранная теплоизоляция стоит особняком и более других заслуживает права называться конструкцией. Это пакет тонких листов  плоской,  цилиндрической  или  другой  формы.  Листы  расположены  на  некотором  (вплоть  до  нулевого)  расстоянии  друг от  друга. В  некоторых   случаях  этот  пакет  делают  с  дистанционирующими  выступами  на  самих  листах или  с  прокладками (рис.6-564).

Положительные стороны  экранной  изоляции: хорошая термо- и вибропрочность, высокая рабочая  температура,  легкость,  сохранение чистой  атмосферы, технологичность монтажа и демонтажа конструкции, не говоря об отличных теплоизолирующих качествах (особенно  в  вакууме). Недостатки -  контактируюшие  поверхности, слои  могут быть  смяты  при  колебаниях  температуры  и  давления  окружающей  среды.     

В  качестве  материалов  экрана  до  температуры  500  и 1 000 оС  используют  соответственно сплавы  на  основе  алюминия  и  стали.  При  более  высоких  температурах  - жаропрочные  материалы  типа  молибдена,  вольфрама. В  зависимости от материала изоляцию называют альфолевой, стальфолевой. Как следует из табл. 4-565, экранная изоляция обнаруживает превосходные  теплозащитные качества, но весьма чувствительна к величине зазора. Эта величина должна гарантировать минимальную конвекцию газа в прослойке и, следовательно,  быть меньше критического характерного размера, который определяется условием Gr < 2*103 из лекции 12. Если давление среды не превышает 10-2 Па (»10-5 мм рт. ст.), условие обычно выполняется, и теплопередача происходит только излучением и теплопроводностью по твердому каркасу. В этом случае зазор также должен быть возможно меньше, чтобы обеспечить максимум отражения лучистого потока, а экраны должны иметь поверхность с минимальной степенью черноты.

Во избежание непосредственного  контакта экранов, используют  прокладки в виде тонких керамических покрытий, пленок, сеток, тканей. А для сокращения тепловых утечек через детали несущей конструкции анкерные болты делают полыми, полость же  заполняют ватой из теплоизолирующих волокон. Таким путем удается понизить теплопроводность  экранного блока  при 1300-1900 оС в шесть-десять раз.  Можно даже сказать высокопарно: “Самое совершенное становиться идеальным”.

На чертеже из эскизного проекта ВГ-400 ( показать чертеж Леденко, филиал ОКБМ) экранная теплоизоляция (стальфоль из сплава ХН55МВЦ), представлена вместе с волокнистой (плиты и войлок из кремнезема) и монолитной (блоки из пористой керамики - пенокордиерита). Последний обнаружил свою несостоятельность при испытаниях и на стадии технического проектирования был повсеместно замещен стальфолью, благо к этому времени мы ее уже обеспечили нужными полуфабрикатами (рассказать о ВНИПИЭТ на Черной речке,  филиале в Лермонтове и ЗНИИЭП на Витебском).

На чертеже из эскизного проекта БГР-300 (показать чертеж Корегина, ВНИПИЭТ) - констpукция стальфолевой теплоизоляции. 20 экpанов из тоненькой (доли миллиметpа) металлической  фольги (показать гладкую и с выпушками) пpикpывают защитными панелями размером 395х395 из трехмиллиметpовых листов. Сборками на на полых  анкеpах выстилают горячие поверхности (показать чертеж Евстафева).  Таким  пакетам суждено  pаботать в газовом контуpе без pемонта почти 30 лет (2,5*105 ч) пpи 7500С, и  нет уверенности, доживут ли они до такого почтенного возраста. Но этой проблемой мы займемся в следующем курсе.