Занятие 18. Тепловая изоляция
Если в одних случаях тепло надо передавать, то в других следует беречь. И других, пожалуй, гораздо больше. Во всяком случае, теплопередача всё равно завершается теплосбережением. Топим печь, отдаём тепло комнатному воздуху и тут же заботимся о теплоизоляции помещения. Передаём тепло из первого контура во второй через теплопроводную трубчатку и в то же время боремся с теплопотерями через корпус теплообменника - укутываем его в “шубу” из теплоизоляторов.
“Укутываем в шубу” сказано для красного словца. На самом деле подчас “шуба” - особое сооружение, и надо говорить о теплоизоляционных конструкциях. Именно о теплоизоляционных материалах и конструкциях. На рис. 2-559 - теплоизолированный участок трубопровода: приходится обкладывать трубу скорлупами, скорлупы стягивать проволочными кольцами, затем штукатурить [штукатурка- известковый раствор с песком, известь- СаО, гашеная известь- продукт реакции СаО + Н2О = Са(ОН)2]. Заключительные операции - проклейка и окраска. Чем не конструкция? А ведь это сборка на гладком участке. Каково же на стыке фланцев, на выходе вентиля?
Конечно, самый важный параметр теплового изолирования - коэффициент теплопроводности (истинный - для материала, эффективный - для комбинации материалов или конструкции). Но это далеко не единственная «служебная» харктеристика. На практике теплоизоляционный материал или конструкцию выбирают, рассматривая комплекс требований, предъявляемых в зависимости от условий работы и специфики защищаемого объекта:
работоспособность (механическая, термическая, химическая, радиационная и т.д.) и сохранение свойств в течение всего ресурса работы; совместимость с другими материалами установки; технологичность при изготовлении, монтаже и демонтаже; малая плотность; слабое газовыделение при нагреве до рабочих температур; низкая сорбционная ёмкость по химически- и радиоактивным газам; негорючесть; коррозионная стойкость; малая гигроскопичность; нетоксичность; сохранение геометрической формы, постоянство объёма (без самоуплотнения и усадки); промышленное изготовление; малая стоимость .
Естественно, что этот перечень не исчерпывает всех возможных требований, которые могут появиться для конкретных объектов. Так, например, в атомных установках возможна обмывка поверхности дезактивирующим раствором, и это, в свою очередь, требует герметичной облицовки теплоизоляции. А в газоохлаждаемых аппаратах теплоизолирующие бланкеты (оболочки) делают заведомо не- герметичными - тогда сброс давления на переходных режимах или при авариях не вызовет их разрушения. К теплоизоляции же вблизи активной зоны предъявляют дополнительное условие: малое поглощение нейтронного потока.
Самое же главное требование - снижение теплопотерь до заданного проектантом уровня. При естественной конвекции на воздухе оно выливается в допустимый перепад температуры поверхности теплоизоляции и воздуха [Ти _ Т+] : менее 30 оС - при температуре изолируемой стенки Тс до 300 оС , менее 45 оС - при температуре изолируемой стенки свыше 400 оС. Плотность лучистого потока Е на расстоянии 1 см от нагретой поверхности оборудования не должна быть более 140 Вт/(м2*К).
Как лучшим образом выполнить эти условия? В нашем распоряжении сотни материалов и проверенных конструкций. И несмотря на многообразие теплоизоляционных систем, в них чётко выделяются шесть категорий: плотные, пористые и волокнистые материалы, порошки, гранулы, экранная изоляция..
Плотные материалы (табл. 1-560)
Это просто антипод материалов пористых. Бесспорный и яркий лидер среди плотных изоляторов - пиролитический графит (пирографит). Его получают путем высокотемпературного разложения (пиролиза) газообразных углеводородов. Обычно используют метан -при нагревании образуются водород и углерод. Последний кристаллизуется на холодной оправке в графит таким образом, что нетеплопроводные длинные оси кристаллов располагаются перпендикулярно поверхности. В результате теп
лопроводность пирографита в этом направлении оказывается в 200 раз меньше, чем вдоль поверхности осаждения. Но это чревато высокими термическими напряжениями при эксплуатациии, и во избежание растрескивания пирографит используют обычно в качестве тонкослойного покрытия.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
