Металлоизделия в Луганске и области

Металлокострукции, входные двери, заборы, оградки,
решетки, лестницы, ковка, модули,
вальеры, декоративная мебель

Свойства теплоизоляционных материалов

Название

материала

Коэффициент

теплопроводности,

Вт/м^К

Предельная

температура

применения,

°С

Класс горючести (НГ - не горючее, Г - горючее)

Колкость

ППУ

0,035

от -60 до 250

Г

Нет

Базальтовое

волокно

0,045

от -60 до 300-600

НГ

Нет

Минеральная

вата

0,1

от -190 до 1000

НГ

Да

При традиционном способе теплоизоляции трубопроводов необходимо полностью заполнять кольцевой зазор в межтрубном пространстве каким-либо теплоизолирующим материалом. Также можно применить другой подход - использовать в качестве теплоизолирующей структуры воздух или другой газ, который бы заполнял межтрубное пространство. Рассмотрим новую конструкцию теплоизолированной трубы, разработанную на этих принципах.

Теплоизолированная труба состоит из двух концентрически расположенных труб (теплоизолируемой и гидроизолирующей), на торцах которых находятся заглушки. Теплоизолируемая труба покрыта тонким экраном из материала с низким значением коэффициента теплопроводности и низкой степенью черноты. В качестве теплоизолирующего материала используется газ как материал с наименьшей теплопроводностью по сравнению с другими веществами.

Кольцевой зазор между трубами фиксируется за счет крепежных элементов, периодически заполняющих пространство между ними. Например, заполняется воздухом; газом, обладающим меньшей теплопроводностью, чем воздух (Лг, Хе, Кг и другие газы); газом, обладающим способностью поглощать тепловое излучение идущее от экрана (СО2).

Воздух или другой газ, обладая низким значением коэффициента теплопроводности, выполняет главную теплоизолирующую функцию. Задача материала периодической структуры заключается в фиксации наружной гидроизолирующей трубы относительно теплоизолируемой внутренней. Образующийся кольцевой газовый зазор обеспечивает низкое значение коэффициента теплопроводности в межтрубном пространстве. В качестве материалов периодической структуры могут выступать различные структуры: сетка Рабица, система центраторов, шнур или шланг из ПВХ. Торцы труб герметизируются с помощью заглушек уменьшения потерь тепла за счет конвективного теплообмена. Внешний вид трубы представлен на рис. 2.

Для сравнения эффективности теплоизолированных труб существующей и новой конструкций проводилось математическое моделирование температурного поля и тепловых потоков с использованием среды С0М80Ь МиШрЬу8ІС8. В качестве уравнения, характеризующего процесс, использовалось дифференциальное уравнение (1),

описывающее явление теплопередачи и конвекции, если кольцевой зазор между трубами заполнен теплоизолирующим материалом .

В качестве граничных условий принимаем, что внутри стальной теплоизолируемой трубы происходит вынужденное движение воздуха при постоянных значениях температуры и коэффициента конвективной теплоотдачи для вынужденной конвекции. Для наружной поверхности трубы в качестве граничных условий принимаем постоянство температуры окружающей среды и коэффициента конвективной теплоотдачи для свободной конвекции. Также для расчета использовалась теплоизолируемая труба с наружным диаметром 108 мм и толщиной стенки 5 мм, изготовленная из стали с коэффициентом теплопроводности 44,5 Вт/м°К; в качестве гидроизолирующей трубы использовалась пластиковая труба с наружным диаметром 200 мм и толщиной стенки 5 мм, коэффициент теплопроводности стенки 0,38 Вт/м°К.

Форма заказа

Цветная металлургия

Горная проммышленность