Технические свойства теплоизоляционных материалов
|
Пористость. При 20 °C, воздух в неподвижном состоянии имеет низкий коэффициент теплопроводности - 0,028 Вт/м°С и высокое термическое сопротивление материалов (сопротивление теплообмену) можно обеспечить повышением пористости. Движение воздуха ускоряет теплообмен, поэтому поры должны быть мелкими (от долей миллиметра до 3-5 мм) и замкнутыми. Средняя плотность. Связана с пористостью, поэтому марку определяют по средней плотности. Однако теплопроводность зависит и от структуры пор, и два материала с одинаковой средней плотностью (одинаковой марки по плотности) могут иметь разную теплопроводность. Марка теплоизоляционных материалов устанавливается по средней плотности в кг/м3. По этому показателю теплоизоляционные материалы подразделяют на марки 15, 25, 35, 50, 75, 100, 125, 150, 175, 200, 250, 300, 350, 400, 450, 500 и 600. Прочность. Характеризуют пределами прочности при сжатии, растяжении и изгибе. Прочность должна быть достаточной для того, чтобы выдерживать транспортные и монтажные нагрузки. Прочность теплоизоляционных материалов определяется по нагрузке, вызывающей деформацию, равную 10 %. Предел прочности при сжатии изменяется в пределах 0,2-2,5 МПа, при изгибе - 0,15-2,0 МПа. Теплопроводность - один из видов переноса тепла (теплообмена) от более нагретых частей тела к менее нагретым, обусловлена изменением амплитуды колебаний атомов в структуре твердого тела. Теплообмен может быть обусловлен движением воздуха в порах материала (конвективный теплообмен), а также изменением квантов энергии при переходе электронов на орбиту с более низким энергетическим уровнем (теплообмен путем излучения). В металлах в теплообмене участвуют электроны проводимости.  Теплопроводность определяется для трех условий - сухой материал, зона А (сухой климат), зона Б (влажный климат). При увлажнении теплопроводность пористого материала повышается, так как теплопроводность воды 0,58 Вт/м°С, что приблизительно в 25 раз выше теплопроводности воздуха. При замерзании воды в порах теплопроводность увеличивается приблизительно в 4 раза, так как λльда = 2,32 Вт/м-°С. Классификация теплоизоляционных материалов по теплопроводности приведена в табл. 11.2. Сорбционная влажность. Это равновесная влажность при определенных условиях эксплуатации. Сорбционная влажность зависит от температуры и влажности воздуха: с повышением сорбционной влажности увеличивается теплопроводность. Паропроницаемость. Означает способность материала осуществлять перенос водяного пара. Интенсивность диффузии водяного пара зависит от сопротивления паропроницаемости (кг/м2-ч-Па). Влагоперенос может привести к конденсации водяного пара и понизить термическое сопротивление материала, поэтому паропроницаемость слоев многослойной ограждающей конструкции должна расти в направлении массопереноса - от теплой стороны к холодной. Воздухопроницаемость. Термическое сопротивление конструкции тем выше, чем ниже воздухопроницаемость, поэтому материалы с сообщающимися порами, в частности с волокнистым каркасом, нуждаются в ветрозащите. Температуростойкость. Характеризуется предельной температурой применения, при которой можно эксплуатировать без сущетвенного изменения свойств. Минеальную вату можно применять для теплоизоляции промышленных агрегатов с максимальной температурой на поверхности до 600 °С. |
