Цилиндрический утеплитель для труб: Утеплитель для труб — новые технологии утепления

Утепление для канализационных труб д110 мм из пенопласта

Предлагаем купить скорлупу из пенополистирола для утепление канализационных труб д.110 мм.

Доставка в любой горд России

Прайс-лист на скорлупу из пенопласта находится по этой ссылке

Если вам нужно обеспечить теплоизоляцию труб, обратите внимание на утеплители из пенополистирола. Трубный утеплитель состоит из элементов цилиндрической формы. По сравнению с изоляцией, в которой используются обычные материалы (минеральная вата или шамотная глина), данная технология значительно ускоряет процесс монтажа и не требует серьезной квалификации укладчиков.

Еще одно важное преимущество: теплоизоляция трубопровода пенопластом допускает укладку труб выше точки промерзания, и это значительно экономит ресурсы времени и техники.

Теплоизоляционная скорлупа отличается высокой степенью водонепроницаемости независимо от времени года и перепадов температур. Как и любое другое изделие из пенопласта, она устойчива к процессам гниения, образованию грибков и плесени.

Для дополнительной защиты можно применить обмотку липкой лентой ПВХ-Л или обмазку гидроизоляционной мастикой.

Преимущества теплоизоляции для труб из пенополистирола:

• Плотная структура, ликвидирующая мостики холода
• абсолютная водонепроницаемость (влага никак не попадет в утеплитель)
• существенная экономия времени на проведение утеплительных работ
• долговечность
• снижение затрат на ремонт и плановое обслуживание трубопроводов.

Технические характеристики ЛЕА

*Цена со скидкой указана на скорлупу из пенополистирола при покупке не менее 30 м.п.

Утеплитель для труб

 Технические характеристики и свойства УТЕПЛИТЕЛЯ ДЛЯ ТРУБ  

Утепление труб является важнейшим условием оптимального функционирования систем отопления и подвода воды. На смену традиционным старым материалам (минеральная и стеклянная вата) с появлением современных технологий приходят эффективные инновационные изделия — утеплитель для труб из пенополистирола. 

Сфера применения пенополистирольного (ППС) утеплителя затрагивает все отрасли промышленного и коммунального хозяйства, методика является наиболее перспективной и может применяться для утепления в следующих случаях:

• При изоляции и защите от воздействия отрицательных температур магистральных трубопроводах, проходящих под землей и на её поверхности
• Для защиты и тепловой изоляции водопроводных, отопительных и канализационных труб в коммунальном и частном хозяйстве
• При изоляции воздухопроводов систем вентиляции и кондиционирования
• Для защиты подводящих холодную воду труб от замерзания при организации индивидуального водоснабжения в загородных домах
• При утеплении колодцев и обсадных скважинных труб

Скорлупы для изоляции и утепления труб изготавливаются из пенопласта, представляющего собой вспененный пенополистирол с содержанием воздуха более 90%. Цилиндрические сегменты утеплительных труб вырезают из пенопластовых листов различной толщины и марок.

Преимущества утеплителя для труб из ППС 

Скорлупа ППС при изоляции труб при бытовом и промышленном использовании имеет следующие преимущества:

• Низкая теплопроводность, позволяющая эффективно сохранять тепло
• Длительный срок службы — материал можно эксплуатировать до 50 лет в изолированном от солнечных лучей пространстве, ППС не гниет и очень медленно разлагается
• Конструкция скорлупы выполняется в виде сборных сегментов — это позволяет при необходимости легко демонтировать установленный изолятор и использовать его многократно 
• Пенополистирол практически не впитывает воду, поэтому после установки защищает трубопровод от отрицательного воздействия влаги
• Материал устойчив к температурам окружающей среды от -50 до +80 градусов по Цельсию
• Пенопласт не подвержен влиянию природных химических элементов, содержащихся в почве и воде
• Оболочка имеет малый вес и отличается простотой и скоростью монтажа — утеплять трубы с её помощью по силам одному человеку 
• Скорлупа универсальна — может быть изготовлена под заказ любых размеров
• Материал безвреден для человека, в отличии от устаревшей стекловаты при работе с ним не требуется применение специальных защитных средств 

Лучший утеплитель для труб отопления. Обзор наиболее популярных материалов

Для уменьшения потерь тепла при транспортировке теплоносителя к месту назначения выполняют утепление труб отопления. Если эта мера не выполнена, отопительная система может потерять до 25% своей тепловой мощности. При этом теплоизоляционный материал обязан не просто сохранить температуру теплоносителя на уровне заданной, но и предотвратить появление конденсата на защищаемой поверхности трубопровода. Какой же лучший утеплитель для труб отопления? Рассмотрим возможные варианты.

Задачи утеплителя

Особенно важно утепление в тех системах, которые функционируют непостоянно.

Помимо указанных выше, утеплитель обязан успешно выполнять следующие функции:

• Предупреждать замерзание воды в системе в случае застоя;
• Предотвращать образование коррозии и повышать срок службы трубопровода.

Наличие горячей воды в системе отопления еще не означает, что она не может замерзнуть. К этому может быстро привести недостаточная скорость циркуляции теплоносителя. При этом снижение температуры воздуха вызывает процесс кристаллизации жидкости. В связи с этим применение утеплителей в таких системах является жизненно важным.

Особенно важно утепление в тех системах, которые функционируют непостоянно.

Выбор утеплителя

Выбор теплоизоляционного материала должен осуществляться с учетом определенных факторов

Выбор теплоизоляционного материала должен осуществляться с учетом следующих факторов:

• Диаметр используемых труб;
• Условия эксплуатации системы;
• Температура нагрева теплоносителя.

В зависимости от диаметра труб отопления теплоизолятор может представлять собой мягкие маты в рулонах либо жесткие формованные цилиндры и полуцилиндры, которыми предпочитают утеплять трубы маленького диаметра. Жесткие утеплительные материалы, к тому же, благодаря строгой геометрической форме обеспечивают дополнительную защиту от механических повреждений.

Материалов, применяемых в этих целях, множество, рассмотрим самые популярные из них.

Минеральная вата

Является самым демократичным по цене утеплителем. Выпускается в рулонах или в форме плит, для утепления труб наиболее подходит именно рулонный материал. К ее преимуществам относятся:

• Устойчивость к высоким температурам. Значения до 650°С не вызывают  изменений теплотехнических и механических характеристик.
• Огнестойкость;
• Химическая стойкость к растворителям и прочим химически агрессивным веществам.
• Экологичность.

К лучшим видам минеральной ваты относится каменная вата, производимая из расплавов базальтовых горных пород. Еще одной разновидностью материала является стеклянная вата, получаемая из стеклянного волокна, полученного, в свою очередь, из кварцевого песка. Она не настолько термостойка и не обладает столь высокими прочими эксплуатационными характеристиками.

Пенополистирол

Материалов, применяемых в целях утепления труб отопления, множество

Представляет собой новую разновидность пенопласта, изготавливаемого по улучшенной технологии. Имеет более высокие прочность и эластичность, хорошую теплостойкость и низкую степень влагопоглощения. Обладает хорошей способностью сохранять тепло. Применяется в виде удобных скорлупок для труб, представляет собой две половинки, скрепленные замком, внутренний диаметр которых равен диаметру трубы.

Вспененный полиэтилен

Достаточно востребованный и часто применяемый материал. Он влагоустойчив, устойчив к колебаниям температур, удобен в монтаже и транспортировке. Обладает хорошими тепло- и звукоизоляционными качествами. Легко принимает заданную форму, экологически безопасен. Хорошо совмещается с любыми видами строительных материалов.

Для теплоизоляции труб выпускается в виде чехлов определенного диаметра с разрезом сбоку для надевания.

Пенофол

Представляет собой несколько улучшенную разновидность вспененного полиэтилена, в которой слой этого материала дополнен слоем фольги. Такая двухслойная конструкция более хорошо сохраняет тепло, благодаря комбинации отражающих свойств алюминия и теплоизоляционных качеств вспененного полиэтилена. Он обладает уникальной способностью сохранять тепло на всех возможных путях его распространения. Толщина  пенофола составляет около 14 мм. Это легкий, тонкий, гибкий и удобный в применении материал. Недостатком является частое возникновение коррозии в фольгированном слое.

Пенополиуретан

Пенополиуретан химически и биологически устойчив, не боится ни плесени, ни химически агрессивных сред.

Для утепления отопительных труб данный теплоизоляционный материал может применяться в виде надеваемой на трубы жесткой скорлупы, а может использоваться более прогрессивным методом – методом напыления. Более подробно про утепление труб можно прочесть здесь — /kak-uteplit-truboprovod-svoimi-rukami-instruktsiya-sovety-domashnih-masterov/

Материал является рекордсменом среди утеплителей по самому низкому среди них значению коэффициента теплопроводности. Его отличают также малое водопоглощение, высокие паро- и звукоизоляционные свойства.

Пенополиуретан химически и биологически устойчив, не боится ни плесени, ни химически агрессивных сред. Обладает высокой прочностью к механическим воздействиям, устойчив к перепадам температур, долговечен.

Нанесение материала методом напыления позволяет получить однородное абсолютно бесшовное покрытие, не обладающее стыками. Такая высокая герметичность в сочетании с уникальными теплотехническими свойствами позволяет наилучшим образом сохранять тепло.

Анализ всех особенностей и эксплуатационных качеств материала позволяет сделать вывод, что это лучший утеплитель для труб отопления на сегодняшний день.

Замечательные свойства пенополиуретана проявляются в полной мере только при правильном нанесении. Специалисты компании «Экотермикс» оказывают услуги по профессиональному напылению материала с соблюдением всех существующих норм и стандартов, в том числе и международных.

Цилиндрический утеплитель — отличный материал для утепления труб

При прокладке коммуникаций очень часто встает вопрос утепления труб. Это касается любого строительства — и в частных домах, и в жилых комплексах без этого этапа не обойтись.

Некоторые застройщики считают, что достаточно разместить все трубы в подвальных помещениях, и этим риск замерзания в морозы сведется к минимуму. А на самом деле, теплоизоляция является важнейшим фактором в достижении цели бесперебойного снабжения строения водой. Некоторые строители применяют для утепления минеральную вату, которая может стать отличным выходом, но тогда придется приобретать еще и защитное полотно, которое будет защищать вату от влаги.

Чтобы сэкономить на таких расходах и обеспечить отличную изоляцию трубы, можно использовать теплоизоляционные цилиндры. Это относительно новый материал, который не только справляется с возложенной задачей, но и позволяет значительно сэкономить на дополнительных материалах.
В принципе, изоляция труб — это работа, которая может проводиться на любом этапе строительства, в том числе и при сдаче строения в эксплуатацию. Причем, цилиндрический утеплитель имеет явные преимущества перед другими материалами:

• используется для работы с любыми видами труб, в том числе дымоходными;
• устойчивый к маслам и растворителям;
• не выделяет токсичных веществ, не представляет опасности даже в закрытых помещениях;
• не нагревается при высоких температурах, не воспламеняется.

Где приобретать подобный материал?

Специалисты рекомендуют делать заказ у производителей — это гарантия получения качественного, сертифицированного товара. Допускается работа по индивидуальным заказам — утеплитель для труб может быть сделан под заданные размеры. Кроме этого, вам предоставят фигурные цилиндры, которые используются для переходников, тройников и отводов — не придется резать стандартные цилиндры и испытывать трудности при монтаже на некоторых участках.

Совершенно не важно, какой вид цилиндров вы выберете — они могут быть армированные фольгой или с простым покрытием. Важно быть уверенным в качестве приобретаемого товара, ведь от этого зависит безопасность проживания. Да и при строительстве здания, при сдаче в эксплуатацию объекта нужно будет соблюдать все требования строительных нормативов. Без этого ни одна проверяющая комиссия не подпишет акт приемки, значит, придется проводить дополнительные работы по устранению недостатков — это немалые расходы.

http://lenprofisnab.ru/

Проектные данные

| WBDG — Руководство по проектированию всего здания

Введение

Этот раздел Руководства по проектированию механической изоляции представляет собой сборник информации и данных, которые могут быть полезны разработчикам и конечным пользователям систем механической изоляции. Раздел содержит несколько простых калькуляторов, позволяющих рассчитывать тепловой поток и температуру поверхности. Включены обсуждение и ссылки на другие более сложные компьютерные программы для выполнения этих вычислений.

Оценка тепловых потерь / тепловых потерь

Устойчивый одномерный тепловой поток через системы изоляции регулируется законом Фурье:

где:

q = скорость теплового потока, БТЕ / ч

A = площадь поперечного сечения, нормальная к тепловому потоку, фут ²

k = теплопроводность изоляционного материала, БТЕ-дюйм / ч фут ² ° F

dT / dx = температурный градиент, ° F / дюйм

Для плоской геометрии конечной толщины уравнение сводится к:

где:

X = толщина изоляции, дюйм.

Для цилиндрической геометрии уравнение принимает следующий вид:

где:

r ₂ = внешний радиус, дюйм

r ₁ = внутренний радиус, дюйм

A ₂ = площадь внешней поверхности, фут ²

Термин r ₂ ln (r ₂ / r ₁ ) иногда называют «эквивалентной толщиной» изоляционного слоя.Эквивалентная толщина — это толщина изоляции, которая при установке на плоской поверхности дала бы тепловой поток, равный потоку тепла на внешней поверхности цилиндрической формы.

Теплоотдача от поверхностей представляет собой комбинацию конвекции и излучения. Обычно предполагается, что эти режимы являются аддитивными, и поэтому для оценки теплового потока к / от поверхности можно использовать комбинированный поверхностный коэффициент:

где:

ч _с = комбинированный коэффициент поверхности, БТЕ / ч фут ² ° F

ч _c = коэффициент конвекции, БТЕ / ч фут ² ° F

ч _r = коэффициент излучения, БТЕ / h фут ² ° F

Предполагая, что излучающая среда равна температуре окружающего воздуха, потери / приток тепла на поверхности можно рассчитать как:

Коэффициент излучения обычно оценивается как:

где:

ε = эмиттанс поверхности

σ = постоянная Стивена-Больцмана (= 0.1714 x 10 ^-8 БТЕ / (ч · фут ² · ° R ⁴ )

T _x = Температура, ° R

Эмиттанс (или коэффициент излучения) поверхности определяется как отношение излучения, испускаемого поверхностью, к излучению, испускаемому черным телом при той же температуре. Эмиттанс — это функция материала, состояния его поверхности и температуры. Таблица с приблизительным коэффициентом излучения обычно используемых материалов приведена в Таблице 1.

Таблица 1.Данные об эмиссии широко используемых материалов

© Американское общество инженеров по отоплению, охлаждению и кондиционированию воздуха, Inc.

Конвекция — это перенос энергии за счет комбинированного действия теплопроводности, накопления энергии и перемешивания. Он классифицируется как принудительная конвекция (когда перемешивающее движение вызывается каким-либо внешним фактором) или естественная конвекция (когда перемешивание происходит в результате разницы плотности, вызванной температурными градиентами). Коэффициенты конвекции (h _c ) можно оценить для ряда простых геометрий, используя корреляции данных экспериментальных исследований.В этих исследованиях используются соответствующие безразмерные параметры для корреляции результатов. Incropera и DeWitt представляют ряд этих корреляций в своем тексте «Основы тепломассообмена». Эти корреляции также резюмированы в Стандартной практике ASTM C 680 и в Справочнике ASHRAE 2013 — Основы.

Контроль температуры поверхности

Обычный расчет, связанный с системами механической изоляции, включает определение толщины изоляции, необходимой для поддержания температуры поверхности до определенного значения с учетом рабочей температуры процесса и температуры окружающей среды.Например, может потребоваться рассчитать толщину изоляции резервуара, необходимую для поддержания температуры внешней поверхности на уровне 140 F или ниже, когда температура жидкости в резервуаре составляет 450 F, а температура окружающей среды составляет 80 F.

В установившемся режиме тепловой поток через изоляцию к внешней поверхности равен тепловому потоку от поверхности к окружающему воздуху. В форме уравнения:

или

Переставляя это уравнение, получаем:

Поскольку соотношение температурных разностей известно, требуемую толщину можно рассчитать, умножив на отношение проводимости изоляционного материала к поверхностному коэффициенту.

В приведенном выше примере предположим, что поверхностный коэффициент можно оценить как 1,0 БТЕ / ч фут ² F, а проводимость используемой изоляции составляет 0,25 БТЕ / ч фут ² F. Требуемая толщина может тогда можно оценить как:

X = (0,25 / 1,0) [(450–140) / (140–80) = 1,29 дюйма

Эта расчетная толщина будет округлена до следующего доступного размера, вероятно, 1– ½ дюйма.

Для радиального теплового потока рассчитанная толщина будет представлять собой эквивалентную толщину; фактическая толщина (r ₂ -r ₁ ) будет меньше (см. уравнение (8) выше).

Эту простую процедуру можно использовать как оценку первого порядка. На самом деле поверхностный коэффициент не является постоянным, а изменяется в зависимости от температуры поверхности, скорости воздуха, ориентации и поверхностной эмиссионной способности.

При выполнении этих расчетов важно использовать фактические размеры трубы и изоляции труб. Многие (но не все) изоляционные изделия для труб и трубопроводов соответствуют стандартам размеров, первоначально опубликованным военными в MIL-I-2781, а затем принятым другими организациями, включая ASTM.Стандартные размеры труб и изоляции приведены для справки в Таблице 2. Стандартные размеры труб и изоляции приведены в Таблице 3. Соответствующие размерные данные для гибкой изоляции с закрытыми ячейками приведены в Таблицах 4 и 5.

Для систем механической изоляции также важно понимать, что теплопроводность (k) большинства изоляционных материалов значительно зависит от температуры. В документации производителя обычно приводятся кривые или таблицы зависимости проводимости от температуры.При выполнении расчетов теплопередачи важно использовать «эффективную теплопроводность», которая может быть получена путем интегрирования кривой зависимости проводимости от температуры или (в качестве приближения) с использованием проводимости, рассчитанной при средней температуре через изоляционный слой. . ASTM C 680 предоставляет алгоритмы и методики расчета для включения этих уравнений в компьютерные программы.

С этими осложнениями легко справиться для различных граничных условий с помощью доступных компьютерных программ, таких как программа NAIMA 3E Plus® (www.pipeinsulation.org).

Пример распечатки программы 3E Plus® показан на Рисунке 1.

Рис. 1. Образец распечатки из программы NAIMA 3E Plus®.

Оценки потерь тепла для труб стандартных размеров приведены в таблицах 6 и 7. Они полезны для быстрой оценки стоимости потерь энергии из-за неизолированных трубопроводов.

Размеры стандартной изоляции труб и трубопроводов

Таблица 2. Внутренний и внешний диаметры стандартной изоляции труб

Таблица 3. Внутренний и внешний диаметры стандартной изоляции трубопровода

Таблица 4. Внутренний и внешний диаметры стандартной гибкой изоляции для труб с закрытыми ячейками

Таблица 5. Внутренний и внешний диаметры стандартной гибкой изоляции для труб с закрытыми порами

Потери тепла в неизолированных трубах и трубопроводах

Таблица 6. Тепловые потери от неизолированной стальной трубы к неподвижному воздуху при 80 ° F, БТЕ / ч · фут

© Американское общество инженеров по отоплению, охлаждению и кондиционированию воздуха, Inc.

Таблица 7. Теплопотери от неизолированной медной трубы к неподвижному воздуху при 80 ° F, БТЕ / ч · фут

© Американское общество инженеров по отоплению, охлаждению и кондиционированию воздуха, Inc.

Теплопроводность через цилиндрические композитные стены

CENG 402: Теплопроводность через цилиндрические композитные стены

Эта страница создана Дэйвом Смитом 25.04.99.
Отправьте вопрос / комментарии по адресу [email protected].

Введение
Описание проблемы
Определение параметров
и переменные
Энергия оболочки
Баланс
Решение энергии
Остаток
Расчет Q ₀
= q ₀ A ₀

Введение

На этой странице обсуждается и решается проблема теплопроводности через
цилиндрическая труба, изолированная несколькими слоями материалов разной толщины
и с разной теплопроводностью.Эта проблема также обсуждается в примере 9.6-1.
of Явления переноса Берда, Стюарта и Лайтфута.

Примечание: вся работа, показанная в решении проблемы ниже, была
оценено в Mathematica . Чтобы загрузить полную записную книжку Mathematica
созданный для этой проблемы, щелкните файл ceng402_ex9.6-1.nb.

Проблема
Описание

В
промышленность, наиболее распространенный метод, используемый для транспортировки жидкостей между установками и вокруг
Установка заключается в перекачивании жидкости по цилиндрической трубе.В большинстве случаев желательно
поддерживайте температуру жидкости выше или ниже температуры окружающего воздуха.
Следовательно, чтобы минимизировать тепловой поток в трубу или из нее, труба покрывается изоляцией.
Изоляция может состоять из нескольких разных слоев, каждый из которых имеет свой
толщины и разной теплопроводности. Учитывая (а) температуру жидкости
внутри трубы, (б) температура окружающей среды снаружи, (в) информация о толщине
и теплопроводность каждого слоя изоляции, и (d) теплопередача
коэффициентов на границах раздела жидкость-труба и изоляция-воздух, выведите выражение для
тепловой поток на единицу длины трубы поперек трубы.

Определение
Параметры и переменные

Как показано на схеме, длина цилиндра L . Жидкость
внутри трубы находится при температуре T _a и занимает
цилиндрическое пространство радиуса r ₀ . При r ₀
внутренняя стенка трубы имеет температуру T ₀ и
Коэффициент теплопередачи между жидкостью и стенкой составляет ч ₀ .Слой изоляции i ^th простирается от радиуса r _i -1
к r _i . В радиальном положении r _i
изоляция имеет температуру T _i . Самый дальний
изоляционный слой, слой n ^th , имеет температуру T _n ,
простирается до r _n и имеет коэффициент теплопередачи h _n
с наружным воздухом.Воздух имеет температуру T _b . В
тепловой поток q из трубы и тепловой поток на единицу длины Q / L
зависят от вышеуказанных параметров.

Энергетический баланс Shell

В самом общем виде уравнение баланса некоторого контрольного объема CV
заявляет, что для каждого транспортабельного количества Z норма накопления Z
внутри CV равняется чистой скорости потока Z в CV плюс скорость
формирование Z внутри CV.В этой задаче транспортируемое количество тепла
энергия, по всей трубке не выделяется тепло, а в установившемся режиме
нет накопления тепла. Таким образом, имеем

Тепловой поток q измеряет в единицу времени на единицу площади расход
высокая температура. Следовательно, принимая контрольный объем за радиальную оболочку от радиуса r до r + dr ,

Решение
Энергетический баланс

Разделив уравнение баланса оболочки на 2 pi L dr (
объем этой оболочки),

Интегрирование по r от r = r ₀
до r , и используя граничное условие q = q ₀
при r = r ₀ ,

Применение закона Фурье,

Разделение переменных и интегрирование,

Обратите внимание, что теплопроводность слоя i ^th
изоляции (область от r = r _i -1 до r
= r _i ) обозначается как k ⁱ .Наконец, закон охлаждения Ньютона определяет коэффициент теплопередачи в двух точках.
границы раздела труба-жидкость: q = h ( T ₂ — T ₁ ),
где q и ( T ₂ — T ₁ )
имеют такой же знак. Следовательно,

Расчет Q ₀
= q ₀ A ₀

Складывая указанные выше три уравнения,

Определение общего теплового потока через трубу как Q ₀
= q ₀ A ₀ ,

Последнее уравнение представляет собой выражение для полного теплового потока из
трубка.Предполагается, что все величины в выражении известны или легко измеримы:
длина трубки, температура как жидкости, так и окружающего воздуха, два
коэффициенты теплопередачи, а также толщины и теплопроводности
слои утеплителя.

Эта страница создана Дэйвом Смитом 25.04.99.
Отправьте вопрос / комментарии по адресу [email protected].

Оценка толщины изоляции, оптимальная толщина

Стандартизированная система оценки изоляции обеспечивает согласованность с изоляционными материалами, оцениваемыми по значениям R и U.R-значение является мерой теплового сопротивления, представляет сопротивление потоку тепла. Чем выше значение R, тем больше сопротивление и изоляционные свойства. U-значения прямо противоположны и представляют количество тепла, уходящего через материал. Чем ниже значение U, тем ниже скорость теплового потока и тем выше качество изоляции.
Он выражается как толщина материала, деленная на теплопроводность. Для теплового сопротивления всего сечения материала вместо единицы сопротивления разделите единицу теплового сопротивления на площадь материала.Если у вас есть единичное тепловое сопротивление стены, разделите его на площадь поперечного сечения и глубину стены, чтобы вычислить тепловое сопротивление. Единичная теплопроводность материала обозначается как C и является обратной величиной единичного теплового сопротивления. Это также можно назвать единичной поверхностной проводимостью, обычно обозначаемой h.


Оценка толщины для трубы: Определите минимальную толщину изоляции, необходимую для трубы, по которой проходит пар при температуре 180 ^o C.Размер трубы составляет 400 мм NB, а максимально допустимая температура наружной стены изоляции составляет 50 ^o C. Теплопроводность изоляционного материала для диапазона температур трубы может быть принята равной 0,04 Вт / мК. Потери тепла от пара на метр длины трубы должны быть ограничены до 80 Вт / м.
Для радиальной теплопередачи за счет теплопроводности через цилиндрическую стенку скорость теплопередачи выражается следующим уравнением

T1 = 50 ^o C
T2 = 180 ^o C
r1 400 мм NB = 0.2032 кв.м.
k = 0,04 Вт / м · К
N = длина цилиндра
Q / N = Тепловые потери на единицу длины трубы
Q / N = 80 Вт / м
Следовательно, подставляя указанные числа в уравнение радиальной скорости теплопередачи сверху,
80 = 2pi 0,04 (180-50) ln (r ₂ / 0,2032)
ln (r ₂ / 0,2032) = 2pi 0,04 (180-50) / 80 = 0,4084
Следовательно, r ₂ = r ₁ e ^0,4084
r ₂ = 0,2032 1,5044 = 0,3057 м
Следовательно, толщина изоляции = r ₂ r ₁
толщина = 305.7 203,2 = 102,5 мм

Следует взять некоторый запас на толщину изоляции, потому что, если скорость кондуктивной теплопередачи окажется выше, чем скорость конвективной теплопередачи за пределы изоляционной стены, температура внешней изоляционной стены вырастет до значений, превышающих 500 ^o C. Следовательно, скорость кондуктивной теплопередачи должна быть ограничена более низкими значениями, чем оценки, использованные в этом примере задачи. Цель этого примера задачи — продемонстрировать расчеты радиальной теплопроводности, а практические расчеты толщины изоляции также требуют учета конвективной теплопередачи на внешней стороне изоляционной стены.

Оптимальная толщина для трубы: Экономическая толщина изоляции зависит от первоначальной стоимости (затрат на изоляцию) и затрат на техническое обслуживание изоляции, а также годовой стоимости потерь тепла, которая зависит от затрат на производство пара и теплопроводности отставание. Как правило, более толстая изоляция означает более высокие эксплуатационные расходы и более низкие затраты на потерю тепла.
Затраты на изоляцию : Стоимость изоляционного материала на метр длины равна
= пи * [(R2) ² (R1) ² ] * C1
Где С1 — стоимость утеплителя в рупиях за кубометр.
Эксплуатационные расходы : Потери тепла через изоляцию на трубе на метр длины определяются как Q = 2 * pi * k * [(T1-T2) / log (R2 / R1)]
Где
T1 — температура внутренней поверхности изоляции.
T2 — температура внешней поверхности изоляции.
R1 и R2 — это внутренний и внешний радиусы изоляции.
K — теплопроводность изоляционного материала.
Это умноженное на стоимость производства единицы энергии дает эксплуатационные расходы.
Оптимальная толщина : На графике отображается самая низкая точка, что дает экономичную толщину изоляции.

R-Value для изоляции труб из стекловолокна

Один из наиболее частых вопросов, которые нам задают наши клиенты, — это R-Value этой изоляции для труб. На этот вопрос легко ответить для строительных изоляционных материалов и изоляционных плит из-за того, что поверхности продукта являются плоскими. С изоляцией трубы поверхность не плоская, а изогнутая, что значительно усложняет расчет R-значения. В этом руководстве мы не собираемся вдаваться в математические уравнения для вычисления значения R, мы просто объясним следующее:

1.Каково основное определение R-Value?

В самых общих чертах, R-Value можно рассматривать как изолирующую мощность или тепловое сопротивление. Чем выше значение R, тем выше изолирующая способность. Более высокие значения R более эффективны для максимальной экономии энергии.

2. Почему расчет R-значений для изоляции труб отличается от расчета теплоизоляции здания (плоская изоляция).

Строительная изоляция плоская, что позволяет определять R-Value по фактической толщине изоляции.Изоляция трубы изогнута, поэтому площадь поверхности меняется в зависимости от толщины изоляции и размера трубы. Чем меньше размер трубы и толще изоляция, тем больше изоляции в этом пространстве. На диаграмме ниже мы пытаемся показать две трубы, обе изолированные с изоляцией толщиной 1 дюйм. Как вы можете видеть, меньшая труба будет иметь большую площадь изоляции, основанную на разнице между площадью поверхности снаружи изоляции по сравнению с площадью поверхности. площадь поверхности трубы.Труба большего размера будет иметь очень плоскую площадь, что приведет к разнице в площадях почти нулевой и близкой к 1 дюйму.

2. Почему значения R для изоляции труб из стекловолокна различаются для труб разных размеров.

Как показано на диаграмме выше, «Эквивалентная толщина» больше для меньшей трубы.

Например, изоляция трубы 1 x 1 будет иметь эквивалентную толщину 1,541 дюйма, а изоляция 5 x 1 будет иметь эквивалентную толщину 1,104 дюйма. Изоляция 5 x 1 будет более плоской и будет ближе к 1 дюйму, чем 1 x 1, что почти как если бы на ней было 1-1 / 2 дюйма плоской изоляции из-за сравнения размеров трубы.

3. Почему значения R для различных типов изоляционных материалов для труб различаются в зависимости от средней температуры.

R-Value изоляции разбивается на два фактора; a.) толщину изоляции и b.) значение K для типа изоляции при средней температуре. Чем ниже значение K для изоляционного материала при определенной средней температуре, тем лучше. K-значения будут варьироваться в зависимости от средней температуры (например, при средней температуре 100 ° C стекловолокно будет иметь K-.24, а при 400 ° стекловолокно будет иметь более высокий K, равный 0,39. Таким образом, R-значение стекловолокна при 100 ° будет выше, чем R-Value при 400 °.

ГЛОССАРИЙ:

Средняя температура = Когда мы обсуждаем среднюю температуру, это температура трубы и температура окружающего воздуха (комнатная температура), сложенные вместе и разделенные на два.

Например: выхлопная труба имеет температуру 325 °, а комнатная температура составляет 75 °, средняя температура будет 400/2 = 200 °.

Значение K = Значение K зависит от типа изоляционного материала и средней температуры. Чем ниже значение K, тем лучше будет значение R.

Эквивалентная толщина = Эквивалентная толщина — это толщина изоляции, которая при установке на плоской поверхности будет давать тепловой поток, равный тепловому потоку на внешней поверхности цилиндрической геометрии.

ПРЕДЕЛ ЭКВИВАЛЕНТНОЙ ТОЛЩИНЫ

Ниже показан размер трубы по толщине изоляции, где эквивалентная толщина выходит за пределы фактической толщины изоляции.Большинство размеров труб меньше, чем указанные ниже, будут иметь эквивалентную толщину, превышающую фактическую толщину изоляции трубы.

1/2 дюйма толщиной = 2 x 1/2 и меньше

Толщина 1 дюйм = 4 x 1 и меньше

толщиной 1-1 / 2 дюйма = 12 x 1-1 / 2 и менее

толщиной 2 дюйма = 16 x 2 и меньше

ТАБЛИЦА ЗНАЧЕНИЙ R ПРИ 75 ° ДЛЯ ИЗОЛЯЦИИ СТЕКЛОТРУБКИ

ТОЛЩИНА ИЗОЛЯЦИИ ТРУБЫ

руб.

руб.

руб.

руб.

руб.

руб.

руб.

руб.

* Для получения любой другой информации о R-Value обращайтесь по адресу [email protected]

Теплоизоляция для зданий, труб и механического оборудования | 2019-01-31

Теплоизоляция — это натуральный или искусственный материал, который задерживает или замедляет поток тепла. Изготовленные изоляционные материалы могут замедлять передачу тепла к стенам, трубам или оборудованию или от них, и их можно адаптировать ко многим формам и поверхностям, таким как стены, трубы, резервуары или оборудование.Изоляция также производится в виде жестких или гибких листов, гибких волокнистых войлок, гранулированного наполнителя или пенопласта с открытыми или закрытыми порами. Различные виды отделки используются для защиты изоляции от физических повреждений и повреждений окружающей среды, а также для улучшения внешнего вида изоляции.

Археология показала, что доисторические люди использовали различные природные материалы в качестве изоляции. Они одевались или покрывались мехами животных, шерстью и шкурами животных; построенные дома из дерева, камня и земли; и использовали другие натуральные материалы, такие как солома или другие органические материалы, для защиты от холода зимой и жары летом.

В средние века в более холодном северном климате стены были набиты соломой. Грязевую штукатурку смешивали с соломой, чтобы не допустить холода. Гобелены вешали на стены замков или дворцов, чтобы бороться с сквозняками между камнями, поскольку большие конструкции могли оседать и сдвигаться под тяжестью стен. Старые здания, вероятно, были холодными и сквозняками без изоляции и герметиков от сквозняков.

Изоляция развивалась очень медленно до 1932 года, когда процесс создания стекловолокна был открыт случайно.Первые тонкие стекловолокна, называемые минеральной ватой, были произведены в 1870 году изобретателем по имени Джон Плейер. Сначала он не считал волокна минеральной ваты изоляционным материалом; он подумал, что это может быть новая ткань, из которой можно сшить теплую одежду. На Всемирной выставке 1893 года Игрок продемонстрировал платье из минеральной ваты из стекловолокна.

Лишь 45 лет спустя, в 1938 году, компания Owens Corning Co. из Толедо, штат Огайо, произвела первую изоляцию из стекловолокна. Из этого материала изготавливали одеяла (так называемые «войлоки»), и компания начала продавать его, чтобы сделать здания более эффективными и удобными.

Изоляция из стекловолокна быстро стала основным методом изоляции домов и зданий на рынке. Изоляцию из стекловолокна нужно было разрезать или разорвать на крошечные кусочки, чтобы уложить их в стены странной формы, достаточно плотно, чтобы предотвратить образование пустот или сквозняков, которые уменьшили бы изоляционный эффект материала.

Стекловолокно также используется с бумажной или пластиковой оболочкой для изоляции трубы. При изоляции холодной трубы важно использовать пароизоляцию на изоляции и заклеивать стыки лентой, чтобы предотвратить проникновение влаги и выпотевание конденсата в изоляции.Влажная изоляция позволяет более эффективно передавать тепло.

Любое здание, будь то дом или офис, должно быть хорошо изолировано. Лучшим решением с точки зрения стоимости и производительности может быть сочетание двух или более различных изоляционных материалов, каждый из которых используется там и тогда, когда он может предложить лучшие аспекты своих характеристик. Как правило, ограждающая оболочка здания утеплена архитектурным утеплителем; трубопроводы и механические системы также изолированы.

Добавление теплоизоляции — очень важная часть любого строительного проекта, и его эффекты практически незаметны.Изоляция будет снижать ежемесячные счета за отопление и охлаждение и уменьшать глобальное потепление, связанное со зданием. Правильная изоляция оболочки здания важна для предотвращения замерзания труб, а также повреждения здания льдом или влагой.

Как правило, водопроводные трубы не следует прокладывать в наружных стенах. Однако в некоторых случаях водопроводная труба может быть установлена ​​в наружных стенах, если изоляция ограждающей конструкции здания адекватна и установлена ​​снаружи водопроводной трубы, а также предусмотрены соответствующие меры или меры предосторожности, чтобы гарантировать, что трубопровод не замерзнет.

Общие сведения о тепловом потоке / теплопередаче

Чтобы понять, как работает изоляция, важно понимать концепцию теплового потока или теплопередачи. Как правило, тепло всегда течет от более теплых поверхностей к более холодным. Этот поток не прекращается, пока температура на двух поверхностях не станет равной. Тепло «передается» тремя различными способами: теплопроводностью, конвекцией и излучением. Изоляция снижает передачу тепла.

1. Теплопроводность потока. Проводимость — это прямой поток тепла через твердые тела. Это результат физического контакта одного объекта с другим. Тепло передается молекулярным движением. Молекулы передают свою энергию соседним молекулам с меньшим тепловыделением, движение которых, таким образом, увеличивается.

2. Конвекционный тепловой поток. Конвекция — это поток тепла (принудительный и естественный) в жидкости. Жидкость — это вещество, которое может быть газом или жидкостью. Движение теплоносителя или воздуха происходит либо за счет естественной конвекции, либо за счет принудительной конвекции, как в случае печи с принудительной подачей воздуха.

3. Радиационный тепловой поток. Радиация — это передача энергии через пространство с помощью электромагнитных волн. Излученное тепло движется по воздуху со скоростью света, не нагревая пространство между поверхностями.

Сравнение типов изоляции

Поскольку существует так много различий в применениях и продуктах для изоляции труб, сложно проводить общие сравнения между различными типами изоляции. Наилучшая изоляция труб для любой конкретной работы во многом определяется конкретными особенностями применения, а не преимуществами продукта.

Вот некоторые параметры применения, которые следует учитывать при каждой установке изоляции: Температура процесса; Сопротивление сжатию или R-значение; Коррозия; pH; Огнестойкость; и проницаемость для водяного пара.

Изоляция

обычно используется для одной или нескольких из следующих функций: уменьшение потерь тепла или притока тепла для достижения энергосбережения; Повышение эффективности работы систем отопления, вентиляции и кондиционирования, водопровода, пара, технологических и энергетических систем; Температуры контрольных поверхностей для защиты персонала и оборудования; Контроль температуры коммерческих и промышленных процессов; Предотвратить или уменьшить образование конденсата на поверхностях; Предотвратить или уменьшить повреждение оборудования от воздействия огня или агрессивной атмосферы; Помогать механическим системам соответствовать критериям USDA (FDA) на пищевых и фармацевтических предприятиях; Уменьшить шум от механических систем; и Защита окружающей среды за счет сокращения выбросов CO ₂ , NOx и парниковых газов.

Изоляционные материалы для механических труб и оборудования могут использоваться для изоляции от потерь или увеличения тепла, а также для защиты персонала от высокотемпературных систем, которые могут вызвать травмы (например, ожоги) в случае прикосновения к высокотемпературной трубе или воздействия на нее. Изоляция используется в механических системах внутри и снаружи помещений. Он используется в наружных стенах здания, чтобы обеспечить сопротивление теплопередаче через внешние стены здания, чтобы уменьшить энергию, необходимую для обогрева или охлаждения здания.

Сама по себе изоляция не предотвратит замерзание; он просто замедляет передачу тепла. Поэтому внутри изоляционной оболочки здания должен быть предусмотрен источник тепла для предотвращения замерзания. Иногда в системах трубопроводов используется обогрев, чтобы предотвратить замерзание; однако в большинстве случаев для обогрева трубопроводов требуется более толстая изоляция, чем обычно, чтобы минимизировать электрические требования.

Если вы используете электрообогрев в своей конструкции, будьте осторожны, чтобы не допустить снижения толщины изоляции в результате инженерных расчетов, в противном случае обогреватель может работать некорректно.Уточните у производителя системы электрообогрева надлежащий тип и толщину изоляции, чтобы избежать гарантийных проблем с установкой.

Использование дополнительной механической изоляции труб и оборудования — это самый простой способ снизить потребление энергии системами охлаждения и отопления зданий, системами горячего водоснабжения и холодоснабжения, а также холодильными системами, включая воздуховоды и кожухи. В какой-то момент добавление дополнительной изоляции было бы слишком дорогостоящим; однако в течение всего срока службы здания можно сэкономить значительную энергию или деньги, увеличив толщину изоляции в большинстве случаев.

Здания застройщика обычно имеют минимальную изоляцию на отводных трубопроводах или вообще не имеют ее, потому что застройщики хотят построить здание как можно дешевле и продать его кому-то еще, кто в конечном итоге оплатит счета за коммунальные услуги. Программы энергосбережения должны решать эту проблему, создавая стимулы для правильного проектирования и установки.

На промышленных объектах, таких как электростанции, нефтеперерабатывающие заводы и бумажные фабрики, механическая теплоизоляция устанавливается для контроля притока или потерь тепла в технологических трубопроводах и оборудовании, системах распределения пара и конденсата, котлах, дымовых трубах, камерах с рукавами и фильтрах, а также резервуары для хранения.Эти изоляционные материалы обычно используются для защиты персонала и для поддержания стабильной среды на заводе или рабочем месте.

Преимущества изоляции

1. Экономия энергии. Значительное количество тепловой энергии ежедневно расходуется на промышленных предприятиях по всей стране из-за недостаточно изолированных, плохо обслуживаемых или неизолированных обогреваемых и охлаждаемых поверхностей. Правильно спроектированные и установленные системы изоляции сразу же снизят потребность в энергии.Выгоды для промышленности включают огромную экономию затрат, повышение производительности и улучшение качества окружающей среды.

2. Управление технологической теплопередачей. За счет уменьшения потерь или тепловыделения изоляция может помочь поддерживать температуру технологического процесса на заданном уровне или в заданном диапазоне. Опять же, сама по себе изоляция не предотвратит замерзание. Изоляция должна работать с источником тепла для защиты от замерзания. Толщина изоляции должна быть достаточной для ограничения теплопередачи в динамической системе или ограничения изменения температуры со временем в статической системе.Необходимость предоставить владельцам время для принятия мер по исправлению положения в чрезвычайных ситуациях в случае потери электроэнергии или источников тепла является основной причиной этого действия в статической или непроточной системе воды для предотвращения замерзания.

3. Контроль конденсации. Указание достаточной толщины изоляции и эффективной пароизоляционной системы или изоляционной рубашки является наиболее эффективным средством контроля конденсации на поверхности мембраны и внутри системы изоляции на холодных трубах, воздуховодах, охладителях и водостоках.

Достаточная толщина изоляции необходима для поддержания температуры поверхности мембраны выше максимально возможной расчетной температуры точки росы окружающего воздуха в здании, чтобы конденсат не образовывался на поверхности трубы или изоляции и не капал на потолок или пол под ним. . Для ограничения миграции влаги в систему изоляции через облицовку, стыки, швы, проходы, подвесы и опоры необходимы эффективные замедлители образования паров или система изоляционной оболочки.

Контролируя конденсацию, разработчик системы может контролировать возможность: снижения срока службы и производительности системы; Рост плесени и возможность проблем со здоровьем из-за водяного конденсата; и Коррозия труб, клапанов и фитингов, вызванная водой, собранной и содержащейся в системе изоляции.

4. Защита персонала. Теплоизоляция — одно из наиболее эффективных средств защиты рабочих от ожогов второй и третьей степени в результате контакта кожи в течение более пяти секунд с поверхностями горячих трубопроводов и оборудования, работающего при температурах выше 136 ° С.4 F (согласно ASTM C 1055). Изоляция снижает температуру поверхности трубопроводов или оборудования до более безопасного уровня, требуемого OSHA, что приводит к повышению безопасности рабочих и предотвращению простоев рабочих из-за травм.

5. Противопожарная защита. Изоляция, используемая в сочетании с другими источниками тепла и материалами, обеспечивает защиту от огня. Он часто используется в трубных рукавах или отверстиях с сердечником в противопожарных преградах с противопожарными системами, предназначенными для обеспечения эффективного барьера против распространения пламени, дыма и газов при проникновении в огнестойкие сборки по каналам, трубам, электрическим или коммуникационным кабелям.

Смазочные каналы могут загореться и раскалиться до докрасна до тех пор, пока смазка не выгорит или огонь не будет потушен. Изоляционные материалы на каналах для смазки предотвращают распространение огня на соседние горючие строительные материалы. Изоляция часто используется в рукавах кабелепровода или проемах противопожарных барьеров с противопожарными системами, предназначенными для обеспечения эффективного барьера от распространения пламени, дыма и газов для защиты электрических и коммуникационных каналов и кабелей от проникновения.

Промышленная изоляция обычно имеет классификацию пожарной опасности 25/50 для 1 дюйма.толщина и ниже при испытании в соответствии с ASTM E-84 (Стандартный метод испытания характеристик горения поверхности строительных материалов). Однако характеристики горения изоляционной поверхности значительно отличаются от одного продукта к другому, и их следует учитывать при выборе продукта для конкретного применения.

ASTM предупреждает пользователей любого из своих стандартов, что метод испытаний может не указывать на фактические пожарные ситуации. ASTM E-84 (испытание в туннеле Штайнера) является наиболее часто упоминаемой спецификацией на рынках промышленного и коммерческого строительства.На него часто ссылаются, даже если код построения модели этого не требует.

Туннельный тест Штайнера — широко используемый метод тестирования внутренней отделки стен и потолка зданий на их способность поддерживать и распространять огонь, а также на их склонность к дыму. Тест был разработан в 1944 году Аль Штайнером из Underwriters Laboratories. Тест, который измеряет распространение пламени и образование дыма, был включен в качестве ссылки в североамериканские стандарты для испытаний материалов, такие как тесты ASTM E84, NFPA 255, UL 723 и ULC S102.Эти стандарты широко используются для регулирования и выбора материалов для внутреннего строительства зданий по всей Северной Америке.

Другими маломасштабными методами испытаний, на которые иногда ссылаются, являются ASTM E162 (испытание излучающей панелью) и ASTM E-662 (испытание плотности дыма NBS). К ним чаще всего обращаются при использовании общественного транспорта и напольных покрытий. UL 94 может требоваться для корпусов бытовых приборов и оборудования.

6. Шумоподавление. Изоляционные материалы могут использоваться в конструкции узла, имеющего высокие потери при передаче звука, который должен быть установлен между источником и окружающей средой.Иногда изоляция с высокими характеристиками звукопоглощения может использоваться на стороне источника шума, чтобы помочь снизить воздействие шума на людей в областях непосредственно вокруг источника шума путем поглощения, тем самым способствуя снижению уровня шума на другой стороне. корпуса.

7. Эстетика. Большинство систем механической изоляции в коммерческом строительстве обычно не видны жителям здания. Общие исключения из этого находятся в помещениях с механическим оборудованием, где нагревательное оборудование, охлаждающее оборудование и связанные с ним трубопроводы видны персоналу, который работает или иным образом должен иметь доступ к этим областям.

Обычно требуется, чтобы изоляционные поверхности, видимые внутри оболочки здания, имели законченный и аккуратный внешний вид. Эти поверхности также могут быть окрашены или покрыты для более приемлемого внешнего вида в больницах, школах, супермаркетах, ресторанах и даже на промышленных предприятиях в пищевой промышленности и производстве компьютерных компонентов, где они видны жильцам.

8. Сокращение выбросов парниковых газов. Теплоизоляция для механических систем обеспечивает сокращение выбросов CO2, NOx и парниковых газов в окружающую среду в дымовых газах или дымовых газах за счет снижения расхода топлива, необходимого в местах сжигания, поскольку система получает или теряет меньше тепла.

Характеристики изоляции

Изоляция

имеет различные свойства и ограничения в зависимости от услуги, местоположения и требуемого срока службы. Это следует учитывать инженерам или владельцам при рассмотрении потребностей в изоляции промышленного или коммерческого применения.

1. Тепловое сопротивление (R) (F ft2 h / BTU). Величина, определяемая разницей температур в установившемся режиме между двумя заданными поверхностями материала или конструкции, которая вызывает единичный тепловой поток через единицу площади.Сопротивление, связанное с материалом, должно быть указано как материал R. Сопротивление, связанное с системой или конструкцией, должно быть указано как система R.

2. Кажущаяся теплопроводность (ка) (БТЕ дюйм / ч фут2 F). Теплопроводность, присваиваемая материалу, демонстрирующему теплопередачу в нескольких режимах теплопередачи, что приводит к изменению свойств в зависимости от толщины образца или коэффициента излучения поверхности.

3. Теплопроводность (k) (BTU in./ ч фут2 F). Скорость установившегося теплового потока через единицу площади однородного материала, вызванного единичным градиентом температуры в направлении, перпендикулярном этой единице площади. Материалы с более низким коэффициентом k являются лучшими изоляторами.

4. Плотность (фунт / фут3) (кг / м3). Это вес определенного объема материала, измеряемый в фунтах на кубический фут (килограммы на кубический метр).

5. Характеристики горения поверхности. Это сравнительные измерения распространения пламени и образования дыма с отборными красными дубовыми плитами и неорганическими цементными плитами. Результаты этого испытания могут использоваться как элементы оценки пожарного риска, которая учитывает все факторы, имеющие отношение к оценке пожарной опасности или пожарного риска для конкретного конечного использования.

6. Сопротивление сжатию. Это показатель устойчивости материала к деформации (уменьшению толщины) под действием сжимающей нагрузки.Это важно, когда к монтажу изоляции прилагаются внешние нагрузки.

Два примера: деформация изоляции трубы на подвесе типа Clevis из-за совокупного веса трубы и ее содержимого между подвесками и сопротивление изоляции сжатию в прямоугольном воздуховоде вне помещения из-за сильных механических нагрузок от внешних источников. например, ветер, снег или случайное пешеходное движение.

7. Термическое расширение / сжатие и стабильность размеров. Системы изоляции устанавливаются в условиях окружающей среды, которые могут отличаться от условий эксплуатации. При наложении условий эксплуатации металлические поверхности могут расширяться или сжиматься иначе, чем применяемая изоляция и отделка. Это может привести к образованию отверстий и параллельных путей теплового потока и потока влаги, которые могут снизить производительность системы.

Для долгосрочной удовлетворительной службы необходимо, чтобы изоляционные материалы, закрывающие материалы, облицовка, покрытия и аксессуары выдерживали суровые условия температуры, вибрации, неправильного обращения и условий окружающей среды без неблагоприятной потери размеров.

8. Паропроницаемость. Это скорость прохождения водяного пара через единицу площади плоского материала единичной толщины, вызванная разницей единичного давления пара между двумя конкретными поверхностями при заданных условиях температуры и влажности. Это важно, когда системы изоляции будут работать при рабочих температурах ниже температуры окружающего воздуха. В этой службе необходимы материалы и системы с низкой паропроницаемостью.

9.Возможность очистки. Способность материала мыть или иным образом очищать для сохранения его внешнего вида.

10. Термостойкость. Способность материала выполнять предназначенную функцию после воздействия высоких и низких температур, с которыми материал может столкнуться при нормальном использовании. Сама по себе изоляция не предотвратит замерзание. Для предотвращения замерзания необходимо использовать дополнительный источник тепла с правильным выбором типа и толщины изоляции.

11. Атмосферостойкость. Способность материала подвергаться длительному воздействию на открытом воздухе без значительной потери механических свойств. Необходимо использовать дополнительный источник тепла с соответствующим типом изоляции и выбранной изоляцией для предотвращения замерзания.

12. Сопротивление злоупотреблениям. Способность материала подвергаться продолжительному физическому воздействию без значительной деформации или проколов.

13. Температура окружающей среды. Температура окружающего воздуха по сухому термометру при защите от любых источников падающего излучения.

14. Коррозионная стойкость. Способность материала подвергаться длительному воздействию агрессивной среды без значительного начала коррозии и, как следствие, потери механических свойств.

15. Огнестойкость / выносливость. Способность изоляционного узла, подвергающегося определенному периоду воздействия тепла и пламени (огня), только с ограниченной и измеримой потерей механических свойств.Огнестойкость не является сравнительной характеристикой горения поверхности изоляционных материалов.

16. Устойчивость к росту грибков. Способность материала постоянно находиться во влажных условиях без роста плесени или плесени.

Типы и формы изоляции

Типы массовой изоляции включают волокнистую изоляцию. Он состоит из воздуха, тонко разделенного на промежутки волокнами малого диаметра, обычно связанными химическим или механическим способом и сформированными в виде плит, одеял и полых цилиндров: стекловолокна или минерального волокна; минеральная вата или минеральное волокно; тугоплавкое керамическое волокно; и ячеистая изоляция.

Он состоит из воздуха или другого газа, содержащегося в пене из стабильных мелких пузырьков и сформированных в виде досок, одеял или полых цилиндров: пеностекло; эластомерная пена; фенольная пена; полиэтилен; полиизоцианураты; полистирол; полиуретаны; полиимиды; и гранулированный утеплитель.

Он также состоит из воздуха или другого газа в промежутках между мелкими гранулами и сформирован в виде блоков, досок или полых цилиндров: силикат кальция; изоляционный финишный цемент; и перлит.

Жесткая или полужесткая самонесущая изоляция имеет прямоугольную или изогнутую форму: силикат кальция; стекловолокно или минеральное волокно; минеральная вата или минеральное волокно; полиизоцианураты; полистирол; и блокировать.

Жесткая изоляция имеет прямоугольную форму: силикат кальция; пеностекло; минеральная вата или минеральное волокно; перлит; и лист. Полужесткая изоляция формируется в виде прямоугольных кусков или рулонов: стекловолокна или минерального волокна; эластомерная пена; минеральная вата или минеральное волокно; полиуретан; и гибкие волокнистые одеяла.

Гибкая изоляция используется для обертывания различных форм и форм: стекловолокно или минеральное волокно; минеральная вата или минеральное волокно; тугоплавкое керамическое волокно; изоляция труб и фитингов.

Предварительно сформированная изоляция используется для трубопроводов, труб и фитингов: силикат кальция; пеностекло; эластомерная пена; стекловолокно или минеральное волокно; минеральная вата или минеральное волокно; перлит; фенольная пена; полиэтилен; полиизоцианураты; полиуретаны; и пена.

Изоляционные покрытия

Жидкость можно смешивать во время нанесения, которая расширяется и затвердевает для изоляции неровностей и пустот: полиизоцианураты; полиуретан; и изоляция, нанесенная распылением.Жидкие связующие вещества или вода вводятся в изоляцию при распылении на плоские или неровные поверхности для обеспечения огнестойкости, контроля конденсации, акустической коррекции и теплоизоляции: минеральная вата или минеральное волокно; и насыпь.

Гранулированный утеплитель применяется для заливки компенсаторов: минеральная вата или минеральное волокно; перлит; вермикулит; и цементы (изоляционные и отделочные растворы). Производится с утеплителем из минеральной ваты и глины, цементы могут быть гидравлического схватывания или воздушной сушки: эластичный пенопласт.

Пенопласт и изоляция трубок содержат вулканизированную резину. Выбор подходящего типа и толщины изоляции сделает счастливого владельца здания меньшими счетами за электроэнергию и счастливого арендатора с комфортными условиями в здании.

Критическая толщина изоляции | Теплотехника

Вопреки распространенному мнению о том, что добавление изоляционного материала на поверхность всегда приводит к снижению скорости теплопередачи, бывают случаи, когда добавление изоляции к внешним поверхностям цилиндрических или сферических стен (геометрии которых имеют непостоянное поперечное сечение). -секционные участки) не снижает теплопотери.

Фактически, при определенных обстоятельствах он фактически увеличивает тепловой поток до определенной толщины изоляции. Чтобы установить этот факт, рассмотрим тонкостенный металлический цилиндр длиной I, радиусом r _i и транспортирующий жидкость с температурой t _i , которая выше температуры окружающей среды t ₀ . Этот цилиндр окружает кольцевой участок изоляционной оболочки толщиной (r — r _и ) и теплопроводностью k.

С условиями:

(i) Условия устойчивого состояния

(ii) Одномерный тепловой поток только в радиальном направлении

(iii) Незначительное термическое сопротивление стенок цилиндра

(iv) Незначительный радиационный обмен между внешней поверхностью изоляции и окружающей средой, теплопередача может быть выражена как —

, где h _i и h ₀ — коэффициенты пленки на внутренней и внешней поверхности соответственно.Знаменатель представляет собой сумму теплового сопротивления тепловому потоку. Значения k, r _i , h _i и h ₀ постоянны; поэтому общее тепловое сопротивление будет зависеть от толщины изоляции, которая определяет внешний радиус r устройства.

Изучение уравнения 3.32 покажет, что с увеличением r (т. Е. Толщины изоляции) термическое сопротивление изоляции увеличивается, но сопротивление из-за коэффициента конвекции на внешней поверхности падает.Тепловое сопротивление из-за коэффициента внутренней пленки остается неизменным при изменении радиуса r. Очевидно, что добавление изоляционного материала может увеличивать или уменьшать скорость теплопередачи в зависимости от изменения общего сопротивления с внешним радиусом r.

Чтобы определить, максимизирует ли вышеупомянутый результат общее сопротивление или минимизирует его, необходимо вычислить вторую производную —

Тогда r = k / h _o представляет собой условие минимального сопротивления и, следовательно, максимальной скорости теплового потока.Радиус изоляции, при котором сопротивление тепловому потоку минимально, называется критическим радиусом. Критический радиус, обозначенный r _c , зависит только от тепловых величин k и h _o . Таким образом-

Тот факт, что скорость теплового потока достигает максимума при r противоположных воздействиях; увеличение r увеличивает тепловое сопротивление изоляционного слоя, но снижает тепловое сопротивление площади поверхности. При r = r _c полное сопротивление достигает минимума.Очевидно, труба, по которой проходит высокотемпературная жидкость, будет терять больше тепла (по сравнению с голой трубой), если проводимость и толщина изоляции выбраны неправильно. Зависимость теплопотерь от толщины изоляции показана на рис. 3.31.

Два случая, представляющие практический интерес:

(i) r _i c : добавление изоляции к неизолированной трубе приводит к увеличению теплопередачи до тех пор, пока внешний радиус изоляции не станет равным критическому радиусу.Это может быть связано с тем, что в диапазоне r _i c постепенное уменьшение сопротивления конвекции с добавлением изоляции преобладает над соответствующим увеличением сопротивления проводимости. Конечным результатом является падение общего сопротивления и, как следствие, увеличение тепловых потерь.

Любое дальнейшее увеличение толщины изоляции приводит к уменьшению тепловых потерь по сравнению с этим пиковым значением. Однако до тех пор, пока не будет добавлено определенное количество изоляции (r *, обозначенное точкой b), потери тепла все равно будут больше, чем у неизолированной трубы.Очевидно, необходимо добавить толщину изоляции более (r * — r _i ), чтобы уменьшить потери тепла ниже неизолированного уровня.

Явление увеличения теплопередачи с добавлением изоляции наиболее вероятно, когда изоляционные материалы низкого качества применяются к трубам и проводам малого радиуса. Такая ситуация используется для изоляции электрических проводов и кабелей.

На электрические провода наносится изоляционное покрытие, основная цель которого — обеспечить защиту от поражения электрическим током.Однако увеличение скорости рассеивания тепла может быть осуществимо, а проводники поддерживаются в безопасных температурных пределах за счет правильного выбора толщины изоляции. Это позволяет несколько увеличить допустимую нагрузку на кабель по току.

(ii) r _i > r _c : преобладает влияние толщины стенки, и общее тепловое сопротивление увеличивается. В этом случае изоляционная оболочка действует как утеплитель и препятствует прохождению тепла.

Теплоизоляция — основная задача паровых и холодильных труб.Чтобы изоляция была должным образом эффективной в ограничении теплопередачи, внешний радиус r _o должен быть больше или равен критическому радиусу. Если r _o c , выбранный материал для изоляции не будет служить никакой полезной цели.

Следуя аналогичному подходу, критический радиус изоляции для сферы можно рассчитать как:

Пример 1:

«Добавление изоляционного материала не всегда приводит к снижению скорости теплопередачи для геометрий с непостоянной площадью поперечного сечения.Прокомментируйте обоснованность этого утверждения.

Труба с наружным диаметром 20 мм должна быть изолирована асбестом со средней теплопроводностью 0,1 Вт / м-град. Местный коэффициент конвективного тепла в окружающую среду составляет 5 Вт / м ² -град. Прокомментируйте использование асбеста в качестве изоляционного материала.

Каким должно быть минимальное значение теплопроводности изоляционного материала для уменьшения теплопередачи?

Решение:

Критический радиус изоляции для оптимальной передачи тепла от трубы определяется по формуле:

Чтобы изоляция была эффективной в ограничении теплопередачи, радиус трубы r ₀ должен быть больше или равен критическому радиусу r _c .Здесь r ₀ c и поэтому нет смысла использовать асбест в качестве изоляционного материала. Добавление асбестовой изоляции увеличит скорость теплопередачи, а это нежелательно. Необходимо использовать изоляционный материал с меньшей теплопроводностью.

Чтобы изоляция была эффективной, радиус трубы должен быть больше критического, т. Е.

По всей видимости, максимально допустимая проводимость изоляции равна 0.05 Вт / м-град.

Общие сведения об измерениях изоляции для достижения надлежащей толщины изоляции; R-значение, K-фактор и C-фактор

Одним из ключей к эффективной работе механической системы является использование надлежащего типа изоляции и ее правильного размера.

Основная функция изоляции — уменьшить теплопередачу в системе. Помимо качества изоляционного материала и монтажа, выбор правильной толщины изоляции имеет решающее значение для замедления теплопередачи и достижения долгосрочного контроля температуры и конденсации даже в экстремальных условиях.Для расчета толщины утеплителя необходимо знать и понимать термические свойства утеплителя. Три наиболее важных из этих свойств — это теплопроводность (значение K), термическое сопротивление (значение R) и теплопроводность (коэффициент C).

Теплопроводность:

Теплопроводность, часто называемая K-значением, представляет собой скорость устойчивого теплового потока через единицу площади однородного материала, вызванного единичным градиентом температуры в направлении, перпендикулярном этой единице площади.Помимо определения, важнее всего знать, что чем ниже значение K, тем выше значение изоляции. Таким образом, у большинства изоляционных материалов значение K меньше единицы. Кроме того, важно понимать, что значение K — это свойство материала; это означает, что он не зависит от толщины.

Еще одна важная вещь, которую нужно знать о K-значении, — это то, что оно изменяется в зависимости от средней температуры (среднее значение температур с каждой стороны изоляции). По мере увеличения средней температуры растет и значение K.Следовательно, необходимо смотреть на значение K при соответствующей средней температуре, чтобы определить фактическое значение K для конкретного приложения.

Тепловое сопротивление:

Термическое сопротивление, более известное как R-значение, представляет собой сопротивление изоляции тепловому потоку. Следовательно, чем выше значение R, тем больше изоляционная способность. Значение R зависит от значения K и толщины изоляции, и для плоской изоляции, такой как облицовка воздуховода, значение R представляет собой просто толщину, деленную на значение K.Для цилиндрической изоляции, как и для трубы, расчет более сложен и основан также на внутреннем диаметре изоляции с меньшими внутренними диаметрами, имеющими более высокие значения R для данной толщины изоляции.

Все материалы с одинаковым значением R, независимо от типа; толщина; или вес, равны по изолирующей способности. В результате энергетические стандарты, строительные нормы и спецификации часто требуют определенного значения R, чтобы все изоляционные материалы можно было сравнивать одинаково.

Теплопроводность:

Теплопроводность или C-фактор — это скорость теплового потока через определенную толщину изоляции, обратная величине R. Отсюда следует, что чем ниже C, тем лучше изолятор, а C-фактор для плоской изоляции — это значение K, деленное на толщину изоляции.

Калькулятор толщины изоляции:

Чтобы помочь вам определить правильную толщину изоляции, компания Armacell разработала ArmWin, бесплатный профессиональный инструмент для расчета толщины изоляции.С помощью этого инструмента любой может рассчитать надлежащую толщину Armaflex для удовлетворения своих проектных критериев, будь то контроль конденсации, энергосбережение или защита от замерзания. Щелкните здесь, чтобы получить доступ к ArmWin.

Глоссарий:

R = термическое сопротивление; число, обозначающее сопротивление материала или системы потоку тепла (час фут2 ° F / британская тепловая единица)

K = теплопроводность; тепло, передаваемое за единицу времени на единицу площади для температурного градиента 1 ° F на единицу длины теплового пути (британские тепловые единицы / час фут2 ° F)

C = теплопроводность; число, обозначающее скорость теплового потока через материал или систему (Btu / hr ft2 F)

.