Теплопроводность пеноплекса: Утеплитель Пеноплэкс Основа® 20 мм, 30 мм, 40 мм, 50 мм, 60 мм, 80 мм, 100 мм, 120 мм, 150 мм
Теплопроводность пенопласта, сравнение с Пеноплексом, цена листов разных марок
Эффективность – первое, что мы ищем, выбирая утеплитель. Разнообразные материалы изначально оцениваются именно по этому критерию, и только потом в дело вступают другие характеристики, особенность монтажа и стоимость. Сегодня мы рассмотрим теплопроводность пенопласта как самого доступного по цене и потому востребованного, а также сравним его с иными видами изоляции.
Оглавление:
- Что такое теплопроводность?
- Характеристики пенопласта разных марок
- Сравнение с другими материалами и расценки
Определение
Теплопроводность – величина, обозначающая количество тепла (энергии), проходящего за час сквозь 1 м любого тела при определенной разнице температур с одной и другой его стороны. Она измеряется и рассчитывается для нескольких исходных условий эксплуатации:
- При 25±5 °С – это стандартный показатель, закрепленный в ГОСТах и СНиП.
- «А» – так обозначается сухой и нормальный режим влажности в помещениях.
- «Б» – в эту категорию относят все прочие условия.
Собственно теплопроводность гранул пенопласта, спрессованных в легкую плиту, не так важна сама по себе, как в связке с толщиной утеплителя. Ведь основная цель – добиться оптимального уровня сопротивления всех слоев стены в соответствии с требованиями для конкретного региона. Для получения первоначальных цифр достаточно будет воспользоваться самой простой формулой: R = p÷k.
- Сопротивление теплопередаче R можно найти в специальных таблицах СНиП 23-02-2003, к примеру, для Москвы принимают 3,16 м·°С/Вт. И если основная стена по своим характеристикам недотягивает до этого значения, разницу должен перекрыть именно утеплитель (минвата или тот же пенопласт).
- Показатель р – обозначает искомую толщину изолирующего слоя, выраженную в метрах.
- Коэффициент k – как раз и дает представление о проводимости тел, на которую мы ориентируемся при выборе.
Теплопроводность самого материала проверяют с помощью нагрева одной стороны листа и измерения количества энергии, переданной методом кондукции на противоположную поверхность в единицу времени.
Показатели для разных марок пенополистирола
Из приведенной упрощенной формулы можно заключить, что чем тоньше лист утеплителя, тем меньшей эффективностью он обладает. Но кроме обычных геометрических параметров на конечный результат оказывает влияние и плотность пенопласта, хоть и незначительно – всего в пределах 1-5 тысячных долей. Для сравнения возьмем две близкие по марке плиты:
- ПСБ-С 25 проводит 0,039 Вт/м·°С.
- ПСБ-С 35 при большей плотности – 0,037 Вт/м·°С.
А вот с изменением толщины разница становится куда более заметной. К примеру, у самых тонких листов в 40 мм при плотности 25 кг/м3 показатель теплопроводности может составлять 0,136 Вт/м·°С, а 100 мм того же пенополистирола пропускают всего 0,035 Вт/м·°С.
Зависимость нелинейная, что связано с особенностью кондуктивной передачи. Но поскольку коэффициент высчитывается в единицу времени, а плотность материала остается неизменной, разница температур с внешней поверхностью при «продвижении» энергии сквозь плиту становится все меньше. И если толщина пенополистирола оказывается значительной, тепло просто не успевает передаться обратной стороне, что, в общем-то, и требуется от хорошей изоляции.
Сравнение с другими материалами
Средняя теплопроводность ПСБ лежит в пределах 0,037-0,043 Вт/м·°С, на него и будем ориентироваться. Здесь пенопласт в сравнении с минватой из базальтовых волокон, кажется, выигрывает незначительно – у нее примерно те же показатели. Правда, при вдвое большей толщине (95-100 мм против 50 мм у полистирола). Также принято сопоставлять проводимость утеплителей с различными стройматериалами, необходимыми для возведения стен. Хотя это и не слишком корректно, но весьма наглядно:
1. Красный керамический кирпич имеет коэффициент теплопередачи 0,7 Вт/м·°С (в 16-19 раз больше, чем у пенопласта). Проще говоря, чтобы заменить 50 мм утеплителя понадобится кладка толщиной около 80-85 см. Силикатного и вовсе нужно не меньше метра.
2. Массив дерева в сравнении с кирпичом в этом плане получше – здесь всего 0,12 Вт/м·°С, то есть втрое выше, чем у пенополистирола. В зависимости от качества леса и способа возведения стен, эквивалентом ПСБ толщиной 5 см может стать сруб шириной до 23 см.
Куда логичнее сравнивать стиролы не с минватой, кирпичом или деревом, а рассматривать более близкие материалы – пенопласт и Пеноплекс. Оба они относятся к вспененным полистиролам и даже изготавливаются из одних и тех же гранул. Вот только разница в технологии их «склеивания» дает неожиданные результаты. Причина в том, что шарики стирола для производства Пеноплекса с введением порообразователей одновременно обрабатываются давлением и высокой температурой. В итоге пластичная масса приобретает большую однородность и прочность, а пузырьки воздуха равномерно распределяются в теле плиты. Пенопласт же просто обдается паром в форме, как поп-корн, поэтому связи между вспученными гранулами оказываются слабее.
Как следствие, теплопроводность Пеноплекса – экструдированного «родственника» ПСБ – тоже заметно улучшается. Она соответствует показателям 0,028-0,034 Вт/м·°С, то есть 30 мм хватит, чтобы заменить 40 мм пенопласта. Однако сложность производства увеличивает и стоимость ЭППС, так что на экономию рассчитывать не стоит. Кстати, здесь есть один любопытный нюанс: обычно экструдированный пенополистирол немного теряет в эффективности при увеличении плотности. Но при введении в состав Пеноплекса графита эта зависимость практически исчезает.
Впрочем, если вопрос высокой прочности на повестке дня не стоит, и вам нужен просто хороший утеплитель, проще и дешевле действительно купить пенопласт. В сравнении с такими материалами, как минвата, дерево и керамический кирпич, он безусловно хорош. Главное – не использовать его на пожароопасных объектах и всегда стараться выполнять теплоизоляцию снаружи зданий.
Цены на листы пенопласта 1000х1000 мм (рубли):
Толщина листа, мм | ПСБ-С 15 | ПСБ-С 25 | ПСБ-С 35 | ПСБ-С 50 |
20 | 37 | 61 | 82 | 124 |
30 | 55 | 95 | 123 | 185 |
40 | 73 | 122 | 164 | 247 |
50 | 91 | 152 | 205 | 308 |
70 | 127 | 213 | 264 | 431 |
80 | 145 | 243 | 328 | 493 |
100 | 181 | 304 | 409 | 616 |
Сравнить пеноплекс и пенопласт, сравнение пенопласта и пеноплекса, сравнительные характеристики пенопласта и пеноплекса
Оглавление Скрыть ▲ Показать ▼Самым, пожалуй, известным на сегодняшний день материалом для наружного и внутреннего утепления стен является пенополистирол (пенопласт). Конкуренцию ему составляет экструдированный пенополистирол, известный под названием пеноплекс и некоторыми другими. Поставим себе задачу сравнить пеноплекс и пенопласт и решить – что же все-таки предпочесть для теплоизоляции частного дома.
Разница между пенопластом и пеноплексом
Прежде, чем начинать сравнение свойств пеноплекса и пенопласта, уточним, в чем разница между этими материалами. Оба они производятся из полистирола, однако с использованием различных технологий. Пенопласт (пенополистирол) получают путем вспенивания полистирола, он представляет собой плиты из спекшихся газонаполненных гранул. Внутри них имеются микропоры, а между гранулами находятся пустоты. Чем плотнее спрессованы гранулы, тем больше плотность пенопласта, тем ниже его паропроницаемость и водопоглощение. По сравнению с пенопластом пеноплекс, или экструдированнный пеноплистирол, производят по-другому – методом экструзии, с использованием повышенных температуры и давления, в результате чего готовый материал имеет равномерную структуру с закрытыми порами, диаметр которых не превышает 0,2 мм.
Сравнительные характеристики пенопласта и пеноплекса
Теперь посмотрим на сравнительные характеристики пенопласта и пеноплекса. Важнейшими из качеств, которыми должны обладать теплоизоляторы, являются теплопроводность и паропоглощение. Нелишним, проводя сравнение пенопласта и пеноплекса, будет привести значения прочности на сжатие.
Теплопроводность
Сравнительная таблица теплопроводности пенопласт пеноплекс (возьмем для примера материалы одинаковой плотности) показывает следующие цифры: пенопласт – 0,04 Вт/мК, пеноплекс – 0,032 Вт/мК. Это означает, что на плиту экструдированного пенополистирола толщиной 20 мм приходится примерно 25 мм пенопласта. Описывать подробно таблицу не будем, так как сравнение теплопроводности пенопласта и пеноплекса нужно проводить с учетом плотности конкретной марки изолятора, а мы такой задачи не ставим.
Влагопроницаемость
Следующая характеристика, которая нас интересует – сравнение свойств пеноплекса и пенопласта по влагопроницаемости. В то время, как водопоглощение первого не превышает 0,4 %, второй материал достигает в этой характеристики цифры в 2%. Иными словами, сравнение этой характеристики пенопласта и пеноплекса – в пользу последнего. При применении экструдированного пенополистирола вполне допускается отсутствие пароизоляции, однако при правильном утеплении с помощью пенопласта это нежелательно.
Прочность
Показательно сравнить пеноплекс и пенопласт по прочности на сжатие. В первом случае эта величина достигает 0,5 Мпа, во втором – всего 0,2 Мпа. При этом нужно учесть, что сравнительные характеристики пенопласта и пеноплекса одной толщины и плотности делают очевидной почти четырехкратную разницу! Именно поэтому пеноплекс хорош для системы утепления полов в конструкциях с высокими нагрузками – его используют в гаражах, на катках и даже при строительстве взлетно-посадочных полос.
Цена
Конечно, сравнительная таблица теплопроводности пенопласт пеноплекс, разница между иными техническими характеристиками важны.
Сравнивая свойства пеноплекса и пенопласта, нужно помнить, что для многих целей предпочтительнее именно пенопласт. Такая его характеристика, как более высокое влагопоглощение, может сыграть на руку при наружном утеплении стен, где недостаточно хорошая адгезия пеноплекса не позволяет использовать его выше цокольных конструкций. |
В заключение заметим, что в строительстве экструдированный пенополистирол все чаще заменяет пенопласт. В США и во многих европейских странах применение пенопласта для отделки фасадов зданий вообще запрещено из-за ядовитых токсинов, которые он выделяет при горении. В России при строительстве домов также постепенно отказываются от использования этого материла, заменяя его пеноплексом (который, кстати, тоже довольно пожароопасен) либо негорючей минеральной ватой.
ПЕНОПЛЭКС® — оптимальное техническое решение для теплоизоляции плоских кровель
Экструзионный пенополистирол, из которого изготовлены плиты ПЕНОПЛЭКС®, превосходит широко распространенные теплоизоляционные материалы по всем техническим критериям выбора утеплителя для плоских кровель, а для инверсионных кровель является безальтернативным.
При выборе теплоизоляционного материала главным критерием является его теплозащитная способность. Это свойство выражается коэффициентом теплопроводности (λ). У плит ПЕНОПЛЭКС
Коэффициент теплопроводности 0,034 Вт/м∙°С — это показатель, заявленный компанией «ПЕНОПЛЭКС». Выбирая материал, многие специалисты не всегда довольствуются данными производителя и предпочитают собрать информацию из нескольких источников. Резонно предположить, что наиболее авторитетным источником будет уже упомянутый нормативный документ СП 50.13330.2012, которым проектировщики и строители обязаны руководствоваться при проектировании и устройстве теплозащиты. В данном СП имеется приложение «Т» под названием «Расчетные теплотехнические показатели строительных материалов и изделий».
Любопытно, что там значения λБ для экструзионного пенополистирола еще ниже — 0,031-0,032 Вт/м∙°С, а значит лучше, чем заявляет производитель. Это объясняется тем, что производитель учитывает срок службы материала, весьма немалый. По результатам испытаний в НИИ Строительной физики РААСН долговечность плит ПЕНОПЛЭКС® составляет не менее 50 лет. Но у других широко распространенных теплоизоляционных материалов λВторым критерием выбора теплоизоляционного материала является влагостойкость. Теплопроводность воды более чем в 10 раз выше, чем у широко распространенных утеплителей. Попадая в структуру материала, вода резко снижает теплозащитные свойства. Именно благодаря уникальной закрытой мелкоячеистой структуре экструзионный пенополистирол не впитывает влагу. Водопоглощение плит ПЕНОПЛЭКС® не превышает 0,5% по объему, что можно считать пренебрежимо малой величиной. Минеральная вата обладает волокнистой структурой, поэтому быстро поглощает воду и теряет теплозащитные свойства. То же можно сказать и о зернистом ПСБ.
Важно отметить, что для инверсионных плоских кровель имеется строгое нормативное требование (согласно п. 5.4.3 СП 17.13330.2017 «Кровли») по водопоглощению для теплоизоляционного материала — не более 0,7%. Этому условию соответствует только экструзионный пенополистирол.
В том же пункте норматива изложено требование к инверсионным кровлям по прочности, которому, опять-таки, отвечает только экструзионный пенополистирол. Прочность на сжатие теплоизоляционного материала должна быть не менее 100 кПа. Плиты ПЕНОПЛЭКС®, применяемые для утепления кровель, имеют прочность на сжатие при 10%-ной деформации не менее 150 кПа (0,15 МПа), а для инверсионных кровель производитель рекомендует плиты ПЕНОПЛЭКС® ГЕО, у которых этот показатель еще выше — от 0,3 МПа. У самой прочной минеральной ваты данный параметр не превышает 0,07 МПа.
Прочность — третий важный критерий выбора теплоизоляции для плоской кровли, которая должна выдерживать нагрузки при обслуживании крыши.
Таким образом, экструзионный пенополистирол имеет явные преимущества перед другими широко распространенными утеплителями по теплопроводности, влагостойкости, прочности и долговечности. Но это еще не полный список. Плиты ПЕНОПЛЭКС® из экструзионного пенополистирола экологически безопасны, биостойки, удобны в монтаже.
В заключение следует упомянуть о пожарной безопасности кровель с применением теплоизоляции ПЕНОПЛЭКС®. Все кровельные системы, разработанные компанией «ПЕНОПЛЭКС», прошли оценку противопожарных характеристик во ВНИИПО МЧС России и имеют класс пожарной опасности К0.
На рис.: кровельная система «ЭКСТРА» с применением ПЕНОПЛЭКС® в качестве теплоизоляции и уклонообразующего слоя
1 — Гидроизоляция PLASTFOIL® производства компании «ПЕНОПЛЭКС»
2 — Крепеж
3 — Разделительный слой из геотекстиля
4 — Уклонообразующий слой из сборных элементов ПЕНОПЛЭКС® УКЛОН
5 — Теплоизоляция ПЕНОПЛЭКС®
6 — Пароизоляция
7 — Основание
Для многих технических решений кровель с теплоизоляцией ПЕНОПЛЭКС® разработаны BIM-модели, которые можно скачать с официального сайта компании.
На первой фотографии: теплоизоляция кровли цеха магнезитных изделий (ЦМИ) № 2 завода «Группы Магнезит» в городе Сатке Челябинской области
Пеноплекс плита 1185х585х40мм
Современный метод позволяет получить материал с равномерной структурой, состоящий из мелких, полностью закрытых ячеек с размерами 0,1-0,2 мм. Материал получают путем смешивания гранул полистирола при повышенной температуре и давлении с введением вспенивающего агента и последующим выдавливанием из экструдера. В качестве вспенивающего агента используются смеси легких фреонов и двуокись углерода (СО
Благодаря своей структуре плиты ПЕНОПЛЭКС® обладают стабильными теплотехническими показателями и необычайно высокой прочностью на сжатие.
Основные свойства теплоизоляционных плит ПЕНОПЛЭКС®:
-
низкая теплопроводность
-
отсутствие водопоглощения
-
низкая паропроницаемость
-
высокая прочность на сжатие
-
стойкость к горению
-
не подвержен биологическому разложению
-
экологическая чистота
-
простота и удобство применения
-
долговечность
Водопоглощение – одна из важнейших характеристик теплоизоляционного материала. Испытания образцов плит ПЕНОПЛЭКС® при полном погружении в воду показывают, что водопоглощение происходит в течение первых десяти суток, затем прекращается и за 30 суток составляет не более 0,6% от объема. Это говорит о том, что вначале идет достаточно медленное заполнение разрушенных при изготовлении образцов ячеек, находящихся на поверхности, а после их заполнения внутрь материала вода не проникает.
Коэффициент теплопроводности плит 0,030 Вт/(м×°С), что значительно ниже средних значений для большинства других изоляционных материалов. Малое водопоглощение материала обеспечивает незначительное изменение теплопроводности во влажных условиях и может варьироваться в пределах 0,001-0,003 Вт/(м×°С). Это позволяет применять плиты ПЕНОПЛЭКС
Указания:
-
Плиты ПЕНОПЛЭКС®
следует использовать в пределах рекомендуемого диапазона рабочих температур. При длительном превышении этого диапазона плиты могут необратимо изменить свои размеры и потерять свои механические и теплоизоляционные свойства
-
При выборе клеевых составов следует руководствоваться указаниями изготовителя относительно их пригодности для склеивания полистиролов
-
Плиты ПЕНОПЛЭКС®
обладают достаточно высокой химической стойкостью по отношению к большинству используемых в строительстве материалов и веществ: битумным смесям, не содержащим растворителей средствам на водной основе для защиты древесины, извести, цементу и т. д.
-
Некоторые органические вещества (включая содержащие растворители средства на водной основе для защиты древесины, каменноугольную смолу и ее производные, разбавители красок, а также широко употребляемые растворители – ацетон, этилацетат, нефтяной толуол и т.д.) могут привести к размягчению или усадке экструзионных пенополистиролов
-
Утеплитель ПЕНОПЛЭКС®
можно хранить на открытых площадках в оригинальной упаковке
-
Экструдированный пенополистирол ПЕНОПЛЭКС®
не подвержен биологическому разложению в условиях окружающей среды и не представляет никакой опасности для экологии и здоровья людей, о чем свидетельствует наличие всех необходимых заключений и сертификатов
коэффициент теплопроводности сравнение и характеристики
Пенопласт является современным материалом, который используют для теплоизоляции жилой площади как снаружи, так и внутри. Обусловлено это его экологичностью, низкой гигроскопичностью, бюджетной ценой. Также при выборе учитывают и теплопроводность пенопласта. Именно об этом параметре поговорим в сегодняшней статье.
Большие листы пенопласта для утепления фасада домаИсточник drive2.ruЧто такое пенопласт и его эксплуатационные характеристики
Пенопласт или, как его называют, пенополистирол представляет собой плиты, которые могут быть разными по толщине. Основной этого сырья является именно вспененный полимер. Внутри материала в гранулах и между ними имеется воздух, который и обеспечивает теплопроводность утеплителя. Состоит пенопласт на 95-98% из специфического газа, который, собственно, и удерживает тепло.
Вспененный полистирол с низким показателем теплопроводностиИсточник avexpro.ruЗа счет того, что в средних слоях сырья имеется достаточно воздуха, пенополистирол имеет минимальную плотность, отличается небольшим удельным весом. Также внутренняя воздушная прослойка обеспечивает неплохую звукоизоляцию.
Готовая плотность и прочие характеристики теплоизоляционного материала зависят от самого полимера и процессов, которые были использованы во время изготовления материала. В результате применения разных условий на этапе производства может получиться пенопласт неодинаковой плотности и различной степени устойчивости к механическому воздействию.
Таблица значений теплопроводности для разных материаловИсточник otoplenie-gid.ruКоэффициент теплопроводности – как утеплить дом и сэкономить
Основные характеристики теплопроводности пенопласта
Прежде чем узнать, какой будет теплопроводность пенополистирола, нужно разобраться, что из себя представляет этот параметр.
Теплопроводность — количественная характеристика пенопласта (или любого другого материала), которая оценивает способность конкретного тела проводить тепло. Единица изменения этого параметра — Вт/ мС. В этом случае каждое обозначение характеризуется таким образом:
- Ватт —количество тепловой энергии;
- Метр —расстояние проведения тепла через себя;
- С — определенная температура за определенное время.
Предлагаем рассмотреть на примере, что представляет собой теплопроводность. Предположим, у нас есть лист пенопласта марки ПСБ-С 50. Его плотность — 50 кг/м3. Параметр передачи тепла этого сырья установлен заводом. Исходя из этого можно определить, что теплопроводность пенопласта 50 мм составляет 0,041 Вт/мС. Нужно отметить, что такой показатель будет только при условии воздействия температуры, не превышающей 20-30 градусов.
На заметку! Хорошо заметить параметр проникновения тепла у пенопласта можно только при сопоставлении его значений со значениями других теплоизоляционных материалов.
Сравнение теплопроводности пенопласта с другими материалами
Очевидно, что при изменении толщины пенополистирола марки ПСБ показатель теплопроводности варьируется в диапазоне — 0,037-0,043 Вт/мС. Например, если его сравнить с таким сырьем, как минеральная вата, то различия по показателям будут не существенные.
Также для определения оптимального параметра учитыват не только листовые теплоизоляторы с различным наполнителем, но еще и строительные материалы, использованные для возведения стен сооружения.
Красный кирпич не зря так часто используют в кладке стен дома. Это связывают с тем, что он имеет достаточно высокий уровень теплоотдачи 0,7 Вт/мС. Это почти в 19 раз больше, чем у вспененного пенополистирола. То есть, чтобы обойтись без теплоизолятора, необходимо возводить стену толщиной не менее 80-85 см. В случае с силикатным кирпичом потребуется выстраивать метровые несущие конструкции.
Древесный массив тоже часто используют для строительства домов. Он конкурирует с пенопластом немного лучше, чем красный кирпич. Теплопроводность древесины составляет 0,12 Вт/мС. Оказывается, это в три раза больше, чем у пенополистирола. Получается, если возводить стену из древесного массива, тогда понадобится сруб толщиной до 23 см, чтобы показатель теплопроводности оказался эквивалентен ПСБ с толщиной 5 см.
Пенопласт или пеноплекс: что выбрать, у какого материала лучше характеристики
Важно! Характеристика передачи тепла у деревянной стены может варьироваться в зависимости от способа ее возведения и качества леса.
Сравнение стирола с пеноплексом
Пенопласт и пеноплекс — сравнительно одинаковые материалы, изготовленные с применением одних и тех же гранул. Единственное различие — технология склеивания, которая и дает неожиданные результаты при сравнении показателей.
Дело в том, что во время производства пеноплекса шарики стирола обрабатываются под давлением с приданием высокой температуры. В итоге получается пластичная масса, которая в застывшем виде является однородной и прочной. Пузырьки воздуха, которые остались внутри, равномерно распределяются по всей части плиты.
При формировании пенопласта, предварительно загруженный в форму материал просто обдается паром. В результате он получает структуру «попкорна», а связи, как следствие, между рыхлыми гранулами в разы слабее.
На основании этого можно отметить, что теплопроводность экструдированного пенополистирола лучше и соответствует показателю 0,028-0,034 Вт/мС. Таким образом, нужно будет всего 30 мм этого материала для замены 40 мм обычного пенопласта.
Структура пеноплекса отличается от пенопластаИсточник pgsstore.ruВажно! На случай, когда нет необходимости в высокой прочности утепленной стены, тогда можно смело отдавать предпочтение бюджетному пенопласту. Правда предварительно следует определиться с оптимальной его толщиной в зависимости от климатических факторов и условий эксплуатации.
Пенопласт или минвата: что лучше для утепления дома – сравниваем характеристики
Особенности выбора листов пенопласта для утепления
В первую очередь, когда покупаете пенопласт, ориентируйтесь на сертификат качества. От него полностью зависит будет ли показатель теплопроводности соответствовать реальному значению, о котором мы говорили выше.
Бывает, когда производитель изготавливает продукт с использованием ГОСТа и собственного ТУ. В подобных ситуациях технические характеристики, в том числе и показатель теплопередачи может различаться.
Выбор оптиммальной толщины пенопластаИсточник lazurit64.ruПоэтому, чтобы купленный материал эксплуатировался с ожидаемым эффектом, нужно в магазине попросить продавца предоставить документ, подтверждающий технические характеристики материала именно той марки, которую вы выбрали.
Обратите внимание! Соответствие документа типу пенополистирола можно найти по специальным символам, которые обычно печатаются на боковой стороне каждого листа материала.
Как химический состав может повлиять на теплопроводность
Производитель может уверять, что пенопласт имеет стойкость к воспламенению. Но некоторый коэффициент возгорания у этого сырья все-таки имеется. Соответственно, выбирая материал нужно учитывать такой параметр, как самозатухание.
Пенопласт с индексом «С» имеет теплопроводность значительно выше, чем марки пенополистирола с обычными маркировками.
Почему важно помнить о паропроницаемости
Когда принято решение использовать пенопласт в качестве утеплителя для стен собственного дома, целесообразно вспомнить о паропроницаемости этого материала. Чем этот показатель ниже, тем лучше для эксплуатации теплоизолятора.
Дело в том, что многие утеплители не противостоят проникновению пара. Со временем он превращается во влагу и откладывается в слоях материала. Последний от этого портится и теряет свои качественные характеристики. Страдает и теплопроводность: пенопласт начинает пропускать тепловую энергию через себя и отдавать ее улице.
Пенопласт или пеноплекс: что лучше выбрать для утепления
Особенности применения и числа в маркировке
Утеплитель из пенопласта может использоваться для комнатных и уличных условий. Это можно определить по коэффициенту теплопроводности. Например, если в названии продукта присутствует число «15», то такие листы подходят для наклеивания на вертикальные конструкции внутри помещений. Толщина этого сырья незначительная, соответственно не будет использовать полезное пространство.
Низкотеплопроводный пенопласт для уличных условийИсточник 27del.ruТакже встречается коэффициент с числом «25» это более качественный утеплитель, применяемый только для теплоизоляции стен с наружной стороны дома. Также его часто используют в условиях чердачных или подвальных помещений, где необходим усиленный уровень теплоизоляции. Пенополистиролом с таким коэффициентом можно утеплять межэтажные перекрытия, кровельные скаты в этажных многоквартирных домах и частном секторе.
Наиболее низкое значение теплопроводности имеют пенопласты, которые в маркировке имеют число «35». Такими материалами стараются утеплять заглубленные фундаменты, взлетно-посадочные полосы, автомобильные дороги и другие капитальные сооружения промышленного характера. Для дома такие плиты утеплителей использовать нерационально.
Тест утеплителей. ППС,ЭППС, Минвата. Сравнение теплосберегающих свойств популярных утеплителей.
Заключение
Теплопроводность пенопласта от 50 мм толщиной и более может различаться за счет того, каким способом он изготовлен. Поэтому точно удостовериться в этом показателе можно только прочитав комплектующий документ, который идет к продукту. Нужно понимать, что только стандартизированный утеплитель будет соответствовать всем предусмотренным для него эксплуатационным характеристикам.
технические характеристики. Идеален для утепления балконов
Статья опубликована в подразделе Материалы (который является частью раздела Утепление).
Пеноплекс – технические характеристики этого материала определяются методом его производства. Пеноплекс производится из экструдированного пенополистирола. Он представляет собой водонепроницаемые плиты толщиной от 20 мм. Материал состоит из плотно закрытых ячеек размером 1,0-0,2 мм. Относится к материалам с прекрасными утеплительными свойствами.
Он способен выдерживать сильные нагрузки на сжатие, слаботоксичный, плохо горит, озонобезопасный, не подвержен гниению. Теплопроводность пеноплекса настолько низкая, что рекомендован для утепления балконов и лоджий в условиях вечной мерзлоты. Работать с этим материалом можно даже в условиях атмосферных осадков при любой температуре воздуха.
Процесс получения данного материала разработали американцы еще полвека назад. Благодаря экструдированию получается материал с равномерной структурой. Экструдирование заключается в смешивании гранул полистирола при высокой температуре и давлении с введением специального агента и далее выдавливанием из экструдера. Как вспенивающий агент используют смесь легких фреонов с добавление СО2. Фреоны нетоксичны, негорючие и озонобезопасны.
Пеноплекс — технические характеристики материала:
- Плотность материала от 28 до 45 кг/м.куб
- Прочность на сжатие 0,2-0,5 МПа при 10% линейной деформации
- Коэффициент теплопроводности 0,030 при 250 градусах Цельсия
- Стандартный размер пеноплекса – 600 мм по ширине, 1200-2400 мм в длину, 30-100 мм по толщине
- Коэффициент паропроницаемости 0,007 – 0,008
- Категория пожаробезопасности от Г1 до Г4
Важно: при использовании данного материала важно изучить информацию производителя по использования клеящих составов, диапазону температур, порядку укладки.
А вы знаете, какими преимуществами обладает фольгированный изолон при применении этого теплоизолирующего и отражающего материала на балконе или лоджии? Прочитайте наш обзор и у вас не останется вопросов по данной теме.
А про монтаж сайдинга своим руками при обшивке балкона или лоджии можно прочитать по этому адресу. Ознакомьтесь с нашей инструкцией, представленной в одной из статей.
Как понятно из приведенной выше информации, данный материал идеально подходит для утепления лоджий и балконов. Рекомендуется использовать плиты толщиной 80-100 мм. Проводится утепление после остекления балкона. Первоначально необходимой герметизировать швы монтажной пеной.
Далее с помощью дюбелей с пластиковыми сердечниками пеноплекс крепится к боковым или фасадным стенам, потолку и полу. При использовании данного материала в качестве утеплителя стыки будет достаточно заклеить обычной клейкой лентой. А вот стыки между утеплителем и конструкцией необходимо обработать монтажной лентой.
Важно: при использовании монтажной пены в ее состав не должен входить толуол. Он может разрушать материал.
Следующий шаг, чтобы утеплить балкон пеноплексом, заключается в создании паро изолирующего и отражающего слоя фольгированного вспененного полиэтилена толщиной около 3 мм. Наклеивается он встык пенополиуретановым клеем к утепляемым элементам. Металлическим скотчем заклеиваются стыки между отражателем и конструкциями. В результате проделах операций с помощью пеноплекса на балконе получается «эффект термоса».
Основанием, которое кладется на утепленный пеноплексом пол, может быть:
- Цементно-песчаная стяжка толщиной около 4 см. Между стяжкой и вертикальной поверхностью стен требуется обязательно оставить зазор в 1 см. Поверх готовой стяжки можно класть плитку
- Поверхность, выполненная по технологии теплый пол. Тут уже будет использоваться цементно-песчаный раствор с электрическим обогревом
- Деревянные лаги, уложенные в продольном направлении. Лаги фиксируются монтажной пеной. По ним устраивают настил из досок
При утеплении пола, стен или потолка пеноплексом обязательно надо делать обрешетку. Лучше всего из деревянных брусьев размером около 40*20 мм. Выставлять обрешетку, как по вертикальному, так и по горизонтальному уровню. Крепятся с помощью дюбелей.
По окончании работ к обрешетке крепится финишная отделка. Это пластиковые панели шириной около 25 см. Хорошо подходит влагостойкий гипсокартон.
Обратите внимание: технология утепления пеноплексом достаточно простая. С этим материалом сможет справиться даже новичок в строительстве.
Преимущества использования пеноплекса:
- Не впитывает влагу
- Имеет небольшой вес
- Устойчив по отношению к агрессивным веществам
- Экологичен
- Повышенная упругость на сжатие
- Не подвержен горению
- Очень низкий коэффициент теплопроводности
- Легкость в монтаже
- Долгий срок службы
Одной из важных характеристик теплоизоляционного материала является водопоглощение. По этому показателю пеноплекс опережает такие популярные утеплители как минеральная вата, пенопласт. При этом он имеет самую маленькую толщину. Испытания показали, что при полном погружении в воду водопоглощение происходит первые десять суток. Затем оно полностью прекращается. На 20 сутки составляет не более 0,6% от объема. То есть, вода в материал практически не проникает. Именно поэтому данный утеплитель рекомендован к использованию для утепления балконов и лоджий больше, чем любой другой. Утепление стен изнутри пеноплексом будет также эффективно, как и снаружи. Не требует дополнительной гидроизоляции.
Монтаж пеноплекса является простым. Он не потребует много сил, но главное знать технологию утепления. Специалисты особенно рекомендует использовать этот материал для утепления балконов и лоджий, хотя, он отлично подходит и для других помещений.
А вы знаете, как покрыть крышу металлочерепицей своими руками, не прибегая к помощи специалистов? Этот процесс доступен каждому. Прочитайте нашу статью и вы сможете самостоятельно сделать это.
А про особенности применения на балконах и лоджиях гидроизоляции аквастоп можно прочитать здесь.
Обратите внимание, что про выбор балконной потолочной сушилки можно прочитать по этому адресу: http://nashbalkon. com/oborudovanie/sushilki/potolochnaya-sushilka-dlya-belya-dlya-balkona.html.
Ниже приводим фотографии по теме статьи «Пеноплекс: технические характеристики и метод производства». Для открытия галереи фотографий достаточно нажать на миниатюру изображения.
Предлагаем вам также ознакомиться с видеосюжетом по теме нашей статьи. В видеоролике вы сможете увидеть рекомендации по утеплению лоджии пеноплексом.
Понравилась статья? Подписывайтесь на обновления сайта по RSS, или следите за обновлениями:
В Контакте, Facebook, Одноклассники, Google Plus или Twitter.
Подписывайтесь на обновления по E-Mail:
Расскажите друзьям! Расскажите об этой статье свои друзьям в любимой социальной сети с помощью кнопок в панели слева. Спасибо!
Обсудить статью
Теплопроводность пенополиуретана
Теплопередача:- Основы тепломассообмена, 7-е издание. Теодор Л. Бергман, Эдриенн С. Лавин, Фрэнк П. Инкропера. John Wiley & Sons, Incorporated, 2011. ISBN: 9781118137253.
- Тепломассообмен. Юнус А. Ценгель. McGraw-Hill Education, 2011. ISBN: 9780071077866.
- Министерство энергетики США, термодинамики, теплопередачи и потока жидкости. Справочник по основам Министерства энергетики, том 2 из 3.Май 2016 г.
Ядерная и реакторная физика:
- Дж. Р. Ламарш, Введение в теорию ядерных реакторов, 2-е изд., Addison-Wesley, Reading, MA (1983).
- Дж. Р. Ламарш, А. Дж. Баратта, Введение в ядерную технику, 3-е изд., Prentice-Hall, 2001, ISBN: 0-201-82498-1.
- WM Стейси, Физика ядерных реакторов, John Wiley & Sons, 2001, ISBN: 0-471-39127-1.
- Гласстоун, Сезонске. Разработка ядерных реакторов: разработка реакторных систем, Springer; 4-е издание, 1994 г., ISBN: 978-0412985317
- Вт.СК Уильямс. Ядерная физика и физика элементарных частиц. Кларендон Пресс; 1 издание, 1991 г. , ISBN: 978-0198520467
- Г. Р. Кипин. Физика ядерной кинетики. Паб Эддисон-Уэсли. Ко; 1-е издание, 1965 г.
- Роберт Рид Берн, Введение в работу ядерных реакторов, 1988 г.
- Министерство энергетики, ядерной физики и теории реакторов США. Справочник по основам Министерства энергетики, том 1 и 2. Январь 1993 г.
- Пол Ройсс, Нейтронная физика. EDP Sciences, 2008. ISBN: 978-2759800414.
Усовершенствованная физика реактора:
- К.О. Отт, В. А. Безелла, Введение в статистику ядерных реакторов, Американское ядерное общество, исправленное издание (1989 г.), 1989 г., ISBN: 0-894-48033-2.
- К. О. Отт, Р. Дж. Нойхольд, Введение в динамику ядерных реакторов, Американское ядерное общество, 1985, ISBN: 0-894-48029-4.
- Д. Л. Хетрик, Динамика ядерных реакторов, Американское ядерное общество, 1993, ISBN: 0-894-48453-2.
- Э. Э. Льюис, В. Ф. Миллер, Вычислительные методы переноса нейтронов, Американское ядерное общество, 1993, ISBN: 0-894-48452-4.
Экспериментальное исследование теплопроводности пенополиуретанов
https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2016.12.057Получить права и содержаниеОсновные моменты
- •
различные среды методом TPS.
- •
Спектральный коэффициент экстинкции пенополиуретана измеряется с помощью FTIR.
- •
Теплопроводность пенополиуретана немонотонно увеличивается с температурой.
- •
Теплопроводность пенополиуретана увеличивается на 10–18% во влажном воздухе.
- •
Радиационная теплопроводность пенополиуретана может быть рассчитана по модели Росселанда.
Abstract
Пенополиуретаны широко используются в области энергосбережения, теплопроводность является одним из важнейших свойств. Чтобы выявить и оптимизировать теплоизоляционные характеристики пенополиуретанов, была измерена теплопроводность пяти образцов пенополиуретанов, образованных пенообразователями CP, CP + IP, CP + 245fa и CP + 245fa + LBA, с использованием метода нестационарного плоского источника в различных условиях окружающей среды. .Всесторонне исследовано влияние температуры, влажности, водопоглощения, чередования высоких и низких температур, длительного хранения при высокой температуре и газовом давлении атмосферы на теплопроводность форм ПУ. Обсуждается механизм воздействия температуры на теплопроводность пенополиуретанов. Инфракрасная спектроскопия с преобразованием Фурье используется для измерения спектральных коэффициентов экстинкции этих пяти образцов. С коэффициентом спектрального ослабления радиационная теплопроводность рассчитывается по модели Россленда.Затем разлагаются вклады радиационного теплообмена в эффективную теплопроводность. Теплопроводность пяти пен немонотонно увеличивается с температурой. При хранении во влажном воздухе теплопроводность может увеличиваться на 10–18 %. Радиационная теплопроводность вносит в эффективную теплопроводность 3,6–4,1 % при −40 °C, 7,3–9,0 % при 20 °C и 9,1–11,8 % при 70 °C.
Ключевые слова
Ключевые слова
Полиуретановые пены
Тепловая проводимость
Духовного агента
Переходная плоскость
Переходная плоскость Исходного метода
Коэффициент вымирания
Радиационная теплопроводность
Рекомендуемая продукция Статьи (0)
Просмотреть полный текст© 2017 Elsevier Ltd. Все права защищены.
Рекомендуемые статьи
Ссылки на статьи
Эффективная теплопроводность пенополиуретана с открытыми порами на основе теории фракталов проиллюстрировано. Создается упрощенная клеточная фрактальная модель. В модели описан метод расчета эквивалентной теплопроводности пористой пены и рассчитана фрактальная размерность.Выведены математические формулы для фрактальной эквивалентной теплопроводности в сочетании с газовой и твердой фазой, для эквивалентной теплопроводности теплового излучения и для полной теплопроводности. Однако полный эффективный тепловой поток представляет собой сумму теплопроводности твердой фазы и газа в порах, излучения и конвекции между газом и твердой фазой. Выведено фрактальное математическое уравнение эффективной теплопроводности с учетом фрактальной размерности и вакансионной пористости в теле ячейки.Результаты расчетов хорошо согласуются с экспериментальными данными, разница составляет менее 5%. Обобщены основные влияющие факторы.
Исследовательская работа полезна для улучшения адиабатических характеристик вспененных материалов и разработки новых материалов.1. Введение
Из-за выдающихся адиабатических характеристик пенополиуретан с открытыми порами, малой плотностью и низкой теплопроводностью (0,018~0,032200 Вт/(м·К)), применяется в различных областях, таких как строительство, холодильное хранение пищевых продуктов. , и рефрижераторные грузоперевозки, в целях сохранения тепла.Неправильная геометрическая конструкция пенополиуретана с открытыми порами делает его физические свойства неравномерными. И это затрудняет теоретические исследования, особенно в отношении точных тепловых характеристик. На самом деле, адиабатическая теплопроводность материалов может быть измерена с помощью пластинчатого теплозащитного устройства, но это неудобно для научных исследований и разработки пенополиуретана. Анализ и оценка эффективной теплопроводности пористой среды в течение длительного времени представляли собой значительный исследовательский проект для инженерной теплофизики и гилологии [1]. В то время как в качестве исследовательского проекта для расчета теплопроводности берется материал пенопористой среды, он всегда предполагается как связующая виртуальная среда в крупномасштабном пространстве, то есть «средний объем» в геометрическом распределении. Уитакер [2, 3] и Уитакер и Чоу [4] использовали метод виртуального «среднего объема» для описания процесса тепломассопереноса внутри пористой среды. Считалось, что пористая среда сочетается с твердофазным материалом, жидкостью и газом.Газовая фаза содержит сухой воздух и пар. Предположим, что все фазы в пористой среде являются тепловыми балансами, а размеры пор соответствуют «среднему объему» — дюжине переменных, участвующих в математической формуле. Ю и др. [5, 6] также экспериментально исследовали физическую модель их связи и диффузии и вывели соответствующую математическую формулу.
В настоящее время существует два основных метода оценки теплопроводности материалов с пористыми средами. Во-первых, теплопроводность рассматривается как сложная математическая функция пропорции пор и параметров микроструктуры. Лагард [7] вывел эквивалентную эффективную функцию теплопроводности насыщенных пористых материалов. Эквивалентная эффективная теплопроводность получается из где – теплопроводность жидкой фазы () и – теплопроводность твердой фазы ().
Здесь было сделано предположение, что потоки тепла через флюид в поре и через твердую фазу пористого тела индивидуальны и происходят одновременно. Однако теплообмен происходил одновременно и между жидкой фазой и твердой фазой.Таким образом, реальная модель была более сложной, чем выражение в (1). Итак, Уильямс и Доу [8] разработали функцию следующим образом: где. Фактор представляет собой отношение теплового потока, передаваемого вместе с градусами температуры, к общему тепловому потоку, является фактором отсутствия связи твердое тело-твердое и является фактором существования связи твердое тело-твердое и связи твердое тело-жидкость.
В действительности в микропространственной структуре пористых материалов невозможно существование идеально равномерного распределения пор в пористом теле. Таким образом, существует большая ошибка между упомянутой выше идеальной моделью и реальным телом. Имеющиеся идеальные модели и эмпирические уравнения для пенных теплоизоляционных материалов только в общем связаны с пропорцией пор, которая является приблизительным отражением кажущейся теплопроводности в макропространстве. Но для реального вспененного материала с неравномерным распределением пор имеющиеся идеальные модели и эмпирические уравнения не относятся к микроструктуре и не могут выявить реальный процесс тепломассопереноса и распределение температуры и влажности.В результате в исследовательской работе присутствует большая ошибка.
Другой метод включает теорию фракталов. Теория фракталов, внедренная в оценочные и исследовательские работы по расчету теплопроводности пористых пеноматериалов, представляет собой новый путь развития теории тепловых характеристик материалов с пористыми средами. Теория фракталов была впервые предложена в 1975 году Мандельбротом, профессором Гарвардского университета в США. Некоторые эксперты, такие как Питчумани [9], Ю и Ли [5] и Ма и соавт.[6] провели глубокие исследования эффективной теплопроводности зернистой пористой среды методом фрактальной теории и создали соответствующие математические уравнения. Основываясь на теории фракталов, Thovert et al. [10], Чжан и соавт. В [11] и др. разработаны теоретические модели для расчета эффективной теплопроводности неоднородной пористой среды. В соответствии с концепцией модели ковра Серпинского Питчумани и Рамакришнан [12, 13] создали теоретическую модель распределения пор, но модель и математические уравнения были очень сложными по фрактальной размерности.Ма и др. В работе [6] построена математическая модель эффективной теплопроводности пористой среды в соответствии с теорией фракталов, которая показала, что теплопроводность пористой среды является функцией пористости, площади, коэффициента теплопроводности в компонентах и теплопроводности. контактное сопротивление все вместе. Это не имело никакого отношения к эмпирическим константам и меньшему количеству параметров и простоте расчета в формуле. Однако разные пористые среды неодинаковы друг с другом по внутренней фрактальной сущности.Также трудно на практике оценить тепловое контактное сопротивление пористой среды. Универсальность модели еще нуждается в дальнейшей проверке. Товерт и др. В работе [10] фрактальная пористая среда освещалась математической моделью перколяции, а решение выполнялось методом геометрической итерации. После этого Адлер, Товерт и Томпсон добавили эмпирические константы, полученные экспериментально, в функцию Адлера. И функция обычно описывается как где – теплопроводность жидкости в порах пористого материала ().И верхний индекс здесь определяется как: где коэффициент фрактальной размерности = 2,5–2,85, а спектральная размерность используется для описания процедуры перколяции в порах.
Яншэн [14], основываясь на теории перколяции, установил взаимосвязь между диаметром пор различных зернистых материалов и теплопроводностью. Но пористость, фрактальная размерность и микроструктура в модели не участвуют. Питчумани и Яо [15] рассчитали поперечные и продольные фрактальные размеры для освещения микроструктуры волокнистых материалов, а теплопроводность была получена на основе традиционной теории теплопередачи.Но модель хорошо работает только с некоторыми определенными волокнистыми пористыми материалами.
Таким образом, построить универсальную для пористой среды теоретико-математическую модель эффективной теплопроводности весьма сложно, а также нецелесообразно. Следовательно, создание математической модели теплопроводности для одной конкретной пористой среды, отражающей особенности ее строения во внутреннем пространстве, является важным направлением развития исследований пористой среды.
2. Микроструктуры пенополиуретана с открытыми порами и фрактал Описание
2.1. Микроструктуры
Полиуретан с открытыми порами состоит из твердых подложек и ячеек. Под действием пенообразователя и агента, открывающего ячейки, образуется большое количество ячеек, которые непрерывно распределяются внутри материала. Ячейки соединяются друг с другом бок о бок, и газ в порах может свободно перетекать из одной ячейки в другую. Это действительно преимущество для удаления пенообразователя и паров, которые попали в поры. Между тем, газ в порах может быть легко вытеснен по мере полного соединения клеток.Твердая подложка из полиуретана с открытыми порами имеет определенную прочность, чтобы поддерживать материал и предотвращать разрушение в вакууме. Таким образом, пенополиуретан с открытой структурой ячеек может широко использоваться в качестве основного материала вакуумной изоляционной панели.
Микроструктуры полиуретана с открытыми ячейками, состоящего из скелета твердой подложки (белая часть на снимке) и ячеек (черная часть на снимке), показаны на рисунке 1 (сделаны с помощью электронной микроскопии). Ячейки, как правило, структурно кубические в пространстве и непрерывно распределены в плоскости сечения, а размеры отверстий находятся в пределах 140–220 м, а длина среднего скелета составляет 125м. Размеры клеток различны, распределение случайное и неравномерное.
2.2. Fractal Описание
Теория фракталов с момента своего зарождения привлекла большой интерес ученых из-за ее уникальных преимуществ исследования неправильных и сложных геометрических объектов и успеха в решении многих проблем геометрии, физики, геологии, гилологии и т.д. на. Между тем различные проблемы по научным предметам также способствовали развитию теории фракталов.Теория фракталов — эффективный подход к описанию нелинейных явлений в природе, сложных геометрических структур, внутренних объектов и пространственного распределения. Теория фракталов впервые предприняла исследования нелинейных сложных систем и проанализировала внутренние законы изучаемых предметов, которые не были упрощенными и абстрактными. В этом существенное отличие фрактальной теории от линейного пути. Два субъекта можно трактовать как самоподобие, а значения фрактальной размерности равны, согласно фрактальной теории. Эксперты и исследователи построили различные фрактальные модели для материалов пористых сред, и многие исследователи приняли известные модели, такие как модель ковра Серпинского, модель губки Менгера и модель кривой Коха. Однако почти пористые материалы сред в природе не совпадают с упомянутыми выше моделями. Это не строгое сходство, но сходство в математическом расчете.
Согласно теории фракталов, это самоподобное масштабное соотношение между метрической мерой объектов и физической величиной, существующей в евклидовом пространстве, включая площадь и объем, или длину пористого фрактала [16]:
Для одного фрактального тела значение фрактальной размерности находится в диапазоне от 2 до 3.Но для микроструктурного полиуретана с открытыми порами диаметры пор другие. Структура неправильная, распределение случайное. Для пенополиуретана с открытыми порами наибольший размер пор ячеек = 220 мкм, а наименьший — ; и если принять меру длины шага, объем ячейки V можно описать следующим образом:
Согласно теории фракталов, распределение ячеек имеет статистическую автомодельность для пенополиуретана с открытыми ячейками. Уравнение (6) можно заменить следующим: где C — константа. Логарифмируя (7), (8), можно получить как
Согласно методу случайных фракталов ковра Серпинского, рисунок 1 является фрактальным расчетом, и результат показан на рисунке 2. То есть объем пенополиуретана с открытыми порами в этом исследовании имеет фрактальную характеристику, а значение фрактальной размерности соответствует образцу.
Однако структура пористой среды неравномерна и распределение пор также хаотично.Физическая величина , количество пор, связана с диаметром пор D . Итак, (5) можно переписать как или
Принимая дифференциальный коэффициент к (9), тогда
Таким образом, в сочетании с (10) и (12) можно получить как
Здесь функцию вероятности распределения пор можно переписать как
Фрактальный эффективный диаметр L пор в полиуретане с открытыми порами можно рассчитать в соответствии с функцией вероятности распределения пор:
Основываясь на внутренней структуре полиуретановой формы с открытыми ячейками, мы предполагаем, что ячейки имеют форму куба и хорошо распределены, как показано на рисунке 3.
3. Эквивалентная теплопроводность фрактальной модели
Эквивалентная теплопроводность материалов пористых открытоячеистых сред является функцией переменных теплопроводностей фаз, внутренней структуры и распределения пор [17]. Таким образом, эквивалентная теплопроводность может быть представлена следующим образом: где теплопроводность фазы i в материалах пористой среды. Для твердой фазы проводимость равна, а для газа в порах пористость среднего объема.
Математическая модель полиуретана с открытыми порами разработана на основе (15) в этой статье. Пренебрегая влиянием теплового излучения в ячейках и газовой тепловой конвекцией, мы заключаем, что теплообмен в одной ячейке открытоячеистой полиуретановой формы осуществляется только за счет соседних ячеек. Для одной ячейки предположим, что структура представляет собой правильную призму, фрактальный диаметр L ; высота указана выше в (14), а высота сплошных подложек d , как и на рис. 3.Таким образом, весь процесс теплообмена в ячейке можно рассматривать как перенос электричества в электрической цепи. Предположим, что тепловой поток течет сверху вниз через корпус ячейки, тогда тепловое сопротивление ячейки в основном состоит из четырех частей.
– термическое сопротивление вертикальной стойки 1, уровня 2, газа между уровнями и газа в полости.
Упрощенную модель теплового сопротивления можно описать, как показано на рис. 4. где – полное тепловое сопротивление; – теплопроводность каркаса пенопласта; – теплопроводность газа в ячейках; – эффективная теплопроводность формы.
Из приведенного выше анализа мы можем сделать вывод, что
Из (3) и (17), (18) можно легко получить: где в (18) – эффективная теплопроводность при наличии статического газа в порах открытоячеистого полиуретана.
Здесь будет введено понятие пористости пористого полиуретана. Как правило, это отношение суммы объема вакансий к объему всего блока материала. При расчетных методах по теории фракталов пористость легко представить как [18] Объединяя (18) с (19), получим эффективную теплопроводность:
Из (20) можно сделать вывод, что эффективная теплопроводность полиуретановой формы с открытыми ячейками связана с фазами тела ячейки и фрактальной размерностью и ячеистой структурой, то есть пористостью.
Теплопроводность будет уменьшаться с увеличением фрактальной размерности объема ячеек и увеличением пористости, что соответствует характеристикам теплопроводности. Чем больше фрактальная размерность и пористость, тем меньше твердых подложек и тем хуже теплопроводность.
4. Эффективная теплопроводность теплового излучения
Тепловое излучение является важным фактором для пенополиуретана с открытыми порами. Его можно рассматривать как среду серого тела для оценки радиационного теплового потока в клетках [10].Таким образом, скорость радиационного теплового потока для клетки равна где – постоянная Штефна-Больцмана, Вт/(К 4 ·м 2 ), – коэффициент ослабления излучения для пористой среды, а – отдельно температуры теплового потока на входе и выходе.
Таким образом, мы можем получить эквивалентную радиационную теплопроводность для пористой среды:
5. Сравнение результатов теоретического расчета и эксперимента
Полная эквивалентная теплопроводность может быть получена в (23) при условии интегрирования теплопроводности и радиационно-кондуктивной теплопередачи вместе:
Указанный выше пенополиуретан с открытыми порами выбран в качестве образца для испытаний в экспериментах, и его теплопроводность твердых подложек составляет Вт/(м·К), теплопроводность газа в порах составляет Вт/(м·К) , а проверенный коэффициент затухания составляет m −1 . Способ измерения теплопроводности образца — метод пластины с защитой от нагрева. Стандарт испытаний относится к GB/T3399-2009. Результаты собраны в таблице 1.
|
6. Вывод
его можно найти из таблицы 1, что есть небольшая разница между результатами, рассчитанными по представленной выше теоретической модели, и экспериментальными. Выводы по исследовательской работе следующие.
Существует хорошее соответствие между экспериментальными и теоретическими расчетами, представленными в этой статье.Погрешность менее 5%. В частности, при выборе пенополиуретана с открытыми порами в качестве сердцевины вакуумных изоляционных панелей теплопроводностью газа в (18) можно пренебречь, что упрощает расчеты и позволяет получить более точные результаты.
Эффективная теплопроводность пенополиуретана с открытыми порами зависит от свойств материала, внутренней микроструктуры и температуры окружающей среды при эксплуатации. Теплопроводность при теплопроводности во всей эффективной теплопроводности является преобладающей при нормальной температуре, тогда как эффективная теплопроводность при излучении носит несколько волнообразный характер, но величина не первичная.Таким образом, увеличение пористости тела может повысить все его теплоизоляционные свойства при условии, что его структурная прочность достаточна для пенополиуретана с открытыми порами.
Исследовательская работа однозначно установила связь между теплофизическим свойством и внутренней микроструктурой пористых сред по теории фракталов. Теоретическая работа будет важным ориентиром в улучшении теплоизоляции пористых сред и будет полезна при разработке новых материалов для защиты окружающей среды и энергосбережения.
номенклатура
C : | постоянное значение | : | : | : | : | ||||||
: | 9: | Самый большой размер отверстия в размере | :: | Фрактал Фактор | |||||||
: | 9: | Спектральный размер | |||||||||
D : | Ширина модели | ||||||||||
Длина модель 60234 | |||||||||||
: | : | ||||||||||
R : | Тепловое сопротивление (M 2 · K / W) | ||||||||||
T : | T :Температура (K) | ||||||||||
V : | Объем (м 3 ). |
: | 9: | ||
: | : | Стефн-Болцманн Константы, | |
Σ = 5.6697 × 10 -8 · м (K 4 · м 2 ) 2 ) | )|||
: | Коэффициент излучения | ||
: | Теплопроводность (W / (м · к)) | ||
: | Длина переменной меры (M) | ||
: | Пористость в среднем объеме. |
: | Эффективные | ||
: | |||
г : | Остаточная газовая фаза в пор | ||
F : | F : | Фаза жидкости | |
S : | Сплошная фаза | ||
Всего: | Общая стоимость | ||
Тест: | Значение, полученное в результате экспериментов. |
Благодарность
Работа выполнена при финансовой поддержке Научно-технической программы Шанхайского морского университета №. 20120091. Мы благодарны профессору Wenzhe Sun и профессору Dan Cao за их советы и предложения по этому проекту. Авторы также выражают признательность доктору Вэньчжун Гао за ценные обсуждения и вклад в проведение эксперимента и установку устройств для сбора данных.
Как тепловая эффузивность может помочь улучшить ваш сон
Как тепловая эффузивность матраса может повлиять на ваш сон и какие термоматериалы способствуют созданию спокойной атмосферы
Качественный сон каждую ночь является важным аспектом поддержания здорового тела и образа жизни.Человеческое тело не смогло бы выжить без сна, так как он помогает поддерживать многие жизненно важные функции организма. Взрослым в возрасте от 18 до 64 лет требуется 7-9 часов сна каждую ночь, и каждый четвертый взрослый не соответствует этому стандарту.
Рисунок 1. Матрас способствует хорошему сну
Удобство матраса может быть основным фактором, влияющим на качество сна человека. Матрасы являются одним из старейших предметов домашнего обихода, поскольку археологи обнаружили артефакты матрасов, которые датируются более 77 000 лет назад.С тех пор наука о комфорте матраса значительно улучшилась, поскольку новые технологии направлены на объединение различных материалов для создания идеальной поверхности для сна.
Одним из основных препятствий для хорошего сна является некомфортная обстановка. Идеальная комнатная температура для качественного сна составляет от 16°C до 18°C, а более высокие температуры могут резко изменить характер сна. Сон на матрасе, который может обеспечить охлаждающий эффект, может значительно улучшить сон человека.
Тепловая эффузивность
Ощущение «прохлады», создаваемое некоторыми матрасами при прикосновении, напрямую связано с термической эффузивностью материала матраса. Термическая эффузивность относится к способности материала обмениваться теплом с окружающей средой.
Примером термической эффузии является ощущение холода, которое вызывает кусок металла при прикосновении. Металлы обладают высокой теплопроводностью и быстро поглощают тепло окружающей среды. Когда рука соприкасается с металлом, металл быстро извлекает тепло из руки и рассеивает его.Скорость этого взаимодействия заставляет металл казаться холодным на ощупь.
Древесина — это материал с низкой теплопроводностью, имеющий температуру комнатной температуры или теплый на ощупь. Это связано с тем, что атомы дерева извлекают тепло из руки гораздо медленнее, чем атомы металла. Выбор матраса, состоящего из материалов с высокими значениями теплового излучения, создаст более прохладную среду для сна, поскольку тепло может легче обмениваться с окружающей средой.
Разновидности матрасов
Латексные и пружинные матрасы
Латексные матрасыявляются одним из самых популярных вариантов на рынке, поскольку они представляют собой более прочную альтернативу пене с эффектом памяти. Латекс часто изготавливают из натуральных и органических материалов, гипоаллергенных и пыленепроницаемых. Эти матрасы очень отзывчивы и упруги. Они также оставляют дополнительное пространство между спальным местом и поверхностью матраса. Это дополнительное пространство позволяет захваченному воздуху циркулировать, создавая более прохладную среду.
Латекс, естественно, является материалом с низкой эффузивностью и относительно теплым на ощупь, но все же имеет лучшую циркуляцию и эффузивность, чем пена с эффектом памяти. Пружинные матрасы — еще одна популярная альтернатива матрасу из пены с эффектом памяти.Витые пружины создают пространство между плотно упакованными волокнами матраса, обеспечивая циркуляцию воздуха и конвекцию тепла. Более высокая конвекция внутри матраса может помочь отвести избыточное тепло тела от спящего и сделать матрас более прохладным на ощупь, так как извлекается больше тепла.
Рисунок 2: Пружинный матрас в разрезе
Матрасы с эффектом памяти
Пена с эффектом памятив настоящее время является самым популярным материалом для матрасов на рынке. Он завоевал свою популярность благодаря своей универсальности и широкому спектру применения.Пена с эффектом памяти была впервые разработана в середине 1960-х годов для использования в качестве подушек сидений в самолетах НАСА для повышения комфорта во время длительных путешествий. Он использует тепло тела, чтобы принять определенную форму с учетом особенностей человека, устраняя прямое давление на определенные области тела. Хотя пена с эффектом памяти чрезвычайно удобна, она имеет очень низкую теплоотдачу и сильно ограничивает поток воздуха. Он состоит из пенополиуретана, который является одним из самых популярных изоляционных материалов для дома с коэффициентом теплопроводности 0.002 – 0,0035 Вт/мК.
Все пеноматериалы имеют высокую пористость и содержат большое количество полостей, заполненных воздухом и газом. Воздух и большинство газов имеют низкую теплопроводность и, если они присутствуют в материале, могут ограничивать конвекцию и влиять на способность материалов к теплопередаче.
Добавки
Дополнительные вещества могут быть включены в матрас из пены с эффектом памяти, чтобы увеличить его теплоотдачу и сделать матрас более прохладным на ощупь. Одной из самых популярных добавок являются частицы геля.Эти частицы геля похожи на те, что содержатся в спортивном инвентаре и многоразовых пакетах со льдом. Добавление геля к пенопластовому матрасу может значительно улучшить его теплоотдачу и проводимость, однако за это приходится платить.
Матрас из пены с эффектом памяти, включая охлаждающий гель, стоит в среднем на 5–20 % дороже, чем стандартный матрас из пенополиуретана. Многие гелевые матрасы также содержат вещество, известное как материал с фазовым переходом (PCM). ПКМ — это нетоксичное, негорючее вещество, которое помогает регулировать температуру тела и поглощать избыточное тепло тела.Некоторые другие материалы, которые включены в матрас из пены с эффектом памяти для повышения охлаждающей способности, включают медь, бамбук и целлиантовое волокно.
Медь
Медь имеет третью по величине теплопроводность среди всех известных материалов со значениями, измеренными на уровне 386 Вт/мК. Значения его проводимости в 20 000 раз выше, чем у обычного пенополиуретана, поэтому при включении в матрас медь может значительно увеличить его теплопроводность. Высокая теплопроводность и эффузивность меди делают ее отличным дополнением к матрасу, которое способствует теплообмену и повышает уровень конвекции.Медь — природный антибактериальный металл, который может помочь предотвратить рост грибков и бактерий в матрасе. Наличие следовых количеств меди в матрасе из пены с эффектом памяти может сильно повлиять на его тепловые характеристики.
Бамбук
Бамбуковый наматрасник — еще одно дополнение, которое может увеличить теплоотдачу и способствовать более эффективной теплопередаче. Бамбук — это натуральный материал, состоящий из чрезвычайно воздухо- и влагопроницаемых молекул, которые позволяют ему обладать впечатляющими способностями впитывания влаги (в 2 раза прочнее хлопка). Бамбуковый чехол может помочь создать сухую и комфортную среду для спящего и может быть использован поверх матраса любого размера и типа.
Целлиантовое волокно
Волокно Celliant представляет собой синтетический материал, изготовленный из 13 природных минералов в сочетании с полимерным составом. Этот материал предназначен для поглощения энергии, поступающей от тела, и преобразования ее в инфракрасную энергию путем изменения длины волны. Эта передовая технология предназначена для улучшения окисления тканей человека, регулирования температуры тела и улучшения кровообращения.Чехлы из волокна Celliant в основном состоят из полиэстера с дополнительными минералами и составляют около 1/5 толщины матраса. Согласно клиническим испытаниям, проведенным в Калифорнийском университете в Ирвине, люди, спящие на целине, проводят меньше времени без сна после засыпания, чем люди, не спящие на целине. Способность целлиантового покрытия превращать избыточное тепло тела в инфракрасное излучение, по-видимому, напрямую снижала температуру поверхности сна и позволяла пользователю спокойно отдыхать.
Рисунок 4: Схема, показывающая, как матрасы Celliant могут преобразовывать тепло тела в инфракрасную энергию
Дополнительные методы
Еще один способ понизить температуру в помещении для сна — очистить пространство вокруг матраса, чтобы обеспечить больший поток воздуха.Дополнительный поток воздуха может способствовать конвекции и теплопередаче, благодаря чему горячий воздух, находящийся внутри матраса, будет перемещаться наружу, а более холодный – внутрь. Каркас кровати из цельного дерева также может затруднить циркуляцию воздуха по матрасу. Металлический каркас кровати или отсутствие каркаса кровати — лучший вариант для увеличения потока воздуха и теплового излучения.
Заключение
Поскольку кажется, что мир с каждым днем вращается все быстрее и быстрее, сейчас как никогда важно поддерживать здоровое тело, получая необходимое количество сна.Выбор правильного матраса, который обеспечит долгий и комфортный сон, может оказаться сложной задачей. По мере того, как технологии продолжают развиваться, усложняется и такая простая вещь, как матрас. Комфортная температура сна является одним из наиболее важных аспектов хорошего сна и может зависеть от материала, из которого изготовлен матрас. Выбор матраса из материала с высокой теплопроводностью и теплоотдачей может помочь создать более прохладную и комфортную атмосферу для сна, которая даст телу отдых, необходимый для нормального функционирования.
Каталожные номера
Польза для здоровья от сна на меди . (н.д.). Получено с https://ayercomfort.com/blogs/articles/health-benefits-of-copper
.Агентство общественного здравоохранения Канады . (2019, 14 марта). Правительство Канады. Получено с https://www.canada.ca/en/public-health/services/publications/healthy-living/canadian-adults-getting-enough-sleep-infographic.html
.Научные данные о лучшем сне, волокно Celliant .(н.д.). Получено с https://www.havenmattress.ca/blogs/natural-plant-based-memory-foams-make-for-better-sleep/the-science-behind-a-better-nights-sleep-celliant-fiber
.Что лучше: латексный матрас или матрас с эффектом памяти? (2018, 20 июля). Получено с https://www.mysleepyferret.com/latex-vs-memory-foam-mattress/
Одеяла из шерсти и пуха . (н.д.). Получено с https://www.thewoolroom.com/us/blog/wool-vs-down-comforters/
.Маджумдар, А., Мухопадхьяй, С., и Ядав, Р. (2010). Тепловые свойства трикотажных полотен из хлопка и регенерированных бамбуковых целлюлозных волокон . Международный журнал тепловых наук, 49(10), 2042-2048. doi:10.1016/j.ijthermalsci.2010.05.017
Источники изображений:
pixabay.com
https://oursleepguide.com/
https://www.topmattress.com/
Автор: Каллиста Уилсон | Младший технический писатель | Thermtest
Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie
Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности.Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.
Настройка браузера на прием файлов cookie
Существует множество причин, по которым файл cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее распространенные причины:
- В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки браузера, чтобы принять файлы cookie, или спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
- Ваш браузер спрашивает, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались.Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файл cookie.
- Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Попробуйте другой браузер, если вы подозреваете это.
- Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы это исправить, установите правильное время и дату на своем компьютере.
- Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie. Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.
Почему этому сайту требуются файлы cookie?
Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Предоставить доступ без файлов cookie потребует от сайта создания нового сеанса для каждой посещаемой вами страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.
Что сохраняется в файле cookie?
Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в файле cookie; никакая другая информация не фиксируется.
Как правило, в файле cookie может храниться только та информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, если вы не решите ввести его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступ к остальной части вашего компьютера, и только сайт, создавший файл cookie, может его прочитать.
Изоляция из меламиновой пены для терморегулирования
Вспененный меламин— это эффективный поглотитель, подходящий для применений, связанных с шумоподавлением и регулированием температуры.Polymer Technologies предлагает ряд изоляционных материалов из меламиновой пены для различных отраслей промышленности, в основном для производства электроэнергии, строительства, железнодорожного транспорта, производства большегрузных автомобилей, аэрокосмической, медицинской и морской промышленности. Пена широко используется, потому что это универсальный, огнестойкий материал, легкий, полужесткий, но гибкий, и его легко настроить. Это позволяет производителям экономить время производства и трудозатраты при монтаже.
Пенная изоляция промышленного качества
Все сорта меламиновой пены используются для тепло- и звукоизоляции. Пена мягкая, с губчатой текстурой и обычно обладает гидрофильными свойствами, но компания Polymer разработала гидрофобную версию, чтобы расширить диапазон производственных применений. В то время как стандартная изоляция из меламина может поглощать воду, наш гидрофобный меламин POLYDAMP ® устойчив к влаге и водоотталкиванию, но не ухудшает другие полезные свойства материала.
Решение для тепловых и акустических систем
Вспененный меламинподходит как для теплового, так и для акустического контроля благодаря своей структуре с открытыми ячейками.Эта универсальность особенно полезна для аэрокосмической и железнодорожной промышленности, где важны температура и уровень шума для комфорта пассажиров. Мы предлагаем различные меламиновые изоляционные материалы с различными покрытиями, подложками и весом для удовлетворения различных требований применения.
Несмотря на то, что все типы нашей меламиновой пены могут использоваться в качестве теплового и акустического поглотителя, ниже приведены подробные спецификации для обоих применений и примечания о том, какие типы пены наиболее часто используются для каждого из них.
Теплоизоляция
Вспененный меламин препятствует конвекции и теплопередаче воздуха, что делает его отличным изолятором. Пена имеет теплопроводность 0,25 БТЕ-дюйм/фут²-ч-°F при 68°F и часто используется для обогрева, вентиляции и облицовки воздуховодов. Благодаря жесткой ячеистой структуре пенопласт со временем не оседает и не распадается, в отличие от стекловолокна, и годами остается эффективным изолятором.
Чрезвычайно легкая пена обеспечивает исключительную устойчивость к теплу, слабому огню и дыму без увеличения веса во время нанесения.Наша пена соответствует всем стандартам для самолетов (FAA, BSS и т. д.), HVAC и транспортных (железнодорожных) стандартов по пламени, дыму и токсичности. Пена также доступна с различными пленочными покрытиями и самоклеящимися подложками. Ниже приведены наши наиболее часто используемые типы меламиновой пены для тепловых применений:
- ПОЛИДАМП ® Меламиновая пена (PMF)
- POLYDAMP ® Гидрофобная меламиновая пена (PHM)
Шумопоглощающая изоляция
Открытые ячейки меламиновой пены делают ее отличной звукоизоляцией, поскольку звуковые волны могут проникать глубоко в пену. Оказавшись там, звуковые волны преобразуются в слабое тепло в открытой ячеистой структуре пены, предотвращая отражение шума, вызывая эхо и повышая уровень шума. Наша пена является популярным звукопоглощающим материалом для производителей, поскольку она поглощает средние и высокие частоты, при этом отвечая стандартам самолетов (FAA, BSS и т. д.), HVAC и транспортных средств в отношении пламени, дыма и токсичности.
Мы предлагаем различные акустические изоляционные меламиновые пены для удовлетворения различных требований по весу, так как большинство областей применения, как правило, относятся к авиационной, аэрокосмической и транспортной промышленности, где необходимо использование легких, жаростойких и огнестойких материалов.Наш широкий спектр возможных решений для шумопоглощающей меламиновой пены включает:
- ПОЛИДАМП ® Меламиновая пена (PMF)
- POLYDAMP ® Гидрофобная меламиновая пена (PHM)
- POLYDAMP ® Меламиновая пена Ultra-Flex (PMF-UF)
- POLYDAMP ® Ультрагибкая гидрофобная меламиновая пена (PHM-UF)
- POLYDAMP ® Меламиновая пена ULTRA-LITE (PMF-UL)
- POLYDAMP ® Ультралегкая гидрофобная меламиновая пена (PHM-UL)
Огнестойкие материалы для обеспечения безопасности
Одним из ключевых свойств, которое отличает пеномеламин от других изоляторов, является его огнестойкость. Наша пена может выдерживать температуры от -300°F до 356°F и имеет прерывистый температурный диапазон до +400°F. Огнестойкие характеристики являются результатом высокого содержания азота в меламиновой смоле, используемой для производства пенопласта. Смола создает чрезвычайно огнестойкую изоляцию без необходимости использования дополнительных огнезащитных химикатов.
Еще одна особенность, которая делает эту изоляцию из вспененного материала более безопасной в использовании, заключается в том, что она не капает и не плавится в присутствии открытого огня и выделяет мало дыма.Как только воспламенитель и источник топлива будут удалены, пена погаснет. Малодымные и огнестойкие свойства делают меламиновую пену решением для инженеров, которым нужна легкая, но огнестойкая изоляция.
Экономия веса, труда и затрат
Уникальные свойства пенопласта делают его ведущим решением для оптимального звукопоглощения и теплоизоляции. Это идеальный материал для облицовки вагонов и фюзеляжа самолетов, так как он поглощает шум и контролирует температуру. Легкий пенопласт также помогает снизить вес оборудования и приводит к повышению производительности и энергоэффективности.
Меламиновая пена, такая как POLYDAMP ® Гидрофобная меламиновая пена (PHM), может использоваться в сочетании с традиционными материалами, такими как стекловолокно, но может использоваться отдельно в качестве самонесущей изоляции практически без крепежных элементов. Простая в установке, чем такие материалы, как стекловолокно, меламиновая пена сокращает время производства и трудозатраты, не жертвуя при этом звукопоглощением, теплоизоляцией или огнестойкостью.
Ищете способ уменьшить вес, трудозатраты и запасные части при одновременном повышении производительности и комфорта пассажиров? Мы можем помочь. Узнайте, как компания Polymer Technologies недавно помогла крупному производителю железнодорожных вагонов сэкономить время и деньги, заменив традиционную изоляцию из стекловолокна на POLYDAMP ® PHM.
Заинтересованы в решении для управления шумом или температурой? Свяжитесь с нами сегодня, чтобы узнать, как Polymer может помочь вам найти решение для вашего материала.
Пена Duocel® — Теплопроводность —
Общая теплопроводность Ctotal пенопласта с открытыми порами фактически состоит из четырех компонентов, как указано ниже: или распорки, образующие пенопластовую структуру.Этот термин также часто называют «объемной теплопроводностью» пенопласта. В большинстве применений, особенно для пенометаллов, используемых в качестве теплообменников, это количественно самый большой и наиболее термически доминирующий из четырех компонентов и имеет следующую упрощенную форму уравнения: Cтвердые связки = прямая теплопроводность или объемная проводимость массива связок
Csolid = проводимость твердого материала распорок
Относительная плотность = % относительной плотности в десятичной форме, т.е.е. 10% = .1
.33 = коэффициент, представляющий геометрическую структуру пены или фактор «извилистости».
Следует отметить, что коэффициент 0,33 получен как из тестов на проводимость, так и из концептуального анализа, в котором пену можно сравнить с трехмерной ортогональной решеткой штифтовых ребер. В этом случае очевидно, что одна треть штифтов или массы штифтов ориентирована в каждом из ортогональных направлений x, y и z.
Следует также отметить, что это уравнение несколько упрощено, но оно достаточно точное, слегка консервативное и его легче понять с концептуальной точки зрения, чем некоторые эмпирические уравнения, полученные на основе различных тестов.
Cgas = объемная проводимость любого газа, содержащегося в пенопласте с открытыми порами. Обычно он вносит небольшой вклад в металлические пены, но может вносить значительный вклад в углеродные или керамические пены, которые по своей природе имеют низкую проводимость материала связок. Обратитесь к диаграмме проводимости углеродной (RVC) пены, чтобы увидеть типичный пример этого эффекта.
Cгазовая конвекция = проводимость любого газа, содержащегося в ячейках и который может циркулировать внутри пены или внутри отдельных ячеек пены.Опять же, это также небольшой вклад для металлических пенопластов, но может стать значительным при работе с углеродными или керамическими пенопластами, используемыми в качестве изоляции.