Термоизоляция: ТЕПЛОИЗОЛЯЦИЯ В РУЛОНЕ ARMAFLEX ACE DUCT 19-99/EA-L: продажа, цена в Санкт-Петербурге. теплоизоляция для труб от «ООО «Симфония Тепла»»
ТЕРМОИЗОЛЯЦИЯ — это… Что такое ТЕРМОИЗОЛЯЦИЯ?
- ТЕРМОИЗОЛЯЦИЯ
то же. что тепловая изоляция.
Большой энциклопедический политехнический словарь. 2004.
- ТЕРМОЗИТ
- ТЕРМОИНДИКАТОРЫ
Смотреть что такое «ТЕРМОИЗОЛЯЦИЯ» в других словарях:
термоизоляция — термоизоляция … Орфографический словарь-справочник
ТЕРМОИЗОЛЯЦИЯ — покрывание поверхностей для уменьшения потери теплоты плохо проводящим тепло веществом (асбест, кизельгур и пр.). Самойлов К. И. Морской словарь. М. Л.: Государственное Военно морское Издательство НКВМФ Союза ССР, 1941 … Морской словарь
термоизоляция — сущ., кол во синонимов: 2 • изоляция (28) • теплоизоляция (2) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин. 2013 … Словарь синонимов
термоизоляция — — [http://www.eionet.europa.eu/gemet/alphabetic?langcode=en] EN thermal insulation The process of preventing the passage of heat to or from a body by surrounding it with a nonconducting material. (Source: CED)… … Справочник технического переводчика
термоизоляция — (см. термо… + изоляция) 1) защита зданий, нек рых тепловых (в том числе холодильных) машин, трубопроводов и пр. от теплообмена с окружающей средой; 2) теплоизоляционные покрытия и оболочки, изготовляемые из легких пористых материалов (древесно… … Словарь иностранных слов русского языка
термоизоляция — rus теплоизоляция (ж), термоизоляция (ж) eng thermal insulation fra isolation (f) thermique deu Wärmeisolierung (f), thermische Isolierung (f) spa aislamiento (m) térmico … Безопасность и гигиена труда. Перевод на английский, французский, немецкий, испанский языки
термоизоляция
— šiluminė izoliacija statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. heat insulation; thermal insulation vok. Wärmeisolation, f; Wärmeisolierung, f; Wärmeschutz, m rus. тепловая изоляция, f; теплоизоляция, f; термоизоляция, f pranc. isolation… … Automatikos terminų žodynasтермоизоляция — šiluminė izoliacija statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Apsauga nuo nepageidaujamų šilumos mainų su aplinka. atitikmenys: angl. heat insulation; thermal insulation vok. thermische Isolation, f; Wärmedämmung, f;… … Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas
термоизоляция — šilumos izoliacija statusas T sritis chemija apibrėžtis Apsauga nuo šilumos mainų su aplinka. atitikmenys: angl. heat insulation; lagging; thermal insulation rus. тепловая изоляция; теплоизоляция; термоизоляция ryšiai: sinonimas – termoizoliacija … Chemijos terminų aiškinamasis žodynas
термоизоляция
термоизоляция — šiluminė izoliacija statusas T sritis ekologija ir aplinkotyra apibrėžtis Pastatų, pramoninių šiluminių įrenginių, šaldytuvų kamerų, vamzdynų ir kt. apsauga nuo nepageidaujamų šilumos mainų su aplinka. Užtikrinama įrengiant tam tikras apvalkalų,… … Ekologijos terminų aiškinamasis žodynas
Книги
- Печи, камины, бани, сауны, Подольский Ю.Ф.. Исчерпывающая информация и практические рекомендации по строительству и обустройству печей и каминов, бань и саун. Подробные чертежи, правила кладки и эксплуатации. Дымовыводящие устройства,… Подробнее Купить за 99 руб
Термоизоляция Москва, каталог термоизоляции
Высокотемпературная изоляция необходима для создания комплексной защиты от возгораний и причинения вреда людям в помещениях с печным или каминным отоплением. Изоляция прокладывается:
- между отопительным оборудованием и стенами;
- между отопительным оборудованием и полом;
- между дымоходом и перекрытиями здания;
- между трубами дымохода и стенами;
- на всех открытых поверхностях внутри помещения для защиты от ожогов.
Современные теплоизоляционные материалы
Если долгое время для термоизоляции использовалась базальтовая вата, то благодаря современным технологиям появились более удобные и абсолютно безопасные для здоровья материалы.
Термоизоляция Суперсил
Универсальный материал, обладающий одновременно противопожарными, звукопоглощающими и теплоизоляционными свойствами. Supersil не содержит в составе волокнистых, асбестовых и керамических волокон. Материал выпускается в рулонах.
Термоизоляция Суперизол
Представляет собой современные технологичные плиты из силиката кальция. Это материал природного происхождения, поэтому он является абсолютно гипоаллергенным и не выделяет вредных испарений при нагревании. Используется для теплоизоляции дымоходов и печей. Зачастую используется в качестве обшивки печных и каминных топок, выполняя одновременно две функции. Выдерживает температуру до 1000 градусов Цельсия. Благодаря пористой структуре Superisol обладает небольшим весом, но имеет жесткую конструкцию.
Термоизоляция Минерит
Минерит, или фиброцементная плита, на 70% состоит из цемента и не образует известковых выделений. Материал не боится влаги, не подвергается гниению и разрушению с течением времени, поэтому его часто используют для изоляции печей в банях и саунах.
Особенности использования термоизоляции
Для теплоизоляции печей и топок удобно использовать материалы в виде плит или листов. Это существенно упрощает и саму конструкцию защитного короба, и его монтаж. Для изоляции дымохода используются рулонные материалы, такие как Суперсил или базальтовая вата.
Многие пытаются сэкономить время и деньги, поэтому изолируя саму печную топку, не обкладывают утеплителем дымоход. При эксплуатации это приносит много проблем.
Почему при организации печного отопления обязательно нужно сделать изоляцию труб? Это:
- защищает перекрытия и конструкцию дома от перегрева;
- предотвращает быстрое остывание;
- препятствует образованию конденсата.
Купить термоизоляцию в Москве вы можете в нашем интернет-магазине. Наши менеджеры помогут подобрать оптимальный материал, а также подскажут как его монтировать.
Термоизоляция труб
Основная задача термоизоляции труб – надежная, качественная и долговременная защита. Грамотно выполненная теплоизоляция защитит коммуникации от промерзания и выпадения конденсата – основной причины коррозии, продлит срок службы без ремонта, повысит экономическую эффективность системы автономного водоснабжения. Теплоизоляция труб предотвращает окисление и появление ржавчины на металлических трубах, являясь, таким образом, и антикоррозионным покрытием. Кроме того, теплоизоляционный слой служит шумоизолятором, заглушая технологические шумы, возникающие при перепадах давления.Для правильного выбора теплоизоляционного материала необходимо четко представлять себе, для каких конкретных целей будет использоваться данный материал. Теплоизоляция может быть нужна как для защиты трубопроводов от внешних температур (холодное водоснабжение), так и во избежание теплопотерь из самих трубопроводов (теплосети и трубопроводы горячего водоснабжения). Неправильный подбор теплоизоляционных материалов чреват такими последствиями как: преждевременный выход трубопроводов из строя, необходимость частого ремонта, аварийные ситуации.
Наиболее распространенным в последнее время видом трубной теплоизоляции является пенополиэтилен с различной толщиной стенки и различным внутренним диаметром, так называемые трубные пенополиэтиленовые оболочки. Пенополиэтилен – экологически безопасный материал, не выделяющий опасных для человека и окружающей среды соединений, он не боится перепадов температур, не гниет и не поддерживает горение. Пенополиэтилен представляет собой полимерный материал с закрытой мелкоячеистой структурой. Это один из самых эффективных современных теплоизоляционных материалов, срок эксплуатации покрытий из этого материала не менее 25 лет. Он влаго- и паронепроницаем, благодаря закрытоячеистой структуре, что позволяет его использовать и как гидроизолятор. Выпускается вспененный полиэтилен как с покрытием, так и без, в рулонах и матах, в виде трубчатой оболочки и жгутов. Покрытием вспененного полиэтилена может служить фольга, лавсан, металлизированная пленка, утепление в данном случае обеспечивается отражающей способностью материала покрытия. Легкость и эластичность делают работу с этим материалом менее трудоемкой. Пенополиэтилен может эксплуатироваться в температурном диапазоне от -80 градусов С до +110 градусов С, что делает его практически незаменимым теплоизоляционным материалом как для труб холодного водоснабжения, так и для труб отопления и горячего водоснабжения. Плотность вспененного полиэтилена, используемого в целях теплоизоляции, колеблется в пределах 20-80 кг/м3. Материалы именно с таким диапазоном плотности обеспечивают превосходную эластичность, гидро- и теплоизоляционные свойства.
Изделия кожгалантерейные для взрослых с лицевой поверхностью из текстильных материалов: сумки с термоизоляцией | 4202929800 |
Изделия кожгалантерейные мужские и женские с лицевой поверхностью из натуральной, искусственной кожи, текстильных, полимерных материалов: сумки с термоизоляцией | 4202 |
Изделия кожгалантерейные мужские и женские из текстильных, полимерных материалов: сумки, портмоне, рюкзаки, чехлы, саквояжи, футляры, чемоданы, ключницы, кейсы, портфели, сумки и рюкзаки с термоизоляцией ,папки, обложки, к | 4202 |
Изделия кожгалантерейные для взрослых с лицевой поверхностью из текстильных материалов: сумки, в том числе с термоизоляцией («сумки-холодильники», «сумки-термосы»), чехлы с термоизоляцией («чехлы-термосы», охлаждающие чехл | 4202929800 |
Изделия кожгалантерейные мужские и женские с лицевой поверхностью из натуральной, искусственной кожи, текстильных, полимерных материалов: сумки, сумки с термоизоляцией | 4202 |
МАТЕРИАЛЫ ПРОКЛАДОЧНЫЕ ИЗ НЕТКАНЫХ ПОЛОТЕН из синтетических полиэфирных волокон для придания формоустойчивости и термоизоляции деталям одежды. Тип (вид) отделки и назначения нетканых полотен: войлок для вышивки иглопробивн | 5602101900 |
Изделия кожгалантерейные для взрослых с лицевой поверхностью из текстильных материалов: сумки с термоизоляцией модели «сумки-термосы», | 4202929800 |
Изделия кожгалантерейные для взрослых с лицевой поверхностью из натуральной кожи, композиционной кожи, текстильных, полимерных материалов: чемоданы, портфели, сумки, в том числе дорожные, спортивные, сумки с термоизоляцией | 4202 |
Изделия кожгалантерейные для взрослых с лицевой поверхностью из текстильных материалов: сумки, в том числе пляжные, в том числе с термоизоляцией, | 4202929800 |
Изделия кожгалантерейные мужские и женские, с лицевой поверхностью из текстильных, полимерных материалов: сумки с термоизоляцией («сумки-холодильники»), | 4202929800 |
Изделия кожгалантерейные для взрослых с лицевой поверхностью из текстильных материалов: сумки с термоизоляцией (термосумки), | 4202 |
Изделия кожгалантерейные: чемоданы, подсумки с термоизоляцией, кошельки, сумки, рюкзаки, чехлы, чехлы лыжные, | 6505009000 |
Электроводонагреватели накопительные закрытые с термоизоляцией, бытового назначения | 8516108000 |
Изделия кожгалантерейные для взрослых, с лицевой поверхностью из текстильных, полимерных материалов: сумки с термоизоляцией «термосумки», рюкзаки, кейсы, органайзеры, сумки дамские, сумки хозяйственные, сумки дорожные | 4202 |
Оборудование технологическое для пищевой промышленности: линия для производства пива, в составе: варочный котёл (блок на 200 л., с корзиной для солода из нержавеющей стали, с термоизоляцией, размещён на раме из нержавеющей | 8438400000 |
Изделия кожгалантерейные для взрослых, с лицевой поверхностью из искусственной кожи, полимерных, текстильных материалов, растительных материалов (соломы, бамбука, джута): сумки, в том числе с термоизоляцией, кошельки типа | 4202 |
Электроводонагреватели накопительные закрытые с термоизоляцией бытового назначения | 8516108000 |
Шкаф управления с термоизоляцией, | 8537109900 |
Изделия кожгалантерейные мужские и женские с лицевой поверхностью из текстильных материалов: сумки с термоизоляцией, | 4202929800 |
Упаковка металлическая: Ящики алюминиевые с облицовкой и без нее, с термоизоляцией и без нее | 7612909001 |
Что такое теплоизоляция — теплоизоляция
Пример — потеря тепла через стену
Основным источником потерь тепла от дома являются стены. Рассчитайте скорость теплового потока через стену площадью 3 м x 10 м (A = 30 м 2 ). Стена толщиной 15 см (L 1 ) изготовлена из кирпича с теплопроводностью k 1 = 1,0 Вт / м · К (плохой теплоизолятор). Предположим, что температура внутри и снаружи составляет 22 ° C и -8 ° C, а коэффициенты конвективной теплопередачи на внутренней и внешней сторонах h 1 = 10 Вт / м 2 K и h 2 = 30 Вт / м 2 К соответственно.Обратите внимание, что эти коэффициенты конвекции сильно зависят, в частности, от внешних и внутренних условий (ветер, влажность и т. Д.).
- Рассчитайте тепловой поток ( потери тепла ) через эту неизолированную стену.
- Теперь предположим, что теплоизоляция на внешней стороне этой стены. Используйте пенополистирольную изоляцию толщиной 10 см (L 2 ) с теплопроводностью k 2 = 0,03 Вт / м · К и рассчитайте тепловой поток ( потери тепла ) через эту композитную стену.
Решение:
Как уже было написано, многие процессы теплопередачи включают композитные системы и даже включают комбинацию как теплопроводности, так и конвекции. С этими композитными системами часто удобно работать с общим коэффициентом теплопередачи , , известным как U-фактор . Коэффициент U определяется выражением, аналогичным закону охлаждения Ньютона :
Общий коэффициент теплопередачи связан с общим тепловым сопротивлением и зависит от геометрии задачи.
- голая стена
Предполагая одномерную теплопередачу через плоскую стену и не принимая во внимание излучение, общий коэффициент теплопередачи можно рассчитать как:
Тогда общий коэффициент теплопередачи равен:
U = 1 / (1/10 + 0,15 / 1 + 1/30) = 3,53 Вт / м 2 K
Тогда тепловой поток можно рассчитать просто как:
q = 3,53 [Вт / м 2 K] x 30 [K] = 105.9 Вт / м 2
Суммарные потери тепла через эту стену будут:
q потеря = q. A = 105,9 [Вт / м 2 ] x 30 [м 2 ] = 3177W
- композитная стена с теплоизоляцией
Предполагая одномерную теплопередачу через плоскую композитную стену, отсутствие термоконтактного сопротивления и без учета излучения общий коэффициент теплопередачи можно рассчитать как:
Тогда общий коэффициент теплопередачи равен:
U = 1 / (1/10 + 0.15/1 + 0,1 / 0,03 + 1/30) = 0,276 Вт / м 2 K
Затем тепловой поток можно рассчитать просто как:
q = 0,276 [Вт / м 2 K] x 30 [ K] = 8,28 Вт / м 2
Суммарные потери тепла через эту стену будут:
q потери = q. A = 8,28 [Вт / м 2 ] x 30 [м 2 ] = 248 Вт
Как видно, добавление теплоизолятора приводит к значительному снижению тепловых потерь. Его надо добавить, добавление следующего слоя теплоизоляции не дает такой большой экономии.Это лучше всего видно из метода термического сопротивления, который можно использовать для расчета теплопередачи через композитных стен . Скорость устойчивой теплопередачи между двумя поверхностями равна разнице температур, деленной на общее тепловое сопротивление между этими двумя поверхностями.
Что такое теплоизоляция? — Определение из Corrosionpedia
Что означает теплоизоляция?
Теплоизоляция — это процесс изоляции материала от передачи тепла между материалами, находящимися в тепловом контакте.Теплоизоляция измеряется по ее теплопроводности. Для теплоизоляции используются материалы с низкой теплопроводностью. Помимо теплопроводности, плотность и теплоемкость также являются важными свойствами изоляционных материалов.
Коррозия под изоляцией широко распространена в нефтехимической и других отраслях промышленности, где трубы и оборудование изолированы от тепла. Коррозия обычно возникает на изоляционных материалах, лежащих в основе трубопроводов или оборудования. Это также влияет на изоляцию материалов оболочки.
Corrosionpedia объясняет теплоизоляцию
Теплоизоляция — это процесс, препятствующий передаче тепла между соседними поверхностями. Для обеспечения теплоизоляции необходимы специально разработанные методы или процессы, а также соответствующие формы и материалы объектов.
Теплоизоляционные материалы, известные как изоляторы, устанавливаются в коммерческих зданиях для улучшения энергопотребления систем охлаждения и отопления зданий.Они также устанавливаются в промышленных системах для контроля притока или потерь тепла в технологических трубопроводах и оборудовании, системах распределения пара и конденсата, котлах и другом технологическом оборудовании.
Для теплоизоляции необходимо противодействовать потоку тепла через изоляционный материал. Следовательно, изоляционный материал, работающий как изолятор, должен препятствовать потоку тепла между смежными поверхностями контактирующих материалов с помощью любого механизма теплопередачи.
В нефтехимической промышленности коррозия стали вызывается теплоизоляцией труб и другого оборудования.Это считается серьезным, потому что в конечном итоге приводит к отказу завода и несчастным случаям. Коррозия под теплоизоляцией является серьезной проблемой и остается скрытой под рубашкой, пока не усугубится и не вызовет остановку установки.
Ржавчина (окисление) углеродистой стали и хлоридное коррозионное растрескивание — это два распространенных типа коррозии, которые возникают под теплоизоляцией. Присутствие воды или влаги и хлорид-иона вызывает эту коррозию. Эту коррозию можно контролировать с помощью надлежащим образом спроектированной и установленной рубашки с использованием высококачественного замедлителя паров и качественной окраски там, где это необходимо.
Теплоизоляция — обзор
1.1 Назначение теплоизоляции
Различные системы теплоизоляции, использующие различные типы теплоизоляционных материалов как на органических (таких как пенопласт, дерево, шерсть, пробка, солома, техническая пенька) и неорганические (такие как пеностекло, стекло и минеральные волокна) основы разрабатываются и испытываются, и разрабатываются новые методы анализа свойств как изоляционных материалов, так и изоляционных систем.Конкретные изделия различаются по форме, воспламеняемости, составу и структуре, что в соответствии с требованиями проектировщиков определяет возможности их применения в инженерной практике.
Исследователи в области термической науки пытаются минимизировать капитальные и эксплуатационные затраты, а также потери тепла. В предыдущих работах исследователи применяли несколько целевых функций для анализа конструкции трубопроводной системы, чтобы минимизировать потери тепла и количество используемой изоляции.
В таких сложных методах общий подход состоит в суммировании всех целевых функций с соответствующими весовыми коэффициентами и минимизации результирующей составной функции. Однако аналитическое решение следует применять только в том случае, если требуется очень точное значение толщины, поскольку оно учитывает конкретные детали и часто не является требованием с практической точки зрения, поскольку многие типы изоляции доступны только в определенных конкретных размерах.
Требуемая толщина изоляции для любого конкретного применения зависит от характеристик изоляционного материала, а также от назначения оборудования.Если процесс критичен, самым важным соображением может быть надежность. Если экономия тепла или электроэнергии является решающим фактором, экономия в год по сравнению с установленной стоимостью является наиболее важным фактором.
Напротив, когда изоляция должна использоваться для временной функции, такой как удержание тепла во время термического отверждения футеровки, тогда минимально возможная стоимость установки будет решающей. Таким образом, из-за противоречивых требований не может быть многоцелевой изоляции.Также не существует «идеальной» изоляции для каждого набора требований.
Низкая теплопроводность желательна для достижения максимального сопротивления теплопередаче. Следовательно, при любой данной потере тепла материал с низкой теплопроводностью будет тоньше, чем альтернативный материал с высокой проводимостью. Это особенно важно для технологических труб, поскольку более тонкие слои изоляции уменьшают площадь поверхности, излучающую тепло, а также уменьшают внешнюю поверхность, которая требует защиты. Основная цель изоляции — ограничить передачу энергии между внутренней и внешней частью системы.
Теплоизолятор плохо проводит тепло и имеет низкую теплопроводность. Изоляция используется в зданиях и в производственных процессах для предотвращения потерь или притока тепла. Хотя его основное предназначение является экономическим, оно также обеспечивает более точный контроль температуры процесса и защиту персонала. Он предотвращает образование конденсата на холодных поверхностях и, как следствие, коррозию. Такие материалы пористые, содержат большое количество спящих ячеек с воздухом. На рисунке 1.1 показан пример применения теплоизоляции в промышленности.
Рисунок 1.1. Примеры применения теплоизоляции.
( Источник: Trelleborg).Теплоизоляция может применяться для одной или для комбинации следующих целей:
- •
Экономия энергии за счет снижения скорости теплопередачи
- •
Поддержание температуры процесса
- •
Предотвращение замерзания, конденсации, испарения или образования нежелательных соединений, таких как гидраты
- •
Защита персонала от травм при контакте с оборудованием
- •
Предотвращение конденсации на поверхности оборудования, транспортирующего жидкости при низких температура
- •
Предотвращение повышения температуры оборудования из-за внешнего возгорания
- •
Для сохранения холода
- •
Предлагает лучший контроль процесса за счет поддержания температуры процесса
- •
- коррозии поддержание открытой поверхности охлаждающей системы выше точки росы
- •
Поглощение вибрации.
Thermal Insulation, Inc. — О нас
Thermal Insulation поставляет профессионально установленные изоляционные решения для коммерческих и промышленных клиентов на юго-востоке с 1989 года.
Мы построили наш бизнес, упростив жизнь нашим клиентам. Имея опыт работы в автомобильной промышленности, центрах обработки данных, пищевой промышленности, правительственных, медицинских, химических, нефтяных, энергетических, промышленных, образовательных и исправительных проектах любого размера и стоимости, компания Thermal Insulation обладает знаниями, опытом и талантами для управления любым проектом изоляции любого размера. , масштаб или сложность.
Группа менеджеров по теплоизоляции
Thermal Insulation управляется профессионалами в области изоляции, имеющими практический опыт руководства проектами самого широкого диапазона сложности и стоимости от Оклахомы до Виргинских островов США и Вашингтона, округ Колумбия. К корпоративной команде присоединяются менеджеры филиалов в офисах во Флориде и Джорджии для координации планирование и руководство проектом.
Д. Грей Хьюз
Президент
Д.Грей Хьюз работал в компании «Теплоизоляция» с 1989 года. Начиная с должности оценщика, он был менеджером проекта, генеральным менеджером, вице-президентом и исполнительным вице-президентом. Грей был назначен президентом в мае 2007 года. В связи с общей ответственностью за корпоративное руководство, политику и прибыльность, Грей уделяет основное внимание развитию отношений с клиентами, увеличению продаж, руководству менеджерами филиалов и контролю за выполнением проектов. Грей — выпускник Университета Алабамы по специальности «Управление малым бизнесом и предпринимательство».
Связаться с Грей Хьюз
Брент Уайт
Вице-президент
Brent White начал работу с компанией Thermal Insulation в 1989 году как один из первых полевых изоляторов. Он стабильно продвигался вперед и занимал должности механика, мастера, суперинтенданта, оценщика, руководителя проекта, старшего менеджера проекта и вице-президента по контрактам. В 2001 году он был назначен корпоративным вице-президентом. Брент отвечает за менеджеров проектов, отношения с поставщиками, оценку и контроль затрат.Он специализировался на машиностроении в Университете Алабамы в Хантсвилле.
Связаться с Brent White
Грег Стивенсон, CPA
Главный финансовый директор
Грег Стефенсон работает в компании Thermal Insulation с 1999 года, занимаясь финансами и администрированием. Как финансовый директор Грег курирует бухгалтерский учет, страхование, управление активами, заработную плату, а также кредиторскую и дебиторскую задолженность компании.Он получил степень в области бухгалтерского учета в Обернском университете.
Связаться с Грегом СтивенсономThermal Insulation, Inc. — Наша работа
Thermal Insulation имеет опыт в широком спектре коммерческих и промышленных проектов изоляции, заключая субподряд с подрядчиками по механическому оборудованию. Компания Thermal Insulation управляла проектами — от небольших временных работ и материалов до проектов на сумму более 3,5 миллионов долларов. Мы регулярно выполняем сразу несколько сложных изоляционных проектов одновременно.
Листинг проекта
Ниже представлен типичный образец проектов теплоизоляции. Щелкните заголовки разделов с фотографиями проекта. Чтобы получить полный список или информацию о конкретном типе проекта, свяжитесь с нами.
Некоторые из наших клиентов:
Автомобильная промышленность
| Дата-центры
| Пищевые комбинаты
|
Государственные учреждения
| Больницы и медицинские учреждения
| Гостиничный бизнес
|
Промышленные предприятия
| Лаборатории
| Офисы
|
Тюрьмы
| Школы
|
Теплоизоляция для зданий, трубопроводов 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 избежать сквозняков 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 в стены странной формы достаточно плотно, чтобы предотвратить образование пустот или сквозняков, которые уменьшили бы изолирующий эффект материала.
Стекловолокно также используется с бумажной или пластиковой оболочкой для изоляции трубы. При изоляции холодных труб 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, каждая из которых используется там и тогда, когда она 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 на внешней стороне 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. Проводимость теплового 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. Излучение — 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.
Изоляцияобычно используется для одной или нескольких из следующих функций: уменьшение теплопотерь 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 большей 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.Эта изоляция обычно предназначена для защиты персонала и поддержания стабильной среды на заводе или рабочем месте.
Преимущества изоляции
1. Экономия энергии. Значительное количество тепловой энергии ежедневно теряется на промышленных предприятиях по всей стране из-за недостаточно изолированных, недостаточно 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 теплопередачей процесса. 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 таких действий в статической или непроточной системе воды для предотвращения замерзания.
3. Контроль конденсации. Указание достаточной толщины изоляции и эффективной системы пароизоляции или изоляционной оболочки — наиболее эффективные средства 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 необходим эффективный замедлитель паров или изоляционная оболочка.
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 жир 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 отверстиях 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 устанавливается между источником и окружающей средой.Иногда изоляция с высокими характеристиками звукопоглощения может использоваться на стороне источника корпуса, чтобы помочь снизить воздействие шума на людей в областях, непосредственно окружающих источник шума, путем поглощения, тем самым способствуя снижению уровня шума с другой стороны. 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 или дымовых газах за счет снижения расхода топлива, необходимого на участках сжигания, поскольку система получает или теряет меньше тепла.
Характеристики изоляции
Изоляцияимеет разные 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 дымообразования с отборными красными дубовыми плитами и неорганическими цементными плитами. Результаты этого испытания могут использоваться в качестве элементов 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 определенных условиях 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, сохраняя его внешний вид.
10. Термостойкость. Способность материала выполнять свою предполагаемую 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 надлежащим типом изоляции и выбранной изоляцией для предотвращения замерзания.
12. Сопротивление злоупотреблениям. Способность материала подвергаться в течение продолжительных периодов нормальному физическому насилию 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, подвергаемого определенному периоду воздействия тепла и пламени (огня), 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 пустоты волокнами малого диаметра, обычно связанными химически или механически 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 небольшими 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.
Листы пенопласта 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.
Сохраняйте тепло с теплоизоляцией
Ключевые концепции
Физика
Теплообмен
Изоляция
Материаловедение
Введение
Что вы делаете, когда зимой очень холодно? Вы, вероятно, включите обогреватель, наденете дополнительный слой одежды или прижметесь к теплому одеялу.Но задумывались ли вы когда-нибудь о том, почему куртка помогает не замерзнуть? Почему наша одежда изготовлена из ткани, а не из фольги? Найдите ответы в этом упражнении; Ваши результаты могут даже помочь вам найти лучший способ согреться на морозе!
Фон
Тепло — это форма энергии. Вам нужна энергия, чтобы что-то нагреть: например, чашка чая. Для приготовления чая вы, вероятно, используете энергию электричества или газа. Однако, когда чай станет горячим, он не останется горячим вечно.Просто оставьте чашку чая на столе на некоторое время, и вы уже знаете, что чем дольше вы ждете, тем холоднее будет. Это происходит из-за явления, называемого теплопередачей, которое представляет собой поток энергии в виде тепла. Если два объекта имеют разную температуру, тепло автоматически перетекает от одного объекта к другому, когда они соприкасаются. Тепловая энергия передается от более горячего к более холодному объекту. В случае с чаем тепло жидкости передается окружающему воздуху, который обычно холоднее чая.Как только оба объекта достигнут одинаковой температуры, передача тепла прекратится. Передача тепла за счет движения жидкостей (жидкостей или газов) называется конвекцией.
Другой тип теплопередачи — теплопроводность, при которой энергия перемещается через вещество (обычно твердое) от одной частицы к другой (в отличие от конвекции, когда движется само нагретое вещество). Нагревающаяся ручка кастрюли может быть примером кондукции.
Тепло также может передаваться посредством излучения. Вы могли испытать это, сидя у костра.Хотя вы не прикасаетесь к огню, вы можете почувствовать, как он излучает тепло вам в лицо, даже если на улице холодно. Если вы любите пить чай горячим, вы можете спросить, как можно уменьшить теплопередачу и как чай не остывает? Ответ — теплоизоляция. Изоляция означает создание барьера между горячим и холодным объектом, который уменьшает теплопередачу за счет отражения теплового излучения или уменьшения теплопроводности и конвекции от одного объекта к другому. В зависимости от материала преграды утеплитель будет более или менее эффективным.Барьеры, которые очень плохо проводят тепло, являются хорошими теплоизоляционными материалами, тогда как материалы, которые очень хорошо проводят тепло, имеют низкую изоляционную способность. В этом упражнении вы с помощью стакана горячей воды протестируете, из каких материалов получаются хорошие или плохие теплоизоляционные материалы. Как вы думаете, какой материал будет наиболее эффективным?
Материалы
- Пять стеклянных банок с крышками
- Ножницы (и взрослые для помощи при стрижке)
- Лента
- Алюминиевая фольга
- Пузырьковая пленка
- Шарф шерстяной или другая шерстяная одежда
- Бумага
- Горячая вода из крана
- Термометр
- Холодильник
- Таймер
- Бумага для письма
- Ручка или карандаш
Подготовка
- Отрежьте кусок алюминиевой фольги, пузырчатой пленки и бумаги (при необходимости обратитесь за помощью к взрослым).Каждый кусок должен быть достаточно большим, чтобы его можно было три раза обхватить по сторонам стеклянной банки.
- Возьмите кусок алюминиевой фольги и оберните им стенки одной из банок. У вас должно получиться три слоя фольги вокруг стеклянной банки. Используйте ленту, чтобы прикрепить фольгу к банке.
- Затем оберните другую банку пузырчатой пленкой, чтобы стекло также было покрыто в три слоя. Обязательно прикрепите пузырчатую пленку к банке.
- Используйте обрезанную бумагу, чтобы обернуть третью банку тремя слоями бумаги.Еще раз прикрепите бумагу к стеклянной банке.
- Возьмите еще одну стеклянную банку и оберните ее шарфом или другой шерстяной тканью. Сделайте только три слоя упаковки и убедитесь, что шарф остается прикрепленным к банке.
- Оставить последнюю банку без упаковки. Это будет ваш контроль.
Процедура
- Наполните каждую банку одинаковым количеством горячей воды из крана.
- Используйте термометр для измерения температуры в каждой банке. Поместите палец в воду каждой банки (будьте осторожны, если вода из-под крана очень горячая) — как ощущается температура воды?
- Запишите температуру для каждой банки и закройте крышками. Все температуры одинаковы или есть различия? Насколько велики различия?
- Откройте холодильник и положите внутрь все пять банок. Убедитесь, что они все еще надежно завернуты. Почувствуйте температуру холодильника — какова его температура?
- Поставьте термометр в холодильник. Какую температуру показывает термометр, когда вы кладете его в холодильник?
- Когда все банки будут в холодильнике, закройте дверцу холодильника и установите таймер на 10 минут. Как вы думаете, что произойдет с банками и горячей водой за это время?
- Через 10 минут откройте холодильник и выньте все банки на улицу. Банки ощущаются по-другому?
- Открывайте каждую банку по очереди и измеряйте температуру воды термометром.Также проверьте температуру пальцем. Температура изменилась? Как изменилось по градуснику?
- Повторите измерение температуры для каждой банки и запишите температуру для каждого оберточного материала. Температура в каждой банке изменилась одинаково? Какой оберточный материал привел к наименьшему изменению температуры, а какой — наибольшему?
- Для лучшего сравнения рассчитайте разницу температур в начале и в конце теста для каждой банки (начало температуры в зависимости от температуры после 10 минут хранения в холодильнике). Можете ли вы по результатам определить, какой материал является лучшим или самым слабым теплоизоляционным материалом?
- Дополнительно: Будет ли температура продолжать изменяться одинаковым образом для каждого материала? Вы можете снова закрыть каждую банку и снова положить в холодильник на 10 минут. Результаты на этот раз такие же или другие?
- Extra : Температура воды в холодильнике изменяется так же, как в морозильной камере, или при комнатной температуре? Повторите тест, но на этот раз вместо того, чтобы ставить стеклянные банки в холодильник, поместите их в морозильную камеру или храните при комнатной температуре. Насколько изменится температура воды за 10 минут? По-разному ли ведут себя разные упаковочные материалы?
- Extra : Попробуйте найти другие материалы, которые, по вашему мнению, являются хорошими или плохими теплоизоляционными материалами, и протестируйте их. Какой материал работает лучше всего? Вы можете придумать причину, почему?
- Extra : если вы вытащите банки из холодильника через 10 минут, вы, вероятно, все равно будете измерять разницу температур между водой внутри емкости и температурой внутри холодильника.Стеклянные банки можно дольше хранить в холодильнике и измерять их температуру каждые 15–30 минут. Сколько времени нужно, чтобы температура воды перестала меняться? Какова конечная температура воды внутри стакана?
- Extra : Какие еще способы улучшить теплоизоляцию, помимо правильного выбора материала изолятора? Повторите этот тест только с одним оберточным материалом. На этот раз измените толщину изоляционного слоя. Находите ли вы зависимость между толщиной изоляционного слоя и изменением температуры в холодильнике?
Наблюдения и результаты
Ваша горячая вода значительно остыла за 10 минут внутри холодильника? Хотя температура в холодильнике очень низкая, ваша горячая вода имеет высокую температуру. Когда тепловая энергия течет от горячего объекта к холодному, тепловая энергия от вашей горячей воды будет передаваться в окружающий холодный воздух внутри холодильника, как только вы поместите стеклянные банки внутрь.Самым важным механизмом теплопередачи в этом случае является конвекция, то есть воздух рядом с горячей водой нагревается горячей водой. Затем теплый воздух заменяется холодным, который также нагревается. В то же время холодный воздух охлаждает воду внутри банки. Тепло горячей воды отводится потоком холодного воздуха вокруг чашки. Если вы оставили банки в холодильнике достаточно долго, вы могли заметить, что температура меняется, пока горячая вода не достигнет температуры внутри холодильника.Без разницы температур воды и холодильника передача тепла прекратится.
Тепло из воды также теряется из-за теплопроводности: передачи тепла через материал, которая зависит от теплопроводности самого материала. Стеклянная банка относительно хорошо проводит тепло. Вы замечаете, что когда вы касаетесь стеклянной банки с горячей водой, она также становится горячей. Какой эффект имели разные упаковочные материалы? Вы должны были заметить, что при использовании упаковочных материалов температура воды через 10 минут внутри холодильника была выше, чем в неупакованном контроле.Почему? Упаковка стеклянной банки снижает передачу тепла от горячей воды к холодному воздуху внутри холодильника. Использование оберточных материалов с очень низкой теплопроводностью снижает теплопотери за счет теплопроводности. В то же время изолятор также может нарушать или уменьшать поток холодного воздуха вокруг стеклянного сосуда, что приводит к меньшим потерям тепла за счет конвекции.
Одним из способов уменьшения конвекции является создание воздушных карманов вокруг банки, например, с помощью изоляторов, таких как пузырчатая пленка, ткань или шерсть, которые имеют много воздушных карманов.Воздух в целом является хорошим теплоизолятором, но может передавать тепло за счет конвекции. Однако, если воздушные карманы внутри изоляционного материала отделены друг от друга, тепловой поток из одного воздушного кармана в другой не может происходить легко. Это причина, по которой вам следовало измерить самую высокую температуру в банке, обернутой пузырьками, и банке, обернутой тканью. Это также объясняет, почему большая часть нашей одежды сделана из ткани и почему вам будет теплее, если надеть дополнительную куртку. Бумага и фольга облегчают отвод тепла, потому что у них не так много воздушных карманов.
Дополнительные сведения для изучения
Теплопередача — для детей, из журнала «Проблемы физики реального мира»
Как животные сохраняют тепло с помощью жира, из журнала Scientific American
Как работает термос? (Pdf), из Daily Science
Science Activity for All Ages !, from Science Buddies
Эта деятельность предоставлена вам в сотрудничестве с Science Buddies
.