Téma diskuse: Tepelná izolace
Definice tepelné izolace
Když jsou dva objekty v tepelném kontaktu navzájem nebo pod vlivem záření, proces vyčerpání přenosu tepla mezi entitami se nazývá tepelná izolace. Je to pravý opak toho, jak lze definovat tepelnou vodivost. Objekt s velmi nízkou tepelnou vodivostí lze v zásadě považovat za dobře izolovaný materiál.
Tepelný izolátor
Zatímco tepelná izolace je proces vyčerpání přenosu tepla, tepelné izolátory jsou materiály, které používají proces izolace. Zabraňuje přenosu tepelné energie z jednoho objektu do druhého. Na to lze nahlížet podrobně z pohledu termodynamiky při pochopení principů tepelné energie a dalších.
teplo Izolace
Je to forma energie, která závisí na dalším faktoru zvaném teplota. Přenos energie ve formě tepla z jednoho těla do druhého vede k teplotnímu rozdílu. Teplo obvykle proudí z teplejšího do chladnějšího těla. Hraje významnou roli v principech termodynamiky. Je-li tělo studené, znamená to, že je odstraněno teplo a nepřidává se chlad, což o této formě energie přináší zábavný fakt.
Teplo lze přenášet třemi různými způsoby.
- Vedení
- konvence
- Záření
Vedení je proces přenosu energie mezi dvěma objekty, kde je médium výměny přímým kontaktem. Současně je konvekcí přenos energie pohybem hmoty za použití vzduchu jako média. Záření je proces přenosu, který probíhá bez jakéhokoli média, ale pomocí elektromagnetických vln.
Tři rovnice týkající se tří forem přenosu tepla jsou následující,
Vedení: Q = [k · A · (Thot - Tcold)] / d
Konvekce: Q = hc · A · (Ts - Tf)
Záření: P = e · σ · A · (Tr4 - Tc4) (podle Stefan-Boltzmannova zákona)
Příklady způsobů přenosu, které lze v našem každodenním životě pod vedením najít, jsou stejně jednoduché jako zrychlené vibrační molekuly v ruce při kontaktu s horkým hrnečkem na kávu. To znamená, že se ruka zahřívala tam, kde k přenosu energie došlo přímým kontaktem.
Typickým příkladem konvekce by bylo chlazení, kde by potraviny uchovávané v lednici v podstatě vychladly konvekcí vzduchu a jiných chladicích kapalin.
Záření je způsob přenosu prázdnotou, jako je teplo ze slunce, které dopadá na Zemi.
Proč tepelná izolace? Jeho účely a požadavky
Cílem tepelné izolace je zmírnit teplotu v tak malém, jako je jednotlivý dům, na tak složitý jako jaderný reaktor. Tepelná izolace slouží k posílení konstrukčních prvků proti poškození způsobenému vlhkostí nebo tepelným nárazem na součást. Opotřebení předmětu nebo dílu lze v zimě snížit tepelnou izolací, která slouží k úspoře energie. Zároveň je během léta výrazně vyčerpáno přehřátí.
Výhody tepelné izolace
Tepelná izolace vytváří optimální prostředí, které udržuje okolí v zimě teplé a v létě chladné, což umožňuje pohodlné bydlení a provoz. Vzhledem k poptávce po pohodlném životním prostředí tepelná izolace výrazně zvyšuje úspory energie a náklady na údržbu. Pomáhá také zabránit usazování vlhkosti na vnitřních stěnách místnosti nebo kontejneru, které může být způsobeno působením teploty a vlhkosti.
Tepelná izolace materiál
- Laminát
- Polyuretanová pěna
- Celulóza
- polystyren
- Minerální vlna
Tepelná izolace ze skleněných vláken:
to je nejběžnější a často používaná metoda tepelné izolace v moderních domech. Je odvozen z jemně tkaného křemíku, recyklovaných skleněných fragmentů a pískových částic obsahujících skleněný prášek.
Sklolaminát nebo skelná vata se obecně používají jako akustický izolační materiál, vnitřní materiál aplikovaný pod šikmé střechy nebo dřevěné podlahy. Vzhledem k tomu, že skleněná vlákna při kontaktu s vlhkostí nebo vlhkostí ztrácejí hodnotu izolace, jsou většinou vidět uvnitř domů a ne venku.
Hodnoty izolace materiálu jsou dány,
- Hustota = 25 kg / mXNUMX
- Kapacita akumulace tepla = 800 J / kgK
- Třída požáru => A2, S1, d0 (hašení samovolně a s nízkou schopností plamene)
- λ = 0.032 až 0.040 W / ml-K
- Difúzní odpor: 1
Celulóza:
Tento typ tepelné izolace je považován za jeden z nejekologičtějších procesů v dnešní době. Celulóza obsahuje 70-80% recyklovaného denimu, papíru nebo lepenky ve formě volné pěny silně ošetřené (15% objemových) pomocí (NHXNUMX) ₄SO₄, kyseliny borité nebo boraxu. Je považována za nejlepší formu tepelné izolace proti řešení požární odolnosti, která se v zásadě používají ke zmírnění tepelných ztrát a získání přenosu hluku.
Vlastnosti celulózy,
- Tepelná vodivost = 40 mW / m · K.
- Hodnota R = R-2.6 až R-3.8 na 100 mm
- Hustota = 57 kg / m3
Minerální vlna:
Skleněná vlna nebo minerální vlna se široce používá pro své funkční vlastnosti, snadný nákup a snadnou manipulaci. Minerální vlna zahrnuje spředenou přízi vyrobenou z roztaveného nebo recyklovaného skla nebo kamene (minerální vlna). Kamenná vlna se vyrábí z čediče, kde se vlákna jedinečným způsobem kombinují, aby se vytvořila vlněná struktura pro izolaci. Následně se vlna lisuje na minerální plsti nebo desky, které lze pro účely izolace zakoupit na trhu.
Minerální vlna se obvykle používá k izolaci stěn dutin, vnějších stěn, příček a skladovaných podlah. Rovněž se hojně používají v průmyslových aplikacích, jako jsou stroje, klimatizace atd.
Vlastnosti:
- λ = 0.03 W / mK až 0.04 W / mK
- Hustota = 30-200 kg / m³
- R = 0.035 W / mK
Kredit: Achim Hering, Rockwool 4 libry na ft3 fibrexu 5, CC BY 3.0
Polystyren:
To je také běžně známé jako polystyren, což je vodotěsná termoplastická pěna, která velmi efektivně izoluje teplotu a zvuk. Přicházejí ve dvou typech: EPS (rozšířené) a XEPS (extrudované), které se liší cenou a výkonem. Mají velmi hladký povrch izolace, který se nenachází v žádném jiném typu, obvykle vytvořený do řezaných bloků, což je velmi ideální pro izolaci. Pěna je někdy hořlavá a vyžaduje vrstvu Hexabromocyclododecane (HBCD), protipožární chemikálie.
Jeho významnými výhodami je, že má skvělé tlumicí vlastnosti, nízkou hmotnost, nízkou tepelnou vodivost a absorbuje velmi málo vlhkosti, většinou 98% vzduchu a 100% recyklovatelné.
Vlastnosti:
- R = 4-5.5
- Hustota = 0.05 g / cm3
- λ = 0.033 W / (m · K)
- Index lomu = 1.6
Kredit:Phyrexian, Polystyren, CC BY-SA 3.0
Polyuretanová pěna:
Jedná se o nejhojnější a výjimečnou formu tepelné izolace využívající jako nadouvadlo jiné než chlorfluoruhlovodíky (CFC) ke snížení poškození ozonové vrstvy. Jsou to pěny s nízkou hustotou, které sestávají z plynu s nízkou vodivostí ve skořápkách, který lze nastříkat na izolované oblasti.
Jsou lehké v relativitě a váží téměř 2 lb / ft3. Jsou také ohnivzdorné a používají se na povrchy, jako jsou cihlové bloky, beton atd., Přímou fixací. Používá se také v případě nedokončeného zdiva řezáním pěny do požadovaného tvaru a velikosti. Pěna se poté pokryje konstruktivním lepidlem, přitlačí se na povrch zdiva a utěsní spáry mezi plechy expandující pěnou.
Vlastnosti:
- λ = 0.022 W / mK až 0.028 W / mK
- Hustota = 30 kg / m3 do 100 kg / m3
- R = 6.3 / palec tloušťky
Druhy tepelné izolace
Deka: Izolace Batt and Roll
Nejznámějším a široce dostupným druhem izolace je izolace deka, která se dodává v battech nebo rolích. Skládá se z pružného vlákna, ze skleněných vláken. Batts and Rolls jsou také dokončeny z minerální vlny, plastu a přírodních vláken, jako je bavlna a ovčí vlna. Izolace deky se s největší pravděpodobností použije v nedokončených stěnách, podlahách a stropech a tyto izolace lze snadno namontovat mezi sloupky, trámy a trámy. Tento typ izolace se velmi používá, protože je vhodný pro standardní rozteče mezi trámy a trámy, které jsou relativně bez různých překážek. Tento typ je také relativně drahý ve srovnání s ostatními.
Tepelná izolace betonového bloku
Izolace betonových bloků je zabudována několika způsoby, například přidáním pěnových perlí nebo vzduchu do betonové směsi, aby se získaly požadované hodnoty R. Izolace z betonového bloku je široce používána pro nedokončené stěny, včetně základových zdí, a také se prominentně používá pro stavbu a renovaci. Instalace vyžaduje speciální dovednosti, jako je stohování, izolace betonových bloků bez použití malty a lepení povrchu. Jádra jsou izolována, aby bylo dosaženo požadovaných hodnot R, což nám pomáhá také mírné teploty.
Izolační betonová pěna
Při výrobě se používají pěnové desky nebo pěnové bloky. Tento typ izolace se velmi často používá k dokončování nedokončených zdí i základových zdí pro novou výstavbu. Jsou také začleněny jako součást sestavy budovy. Tato kategorie izolací se ve stavebnictví velmi používá. Protože jsou zabudovány do zdí domu, zvyšuje tepelný odpor.
Tuhá vláknitá nebo vláknová izolace
Sklolaminát a minerální vlna se používají k asimilaci izolace vláken. Tuhá vláknitá izolace se velmi používá v oblastech, které odolávají vysokým teplotám, a často se používá pro potrubí v nepodmíněných prostorech. Vláknová izolace je stanovena dodavateli HVAC, obvykle izolaci vyrábí a instaluje na větrací otvory. Používají se hlavně z důvodu jeho schopnosti odolat vysoké teplotě.
Strukturální izolované panely (SIP)
Jedná se primárně o izolační jádro z pěnové desky nebo z tekuté pěny a izolaci ze slámy. Jsou začleněny do nedokončených stěn, stropů, podlah a počáteční konstrukce střech. Realizují je stavební dělníci, kteří spojují SIP dohromady a vytvářejí stěny a střechy. Výhody použití tohoto typu izolace poskytují konzistentní a vyšší izolaci ve srovnání s tradiční izolací. Implementace SIP trvá omezené množství času.
Tepelná izolace v jaderném sektoru
Obecná myšlenka jaderné elektrárny je, že se používá k výrobě elektřiny s jaderným štěpením.
Jádra jaderných reaktorů slouží určitému účelu při uvolňování energie enormního množství tepla a pracovního výkonu. Uzavření jaderného reaktoru v kontejneru je velký prostor zahrnující systém zásobování jadernou párou (NSSS).
NSSS má reaktor, ventily, potrubí, čerpadla a další různé součásti a zařízení. NSSS produkuje velmi podstatné čisté kladné tepelné zatížení. Izolace na horkém potrubí a zařízení uvnitř reaktoru má jeden cíl: řídit zatížení chlazení kontejnmentu. Ochlazování kontejnmentu se provádí za účelem odstranění tohoto tepla spojeného přímo s vodním útvarem (řeka, jezera atd.) Nebo chlazení kompresí par, jako je klimatizace. Technické specifikace jaderných elektráren budou znepokojeny, pokud zdroj tepla uvolní teplo více, než je rychlost chlazení ve standardu.
Tepelné vlastnosti izolace
Během procesu výběru izolace je třeba zvolit zejména primární úvahy. Tyto vlastnosti se liší podle zvoleného materiálu, od vlny po tepelnou izolaci jaderného reaktoru. Rozdíl v tepelných vlastnostech typů izolace má vliv na míru účinnosti, výkonu a udržitelnosti.
Je třeba vzít v úvahu různé vlastnosti:
Emisivita (E):
Materiál zapsaný jako ε je definován jako poměr energie vyzařované materiálem k energii emitované černým tělesem při podobné teplotě. Laicky řečeno, je užitečné vydávat energii jako tepelné záření, jako je infračervená energie.
Tepelná vodivost (C):
Lze to nazvat jednotkovým teplotním rozdílem mezi dvěma tělesy, která odvozují časovou rychlost ustáleného tepelného toku jednotkovou oblastí daného materiálu.
Teplotní limity:
horní a dolní úroveň teploty by měly být splněny materiály zvolenými pro izolaci.
Tepelný odpor (hodnota R): teplotní rozdíl mezi dvěma povrchy indukuje jednotkový tepelný tok jednotkovou plochou objektů (Km2/ W).
Součinitel prostupu tepla (U):
skrz sestavu je celková vodivost tepelného toku vytvořena jako tepelná propustnost.
Tepelná vodivost (hodnota k):
Kde, L = tloušťka materiálu, (m)
T = teplota, (K)
q = průtok tepla, (W / m2)
Dozvědět se více o termodynamice klikněte zde!
Základní tým TechieScience pro malé a střední podniky je skupina zkušených odborníků z různých vědeckých a technických oborů včetně fyziky, chemie, technologie, elektroniky a elektrotechniky, automobilového průmyslu a strojního inženýrství. Náš tým spolupracuje na vytváření vysoce kvalitních, dobře prozkoumaných článků o široké škále vědeckých a technologických témat pro web TechieScience.com.
Všechny naše senior SME mají více než 7 let zkušeností v příslušných oborech. Jsou to buď profesionálové z pracovního průmyslu, nebo jsou spojeni s různými univerzitami. Odkazovat Naši autoři Stránka, kde se dozvíte o našich základních malých a středních podnicích.