Учебное пособие я ш среднее профессиональное образование
жүктеу/скачать 5.14 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Глава 2. СВОЙСТВА ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ И КОНСТРУКЦИЙ И МЕТОДЫ ИХ КОНТРОЛЯ
- Плотность Плотность
- номер: 1 — стержень; 2 — зажимный винт; 3 — трубка;
- Прибор для определения средней плотности рыхлых волокнистых материалов
- Пористость Пористость
- 1ТН= (УпоР/У)
33
Теплоизоляционная конструкция представляет собой комплекс, отвечающий совокупности требований, определяемых внутренними условиями работы изолируемого объекта и внешними условиями эксплуатации конструкции. Условия работы тепловой изоляции, а следовател ьно, и выбор той или иной теплоизоляционной конструкции во многом зависят от типа изолируемого объекта. К основным типам изолируемых объектов следует отнести:
Объекты тепловой изоляции в нефтяной и химической промышленности — ректификационные колонны, регенераторы, скрубберы, реакторы, калориферы, теплообменники, емкости для хранения нефтепродуктов, конденсатные сборники и др. В энергетических системах тепловая изоляция выполняется на оборудовании и трубопроводах теплоэлектростанций, котельных местного значения. Тепловой изоляции подлежат паровые котлы, паровые и газовые турбины, подогреватели, испарители, деаэраторы, баки, бойлеры, насосы, дымососы, газоходы, вентиляторы, сепараторы, циклоны и др. В промышленных тепловых агрегатах изолируются доменные, нагревательные, термические, стекловаренные, вращающиеся печи, электропечи, промышленные сушила, тоннельные и нагревательные печи, котлы-утилизаторы, подогреватели, воздухонагреватели, металлические, кирпичные и железобетонные дымовыетрубы. В жилых и промышленных зданиях и сооружениях изолируют фундаменты, стеновые ограждения, междуэтажные и чердачные перекрытия, бесчердачные покрытия, системы горячего и холодного водоснабжения. На транспорте изолируют пассажирские и изотермические вагоны, авторефрижераторы, суда всех типов, подвижной состав городского транспорта, самолеты. В зависимости от назначения изолируемого объекта различают следующие виды тепловой изоляции: промышленная — изоляция промышленного оборудования и трубопроводов; строительная — изоляция строительных конструкций зданий и сооружений. 34 В зависимости от температуры изолируемых объектов они подразделяются на объекты с положительной и отрицательной температурой поверхности. По форме и размерам объектов тепловой изоляции конструкции бывают:
В зависимости от местоположения объектов тепловой изоляции конструкции могут находиться внутри зданий, на открытом воздухе и под землей. Трубопроводы под землей могут быть проложены бесканально либо в непроходных каналах и тоннелях. Существует еще целый ряд признаков, характеризующих теплоизоляционные конструкции: высота и длина, вертикальное или горизонтальное расположение. Теплоизоляционные конструкции состоят из следующих основных элементов:
В зависимости от назначения конструкции, условий ее работы, материала теплоизоляционного и покровного слоев конструкцию дополняют антикоррозионным или отделочным слоем. Теплоизоляционный слой, как правило, непосредственно примыкает к изолируемой поверхности и выполняет теплозащитную функцию. В ряде случаев производят антикоррозийную обработку объекта, если выбранный тип изоляции сам не несет функций защиты от коррозии. В зависимости от материала теплоизоляционного слоя теплоизоляционные конструкции подразделяются на следующие виды. 35
По степени монтажной готовности теплоизоляционные конструкции делят на полносборные заводской готовности, комплектные и сборные:
36 защитно-покровных материалов с доводкой и фиксацией крепежными деталями по месту. Конструкции, теплоизоляционный и покровный слои которых выполнены из штучных изделий, а также засыпные, набивные, мастичные и литые относятся к неиндустриальным; индустриальные конструкции — полносборные и комплектные. В зависимости от температуры изолируемых поверхностей конструкции изоляции делятся на группы: для горячих и для холодных поверхностей (с положительными и отрицательными температурами). По количеству основных теплоизоляционных слоев конструкции бывают одно- и многослойные (двух- и трехслойные). Многослойная изоляция бывает однородная или неоднородная, т. е. выполненная из двух теплоизоляционных материалов или изделий и более. Глава 2. СВОЙСТВА ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ И КОНСТРУКЦИЙ И МЕТОДЫ ИХ КОНТРОЛЯ Для того чтобы успешно решить задачу, поставленную при создании и возведении теплоизоляционной конструкции, необходимо, чтобы выбранные теплоизоляционные материалы отвечали определенным требованиям. Среди наиболее значимых требований — низкая и постоянная в течение всего времени эксплуатации теплопроводность, способность не разрушаться под воздействием атмосферныхявлений и температуры изолируемого объекта, не вызывать коррозии и разрушения изолированного объекта, не препятствовать температурным деформациям изолированного объекта. Срок службы изоляции, как правило, не должен быть ниже срока службы изолированного объекта. Суждение по этим и другим свойствам теплоизоляционных материалов можно вынести после рассмотрения совокупности свойств, определенных общепринятыми методами.
Плотность — величина, равная отношению массы вещества к занимаемому им объему (без учета пор и пустот). Плотность определяют (г/см3, кг/м3, т/м3) по формуле р-т/У, где т — масса материала, кг (г, т); V— объем, занимаемый этим материалом, м3 (см3). Средняя плотность — величина, определяемая отношением массы т тела или вещества ко всему занимаемому объему V, включая имеющиеся поры и пустоты. Среднюю плотность р (г/см3, кг/м3) для штучных изделий, рулонных и шнуровых материалов, изделий и материалов с плоской поверхностью в состоянии естественной влажности вычисляют по формуле (ГОСТ 17177—94) р = т/[У{\ + 0,01 Ж)], где IV— массовая влажность изделия или материала, %. Знание плотностной характеристики теплоизоляционного материала дает массу информации о его теплоизоляционных и прочност 38 ных свойствах. Чем меньше средняя плотность материала, тем мень- ше его теплопроводность. Однако, чем меньше этот показатель, тем хуже его монтажная прочность и часто больше водопоглощение, а следовательно, такая конструкция может быть менее долговечна. Для различных теплоизоляционных материалов в условиях работы в конкретной конструкции имеется свой оптимум по средней плот- ности. Для определения средней плотности необходимо знать массу материала в состоянии естественной влажности, его объем и влаж- ность. Массу материала находят взвешиванием, а влажность — вы- сушиванием образца при температуре (105 + 5)°С. Объем образца материала определяют одним из следующих методов. Объем штучных, рулонных и шнуровых изделий вычисляют по формулам на основании линейных размеров. Толщину уплотняющих минераловатных и стекловолокнистых изделий (плит, прошивных матов) измеряюттолщиномером (рис. 2.1). Масса диска 4с трубкой 3 толщиномера создает удельные нагрузки, предусмот- ренные соответствующими стандартами (ГОСТами) или техническими условия- ми (ТУ) на эти материалы. Так, для из- делий, не содержащих связующее вещест- во, удельная нагрузка равна 0,0001 МПа. Для изделий, содержащих связующее ве- щество и имеющих плотность не более 175 кг/м3, — 0,0005 МПа. Для изделий, содержащих связующее вещество и име- ющих плотность более 175 кг/м3, удель- ная нагрузка равна 0,002 МПа. Объем рыхлых волокнистых материа- лов (минеральной и стеклянной ваты) определяют на специальном приборе (рис. 2.2), который металлическим дис- ком 2, создающим удельное давление 0,002 МПа, уплотняет ма- териал. В цилиндре 1 прибора помещают горизонтальными слоями испытуемый материал массой 0,5 кг; на него с помощью подъем- ного устройства допускают металлический диск и выдерживают в таком состоянии в течение 5 минут. Затем по шкале, нанесенной на стержень 3, замеряют высоту И и подсчитывают объем Vпо формуле У= лК2Н, где К — радиус цилиндра, м; к — высота сжатого слоя материала в цилиндре, м. 
номер: 1 — стержень; 2 — зажимный винт; 3 — трубка; 4 - диск; 5 - игла 39 
Рис. 2.2. Прибор для определения средней плотности рыхлых волокнистых материалов: 1 - цилиндр; 2 - диск; 3 - стержень со шкалой; 4 - подъемное устройство 
Плотность сыпучих зернистых материалов (вспученных перлитов, вермикулита, совелита- порошка и др.) определяют отношением массы материала, засыпанного в мерный сосуд, к объему этого сосуда. Пробу материала насыпают через воронку (рис. 2.3) с высоты 10 см в предварительно взвешенный сосуд до образования над его верхом конуса, который удаляют без уплотнения вровень с краями сосуда линейкой. Этот сосуд с материалом взвешивают. Плотность пробы р, кг/м3, вычисляют по формуле р = (т2~т])/У(1 + 0,01 Щ, где т1 — масса мерного сосуда, кг; т2 — то же с пробой, кг; V— объем мерного сосуда, м3; IV— влажность пробы материала, %. Плотность материалов для мастичной изоляции (совелита, нью- веля, асбестодиатомовых порошков и др.) определяют на отформованных и высушенных образцах-балочках. Пробу материала затворяют водой до нормальной консистенции, проверяемой с помощью конуса СтройЦНИЛа (рис. 2.4). Нормаль- 40 ная консистенция массы соответствует глубине погружения конуса на 10 ± 1 см. Формы для из- готовления образцов размером 200 х 40 х 40 мм устанавливают на металлическую пластину, сма- занную машинным маслом, и заполняют приго- товленным раствором. Раствор в углах формы уплотняют концом ножа, после чего поверхность раствора заглаживают лезвием ножа заподлицо с бортами формы. Заполненные формы высуши- вают при температуре 105—110°С (378—383 К) до постоянной массы. После извлечения из форм образцы измеряют с погрешностью 0,2 мм, затем взвешиваютспогрешностью0,01 ги вычисляют их плотность р, кг/м3: " р = 1000 т/У, образца, г; У— объем образца, см3.
Пористость — степень заполнения объема материала порами. Истинной, или общей, пористостью изделия Пи (%) называют отношение объема пор Упор к полному объему изделия: 1ТН= (УпоР/У) Ю0. Во всех случаях /7И = /7откр + Язакр. Истинная пористость может быть подсчитана по формуле /7и = (1 -Роб/р)Ю0> где р0б — объемная масса изделия, г/см3; р — плотность изделия, г/см3. Из формулы видно, что чем меньше средняя плотность материала, тем больше его пористость. Известно, что чем меньше средняя плотность материала, тем лучше его теплоизоляционные свойства при средней температуре (20—25 °С) слоя. Это определяется высокой пористостью материалов, т. е. наличием большого количества воздуха в порах, у которого очень низкая теплопроводность (0,027 Вт/(м • К) при температуре 20 °С в спокойном состоянии). Теплоизоляционные свойства материалов зависят не только от числового значения пористости, но и от вида материала, структуры пор, их размеров и формы, степени равномерности расположения пор в материале, а также от того, являются ли поры закрытыми или сообщаются одна с другой и с окружающим воздухом (открытая пористость). Наилучшими теплоизоляционными свойст 
Рис.2.4. Конус где т — масса жүктеу/скачать 5.14 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|