Жидкие теплоизоляторы: Жидкий теплоизолятор

Содержание

Жидкий теплоизолятор

Жидкий теплоизолятор – это суспензия, основанная на структурированных акриловых полимерах. Для ее создания используется специальный наполнитель, а также — теплоизолирующая составляющая. Это – своеобразные мельчайшие стеклянные капсулы, наполненные вакуумом (или инертным газом).

Их диаметр не превышает 100 мкм. Они — основа объема жидких утеплителей. Также есть дополнение в виде связующего, молекулярного сита. С его помощью молекулы воды задерживаются, но воздух может циркулировать. Благодаря этому уникальному свойству, стены (фасады) остаются «дышащими».

Технология сверхтонкой теплоизоляции

Теплоэнергетики и сотрудники сферы промышленности используют данный материал, когда нужно обработать поверхности сложных объектов:

  • Трубопроводов
  • Котлов
  • Бойлеров
  • Чердаков
  • Лоджий
  • Кровельных поверхностей
  • Фундаментов

Универсальное средство для сверхтонкой теплоизоляции:

Универсальная сверхтонкая теплоизоляция

АКТЕРМ Стандарт

Универсальный материал на водной дисперсии, обладает термоизоляционными и гидроизоляционными свойствами, предназначено для промышленного и бытового применения с температурой эксплуатации от –60°С до +150°С.

Универсальная жидкая теплоизоляция — утепление изнутри

и проч. А в области теплоэнергетики жидкую теплоизоляцию применяют, зная, что она сохранит большое количество тепла. Так предпринимателям удается сократить затраты, которые обычно уходят на обслуживание трубопроводов. Используйте теплоизоляцию, которая легко наносится на различные поверхности. У жидкой консистенции -лучшая способность сохранять тепло. Ее используют практичные собственники, не желающие напрасно тратиться на расходы ЖКХ.

Очень важно, что она позволяет облегчить процесс демонтажа. Новые слои теплоизоляции накладываются непосредственно на старый. Это – материал, необходимый трубопроводам, поскольку он способен защитить металл от коррозии. Он защищает его от конденсата, предупреждая опасность ржавчины. Из-за труднодоступности трубопроводов срок годности слоя эластичной термокраски особо длинный. Это вещество может использоваться только один раз, оно не подлежит второбработке, как многие другие теплоизоляторы.

Жидкий теплоизолятор используется для защиты помещений различного назначения от теплопотерь. Тонкий слой материала, благодаря использованию новейших технологий, позволяет обеспечить достаточную защиту и герметичность. При этом, появляется возможность экономить на отоплении, благодаря свойству поверхности отражать тепло внутрь помещения.

Жидкая консистенция позволяет наносить материал на любую поверхность – ревную или деформированную. При этом не требуется готовить поверхность к нанесению изолятора.

Полимеры, которые входят в состав теплоизолятора, обеспечивают отличные эксплуатационные свойства материала. Покрытие характеризуется устойчивостью к механическим повреждениям, прочностью, долговечностью, надежностью, стойкостью к воздействию огня.

Зимой жидкая сверхтонкая теплоизоляция обеспечивает защиту от холода, летом – от перегрева помещения. Современные технологи позволяют совершенствовать материал, улучшая его функциональность.

В состав вещества входят специальные добавки, которые дают уникальные свойства теплоизолятору. Материалом можно пользоваться практически при любой температуре, сферы применения также не ограничены.

Состав материала – гарантировано защищает от негативного влияния коррозии, плесени, грибка. Даже при использовании в качестве покрытия ржавого метала, коррозия не повредит защитный слой.

Надежный жидкий теплоизолятор гарантирует минимизацию затрат средств и времени на монтаж. Для нанесения краски не требуется сложное современное оборудование, доступное только профессионалам. Для создания защитного покрытия требуется распылитель, благодаря которому получается качественное и равномерное покрытие, или валик.

Для труднодоступных мест – кисти. Защитное покрытие не деформируется под. воздействием высокой температуры, не подвержено возгоранию.

Сверхтонкая теплоизоляция – наиболее современный и инновационный материал, который обеспечит высокий уровень защиты от теплопотерь. При этом создается эстетичная поверхность. Жидкая теплоизоляция – правильный выбор для помещений небольших размеров, поскольку не «крадет» ни сантиметра полезной площади. Сложные формы также не являются препятствием для использования такого материала. Сверхтонкая изоляция не осуществляет нагрузку на несущую конструкцию, безопасна для владельцев помещения, быстро наносится и сохнет.

Качественные изоляторы жидкой консистенции – возможность, предоставленная инновационными технологиями, которая поможет защитить помещение от холода без чрезмерных трат времени и средств.

Какие жидкие теплоизоляторы производит Компания КрасКо?

Жидкий теплоизолятор — это керамический теплоизолирующий материал на основе вакуумных стеклянных шариков и полимерного связующего. По своей консистенции жидкий теплоизолятор напоминает обычную краску, при этом в нанесённом виде действует как тепловой барьер. После полимеризации на поверхности образуется гибкое эластичное покрытие, которое обладает уникальными теплоизоляционными и энергосберегающими свойствами.

Для решения проблем тепловой изоляции поверхностей мы предлагаем следующие жидкие керамические теплоизоляторы:

Теплокор 2 в 1 «Антиконденсат» — теплоизоляционная краска, применяется утепления металлических поверхностей, стальных труб и трубопроводов, для теплоизоляции газопроводов и нефтепроводов, воздуховодов и паропроводов, резервуаров, котлов, бойлеров, технологического оборудования.

Фасадка Теплозащита «Антиплесень» — утепляющая краска, применяется для утепления внутренних и наружных стен домов, фасадов и цоколей зданий, для теплоизоляции балконов и лоджий, полов и потолков, фундаментов и отмостки, стыков панелей, оконных откосов, подвалов, перекрытий.

Сверхтонкие керамические теплоизоляторы :Теплокор 2 в 1 «Антиконденсат» и Фасадка Теплозащита «Антиплесень» применяются для жидкой теплоизоляции любой строительной поверхности (металл, бетон, железобетон, кирпич, шифер, штукатурка, гипсокартон, дерево и др.).

Применение жидкой теплоизоляции в строительстве позволяет сократить расход энергии на отопление зданий, снизить потребление строительных материалов, уменьшить вес строительных конструкций и улучшить комфорт внутри жилых помещений.

Теплоизоляционные материалы и краски на сайте krasko.ru.

Подробнее о жидких теплоизоляционных покрытиях (жидкие керамические утеплители, жидкая керамическая теплоизоляция, сверхтонкие керамические теплоизоляторы) можно ознакомиться на нашем сайте.


 

Следующий вопрос

Жидкая теплоизоляция — плюсы, особенности применения, принцип действия

С незапамятных времен человек стремился обустроить и облагородить ореол своего обитания. «Мой дом – моя крепость». И эта крепость должна отвечать ряду требований, таким как безопасность, комфорт и уют. Первостепенным признаком комфорта в доме является температура. Учеными доказано, что человек может приспособиться практически к любым ограничениям и трудностям (нехватка еды и сна, постоянный стресс, 18-ти часовой рабочий день и т.д.) за исключением одного – холода.

Раньше наши предки использовали шкуры убитых зверей для утепления своих хижин, позже в ход пошли мох и солома. В двадцатом веке сохранять тепло в доме нам помогали разнообразные полимеры и минеральная вата. Но прогресс не стоит на месте и сегодня на российском рынке можно встретить очень интересный и полезный продукт – «жидкая теплоизоляция». Наряду с GPS и технологией микроволн, это вещество мы получили благодаря развитию космической промышленности. Перед учеными стояла задача по минимизации тепловых потерь космического корабля в открытом космосе. Но в тоже время нельзя было допустить увеличение массы корабля, что отрицательно сказалось бы на его динамике. Благодаря научным изысканиям в области покорения космоса, сегодня мы имеем возможность значительно упростить процесс теплоизоляции.

Принцип действия жидкой теплоизоляции

Сам термин «жидкая теплоизоляция» подразумевает, что это вещество, находящееся в жидком состоянии, которое имеет свойства уменьшать процесс теплопередачи. Внешне она выглядит как обыкновенная краска, но с более плотной консистенцией. Производители уверяют нас, что по свойствам проводимости тепла, миллиметровый слой нанесенной жидкой теплоизоляции аналогичен двухсантиметровому слою полиуретана и четырехсантиметровому слою минеральной ваты. Каким же образом удается добиться таких результатов?

В состав жидкой теплоизоляция входит множество различных химических компонентов, которые создают энергоизоляционный барьер посредством миллионов керамических микросфер с разряженным воздухом, связанных акрило-каучуковой смесью. Керамические микросферы обладают отличной отражательной способностью. Из школьной программы нам известно, что воздух является лучшим теплоизолятором благодаря свой маленькой плотности. При разрядке воздуха его теплопроводность становится еще ниже. Благодаря всем этим составляющим удается добиться превосходных теплоизоляционных свойств при толщине слоя всего в один миллиметр.

Плюсы и преимущества жидкой теплоизоляции

Жидкая теплоизоляция имеет несколько значительных преимуществ перед классической теплоизоляцией:

  1. Цена. Проведение любых строительных работ – дело затратное. А что мы делаем с затратами? Максимально минимизируем, но с соблюдением всех требований к используемым материалам. Имея аналогичные полистиролу или вате теплоизоляционные свойства, жидкая вариация обладает меньшим расходом.
  2. Экологичность. Состояние окружающей среды ухудшается ежегодно и всё чаще при выборе строительных материалов рассматривается фактор их экологичности. Такой подход рационален, человек стремится исключить абсолютно все, что может угрожать его здоровью или здоровью его близких. При производстве жидкой изоляции не используются какие-либо токсичные материалы.
  3. Универсальность. Нанесение жидкой изоляции возможно на любую поверхность. Имея высокую адгезию (возможность сцепления покрытия с поверхностью нанесения) вкупе со способностью заполнения всех трещин, данная теплоизоляция исключит любые пути утечки тепла.
  4. Практичность. Использование классических теплоизоляционных материалов (полимеры, вата) вынуждает создавать дополнительную нагрузку на конструкции отопительных систем. Тонкий слой жидкой теплоизоляции практически невесом в сравнении со своими «твердыми» аналогами. К тому же жидкая теплоизоляция не боится ни перепадов температур, ни влаги, ни ультрафиолета. Температурный диапазон её эксплуатации начинается на отметке в -60 градусов и заканчивается на +250 градусов Цельсия.
  5. Объем. Для хранения литов пенопласта и туков минеральной ваты понадобиться высвобождение дополнительного пространства на складских помещениях. Их доставка на стройку возможна только с вовлечением грузовой техники. К вышесказанному стоит добавить необходимость использования различных инструментов при установке твердых теплоизоляционных материалов. В тоже время несколько упаковок жидкой теплоизоляции займут гораздо меньше места при возможности перевозки на легковом автомобиле.

Область применения

Благодаря своим характеристикам, области применения жидкой теплоизоляции достаточно обширны:

  • кирпичные и бетонные стены;
  • трубопроводы;
  • крыши;
  • бойлеры;
  • резервуары для хранения нефтепродуктов;
  • холодильное и вентиляционное оборудование;
  • котлы;
  • контейнеры и т.д.

 

Несмотря на относительную «молодость» этого материала, он уже успел себя положительно зарекомендовать в строительной, промышленной и теплоэнергетической отраслях.

Особенности применения жидкой теплоизоляции

Процесс монтажа жидкой теплоизоляции не требует каких-то определенных навыков. Способы нанесения на поверхность идентичны способам нанесения обычной краски, будь то кисть или аэрозоль. В большинстве случаев нанесение теплоизоляции должно происходить при температуре не ниже +5 градусов. Учитывая сложные климатические условия нашей страны, некоторые производители имеют в ассортименте продукцию, нанесение которой возможно и при минусовых температурах.

Важно помнить, что перед началом процесса нанесения, жидкость следует медленно и тщательно перемешать до однородной массы с консистенцией сметаны. Высокая скорость смешивания грозит механическими разрушениями керамических компонентов, что неизбежно приведет к порче продукта. Добавление воды допустимо лишь при увеличении густоты продукта, появлении комков и образовании уплотненного слоя на поверхности. Появление хотя бы одного из вышеуказанных признаков, говорит о несоблюдении условий хранения материала.

Ассортимент жидкой теплоизоляции от компании «Орион»

ТД «Орион» предлагает 3 вида жидкой теплоизоляции производства Rezolux.

Цвет белый, емкость 10 и 20 кг.

  • Магнитерм Стандарт – универсальная теплоизоляция.
  • Магнитерм Норд — теплоизоляция с возможностью нанесения до – 30 градусов.
  • Магнитерм Фасад — тиксотропная теплоизоляция с возможностью нанесения на вертикальные стены, содержит также антисептирующие добавки.

Что такое RE-THERM? — Производство жидкой теплоизоляции, гидроизоляции, огнезащиты, защитных пропиток

Сверхтонкая жидкая теплоизоляция RE-THERM — это покрытие, созданное в соответствии с самыми последними достижениями научно-технического прогресса. Данный состав уже при толщине слоя в 1 миллиметр оказывает существенный теплоизоляционный эффект, по своей эффективности сравнимый с применением слоя классической теплоизоляции толщиной 50 миллиметров. По своей сути теплоизоляция RE-THERM представляет собой лакокрасочный материал, который после нанесения на любую поверхность (на фасад или внутреннюю стену дома, на трубу, на резервуар и т.д.) образует тончайшую пленку (от 1 до 3 (мм)), способную работать как полноценная теплоизоляция.

 

Нанесение сверхтонкой жидкой теплоизоляции RE-THERM осуществляется при помощи стандартных окрасочных инструментов, таких как кисть, валик, пульверизатор, шпатель и т.д. Идеально подобранные компоненты, оборудование и технология изготовления теплоизоляционного покрытия RE-THERM позволяют придавать ему не только теплоизоляционные, но и гидроизоляционные, а при определенных условиях, и звукоизоляционные свойства. 

Теплоизоляционное полимерное покрытие RE-THERM состоит из вакуумированных керамических микросфер (размером от 10 до 50 мкм) и пустотелых силиконовых микросфер (диаметром от 30 до 100 мкм), которые находятся во взвешенном состоянии в смеси из полимерного связующего, пигментов, антипиренов, пластификаторов и других целевых добавок. Такой состав теплозащитных покрытий RE-THERM делает их легкими, гибкими, стойким к UF-излучению, воздействию атмосферных осадков и перепадов температур.

Сверхтонкие жидкие теплоизоляторы RE-THERM обладают уникально низким коэффициентом теплопроводности, который делает данные составы в десятки раз эффективнее «классических» утеплителей, и как следствие, позволяет феноменально снизить толщину используемого слоя теплоизоляции. Высочайшая стойкость RE-THERM к атмосферным воздействиям позволяет применять его без дополнительной защиты — без покровного слоя на трубопроводах и других металлических поверхностях и без необходимости применения облицовочных материалов на ограждающих конструкциях. 

Покрытие RE-THERM, нанесенное на поверхность стены, является не только высокоэффективным теплоизоляционным материалом, но также защитным составом, предохраняющим саму стену от негативного воздействия внешних факторов.

В отличие от стандартной теплоизоляции сверхтонкая жидкая теплоизоляция RE-THERM практически не обладает гидрофильностью. Следствием тому является отсутствие увлажнения стеновых конструкций и увеличение срока их службы. 
Покрытие RE-THERM активно используется на различных объектах уже несколько лет и имеет широкую практику применения. Опыт использования сверхтонкой жидкой теплоизоляции RE-THERM говорит о том, что объекты, утепленные им стоят в неизменном состоянии уже многие годы, а эксплуатирующие их люди навсегда забыли о проблемах, связанных с недостаточным утеплением, намоканием и плесневыми поражениями строительных конструкций. 

Помимо прочих достоинств, сверхтонкий жидкий утеплитель RE-THERM является пожаробезопасным материалом. Данные составы выпускаются в двух разновидностях – слабогорючая и негорючая (в зависимости от областей применения и задач). 
При создании своих материалов наша компания всегда исходит из того, чтобы создать продукт, который не будет наносить вред окружающей среде, и жидкая теплоизоляция RE-THERM не стала тому исключением! Покрытия RE-THERM – экологически чистые материалы, применение, хранение и транспортировка которых не связаны с соблюдением особых требований безопасности. Использование RE-THERM не наносит вреда ни лицам, имеющим с ним непосредственный контакт, ни окружающей природе.

Говоря об отраслях и объектах, где можно применять теплозащитные покрытия RE-THERM можно смело сказать, что им нет числа. Перечислим лишь некоторые из них: 
• Устранение промерзаний стен, промерзаний балконов и перекрытий. 

• Утепление откосов, утепление полов, утепление наружных и внутренних стен зданий. 
• Устранение конденсата на стенах и других ограждающих конструкциях. 
• Теплоизоляция трубопроводов, технологического оборудования, резервуаров и запорной арматуры. 
• Уменьшение количества или полная ликвидация конденсата на металлических поверхностях трубопроводов. 
• Тепловая изоляция переборок и корпусов судов и других видов транспорта. 
• Снижение травмоопасности трубопроводов и оборудования (устранение возможности получения ожогов обслуживающего персонала). 
• Утепление кровель, подвалов, технических этажей (чердачных помещений) и многое-многое другое. 
Подводя итог, необходимо отметить основные преимущества, которыми обладают покрытия RE-THERM: 
• Простота, удобство и высокая скорость производства работ, связанных с утеплением 
• Отсутствие необходимости устройства покровного слоя на трубопроводах. 
• Отсутствие необходимости облицовки слоя теплоизоляции на фасадах. 
• При утеплении трубопроводов RE-THERM — это антикоррозийная защита, теплоизоляция, пароизоляция и покровный слой! 
• Возможность постоянного контроля состояния поверхности. 
• Не создает дополнительной весовой нагрузки на объект и не увеличивает объем утепляемого объекта. 
• Обладает эстетичным внешним видом и легко колеруется в различные цвета. 
• Высокая стойкость практически ко всем внешним воздействиям обеспечивает высочайшую долговечность не менее 15 лет.

Жидкие теплоизоляторы

Жидкий теплоизолятор представляет собой жидкий материал, который еще называют теплокраской. Такое название он получил из-за схожести нанесения и консистенции с краской, а также теплоизоляционными свойствами.

Изначально этот теплоизолятор применяли в космической индустрии, но теперь он зарекомендовал себя и на строительном рынке. Его применяют ля утепления стен внутри и снаружи, полов,перекрытий,потолков, труб и много другого.

В составе жидкого теплоизолятора несколько компонентов, в зависимости от которых определяется назначение и применение теплокраски:

  • Наполнитель – крошечные микросферы, внутри которых разреженный воздух.
  • Связующее – на основе акрила или латекса.
  • Добавки – различные типы добавок в зависимости от области применения материала.

Для получения максимального теплоизолирующего эффекта необходимо учитывать область применения материала, условия эксплуатации, материал поверхности и температурный режим эксплуатации. Учитывая все эти факторы, необходимо подобрать правильный вид жидкого теплоизолятора, который прослужит качественно и долго.

Принцип работы жидкой теплоизоляции

После нанесения на поверхность теплоизолятор создает слой, который отражает 90% тепловой энергии внутрь помещения и создает так называемый «эффект термоса». Не смотря на малую толщину слоя теплоизоляции, теплопроводность у этого материала незначительна. Это можно объяснить тем, что только 20% связующих компонентов участвуют в процессе теплопроводности.

Большую часть вещества жидкого теплоизолятора составляют полые микрошарики с воздухом, которые не позволяют теплу накапливаться в материале и отдавать его холодной окружающей среде. То есть путем конвекции жидкий теплоизолятор также практически не теряет тепло.

Для более надежного теплоизолирующего эффекта теплокраску наносят на внутреннюю и внешнюю поверхность стен.

Покрытие трубы теплокраской для сохранения тепла внутри

Нанесение жидкого теплоизолятора

Жидкий теплоизолятор наносят также, как и краску: с помощью валиков, кистей или краскопульта. Для качественной теплоизоляции достаточно 1 мм по толщине слоя.

Для более надежной теплоизоляции теплокраску наносят на внутреннюю и внешнюю поверхность стены. Такой метод также эффективен для предотвращения появления плесени, грибка и сырости в теле стены.

Нанесение жидкого теплоизолятора с помощью краскопульта

Преимущества и свойства теплокраски
  • Теплоизоляция фасадов зданий без увеличения веса и толщины стен
  • Сокращение потерь тепла внутренних помещений здания
  • Предотвращение появления грибка и плесени
  • Простота нанесения
  • Экономия на обогреве здания в холодный период
  • Экономия на кондиционировании здания в летний период
  • Широкая область применения (утепление стен, полов, потолков, перекрытий, кровель)

Недостатком этого материала является его высокая стоимость по отношению к другим теплоизоляционным материалам. Поскольку материал новый на строительном рынке, то и доверие к нему невелико. В связи с этим о жидком теплоизоляторе отзываются весьма по-разному.

Квартира, утепленная жидким теплоизолятором

Оптимальных доказательств в его эффективности пока нет, но возможно со временем этот утеплитель завоюет рынок. Пока что известно точно, что при утеплении откосов и углов этот материал справляется как нельзя хорошо.

Оборудование для нанесение жидких теплоизоляционных составов еще дешевле!

Сегодня для того, чтобы утеплять здания, широко используют специальные жидкие теплоизоляционные составы.

Если сравнивать данный способ с другими вариантами утепления, то, в первую очередь, он отличается вариантом нанесения этого материала. При этом нанесение теплоизоляции осуществляется с помощью:

  • кисти;
  • распылителя;
  • валика.
Нанесение жидкой теплоизоляции, слой которой должен быть равен приблизительно 1 миллиметру, это – достаточно кропотливый процесс, который требует соответствующей внимательности и аккуратности.
После того, как состав был нанесен, происходит его полимеризация, и возникает пленка. Эта пленка, в свою очередь, обладает определенными энергосберегающими характеристиками.

Из чего же состоит жидкая теплоизоляция?


Покрытие теплоизоляции включает:

  • наполнитель, который представляет собой шарики, наполненные воздухом. Они могут быть стеклянными, полимерными и керамическими. Размер таких шариков очень маленький;
  • латекс либо акрил – связующее вещество;
  • определенные добавки, придающие теплоизоляции особые свойства, требующиеся в тех или иных условиях эксплуатации.
Какие механизмы позволяют сохранять тепло?
Существует три основных механизма, которые позволяют сохранять тепло. К ним относятся:
  • излучение. Шарики отражают, а также рассеивают тепло в определенном помещении. Благодаря этому, примерно 90 процентов излученной энергии сохраняется внутри того или иного помещения, либо здания;
  • конвекция. Потери на перенос тепла самим веществом при жидкой теплоизоляции являются минимальными;
  • теплопроводность. Тепло поступает от тех предметов, которые уже нагреты, к холодным предметам, повышая при этом их температуру.
Оборудование для теплоизоляции необходимо выбирать, исходя из особенностей конкретной площади, в частности, ее размеров. При этом оборудование должно быть самого высокого качества, иначе нанесенные жидкие теплоизоляционные составы вряд ли смогут прослужить достаточно длительный период времени.

Качественное оборудование позволяет наносить такие составы, которые:

  1. обеспечивают защиты от жары и холода;
  2. просто наносятся;
  3. экологически безопасны и, самое главное,
  4. долго служат, сохраняя свой первоначальный внешний вид.
Поэтому жидкие теплоизоляционные составы сегодня применяются так активно. И все большее и большее количество потребителей останавливает свой выбор именно на данном варианте.

Жидкая теплоизоляция. Cпецполимеризоляция

Жидкое керамическое теплоизоляционное покрытие, жидкая теплоизоляция, жидкий утеплитель, теплоизоляционная краска – как только не называют этот новый вид универсального утеплителя, который по виду напоминает густую высоковязкую акриловую краску, а точнее – мастику. После нанесения такого теплоизоляционного состава на поверхность любой конфигурации образуется покрытие, 1 мм которого способно заменить 50 мм традиционного утеплителя!

Теплопроводность жидкой теплоизоляции

Жидкая теплоизоляция обладает такой низкой теплопроводностью (0,0012 Вт/м*С) из-за содержания в своем составе керамических тонкостенных гранул разного размера, внутри которых находится разреженный воздух – среда, близкая к вакууму.  Изготавливаются эти гранулы при помощи нанотехнологий путем воздействия на них кратковременного высокомощного электрического разряда. Все мы прекрасно знаем, что вакуум обладает уникальными теплоизоляционными свойствами, а в составе жидкой теплоизоляции 80% гранул с вакуумом и только 20% акрила с добавками, поэтому и толщина жидкого теплоизолятора в разы меньше толщины традиционных утеплителей, которые снижают потери тепловой энергии за счет теплопроводности воздуха, находящимся между волокнами теплоизоляции.

Модификации жидкой теплоизоляции

Помимо акриловой композиции и наносфер, в состав жидкой теплоизоляции входят специальные добавки, которые позволяют применять материал в различных условиях на  поверхностях любого типа и при любых температурах окружающей среды.

Классические или универсальные модификации жидкой теплоизоляции подходят для применения на металле, пластике и любой другой поверхности, которой не требуется повышенная паропроницаемость нанесенного на нее покрытия, так как данные материалы являются пленкообразующими и для того чтобы просохнуть, наносятся слоями не толще 0,5 мм в сутки. Поверхность, на которую наносятся жидкие теплоизоляторы, должна быть сухой, чистой, без пыли, ржавчины и жирных пятен. Максимальная температура эксплуатации классической жидкой теплоизоляции не более + 200 градусов С.

Для того, чтобы теплоизолировать металлические поверхности с налетом ржавчины существуют модификации жидкой теплоизоляции с добавками, включающими ингибиторы коррозии. Перед нанесением антикоррозийных модификаций теплоизоляционной краски, достаточно механически зачистить рыхлую ржавчину на поверхности металла. Антикоррозийные модификации жидкой теплоизоляции являются не просто средством защиты поверхности от коррозии, но и являются полноценным жидким теплоизолятором с точно таким же коэффициентом теплопроводности, как и классические составы и также являются пленкообразующим материалом. Максимальная температура эксплуатации антикоррозийной жидкой теплоизоляции не более + 150 градусов С.

Для утепления стен, потолков, пола, балкона, лоджии и любого другого объекта, поверхность которого должна «дышать», применяются специальные теплоизоляционные покрытия с повышенным коэффициентом паропроницаемости. Такие жидкие утеплители можно наносить слоями до 1 мм в сутки, так как материал очень легко и быстро выводит из своего состава влагу. Жидкая теплоизоляция может наноситься на стены как с внутренней стороны, так и с внешней (при условии что температура воздуха на улице выше +7 градусов). Чтобы теплоизоляционное покрытие на стене имело гладкую поверхность, материал лучше наносить широким шпателем, предварительно смачивая его водой. При необходимости, материал можно заколеровать в нужный цвет, либо окрасить уже высохшее покрытие акриловой краской любого цвета. Стены, утепленные жидкой теплоизоляцией, можно оклеивать обоями на бумажной или флизелиновой основе. Максимальная температура эксплуатации паропроницаемых жидких утеплителей не более + 120 градусов С. (На стенах такой температуры быть не может, но такими теплоизоляторами утепляют и различное оборудование, в целях экономии времени послойного нанесения.)

Бывают случаи, когда утеплять что-либо приходится при отрицательных температурах окружающего воздуха. Например, для того, чтобы утеплить промерзающую стену с внешней стороны, то есть со стороны улицы, где в это время температура воздуха ниже 0 градусов, существуют специальные модификации на основе растворителей, работы по нанесению которых можно производить при температуре окружающего воздуха до – 30 градусов С. Они также обладают повышенной паропроницаемостью и могут наноситься толщиной до 1 мм в сутки. Максимальная температура эксплуатации жидких теплоизоляторов на основе растворителей не более + 80 градусов С.

Толщина слоя и расход жидкой теплоизоляции

Приблизительный расчет толщины и расхода жидкой теплоизоляции Броня на стенах.

Наименование материала стены

Толщина материала стены, мм

Толщина слоя Броня Фасад (расчетная), мм

Толщина слоя Броня Фасад (округленная), мм

Приблизительный расход при нанесении кистью, л/м2

Кирпич

250

400

530

670

2,31

1,83

1,42

0,81

2,5

2

1,5

1

2,75

2,2

1,65

1,1

Бетон

250

350

1,65

1,33

2

1,5

2,2

1,65

Керамзитобетон

200

300

400

2,21

1,87

1,37

2,5

2

1,5

2,75

2,2

1,65

Пенобетон

200

300

400

2,04

1,56

1,22

2,5

1,5

1

2,75

1,65

1,1

Дерево

100

150

200

1,72

1,47

0,64

2

1,5

1

2,2

1,65

1,1

 

 Приблизительный расчет толщины и расхода жидкой теплоизоляции Броня на трубопроводах.

Средняя температура на поверхности, °С

Толщина слоя Броня (фактическая), мм

Толщина слоя Броня (расчетная), мм

Приблизительный расход при нанесении кистью, л/м2

0 — 40

1

0,46

1,1

40/45 – 80-85

1

1,04

1,1

80/85 – 100/110

1,5

1,56

1,65

100/110 – 160/180*

2

1.97

2,2

160/180 – 200/210*

3

2,79

3,3

200/210 – 260*

4

3,92

4,4

 

Преимущества жидкой теплоизоляции

Несомненно, главным преимуществом жидкой теплоизоляции перед другими видами утеплителей, представленными на рынке, это минимальная толщина теплоизоляционного слоя. Это позволяет экономить свободное пространство, которого в некоторых случаях просто не бывает. Вместо слоя традиционного утеплителя, толщиной 5 сантиметров, жидкая теплоизоляция займет всего лишь 1 миллиметр.

Также большим преимуществом жидких керамических теплоизоляционных покрытий является их бесшовность. То есть при нанесении жидкой теплоизоляции на тот или иной объект, совершенно любой формы и размера, образуется покрытие, которое полностью покрывает и утепляет всю площадь поверхности, не оставляя даже малейших мостиков холода.

Жидкие утеплители практически не создают никакой дополнительной нагрузки на теплоизолируемые конструкции.

Нанесение жидкой теплоизоляции – это малярные работы, которые на порядок дешевле работ по устройству теплоизоляции традиционными утеплителями.

Теплоизоляционное покрытие, образованное в результате нанесения жидкой теплоизоляции, очень легко локально ремонтируется. Необходимо нанести несколько слоев жидкого утеплителя на участок, требующий ремонта.

Недостатки жидкой теплоизоляции

К недостаткам данного вида утеплителей можно отнести невозможность проведения работ по нанесению жидкой теплоизоляции в условиях повышенной влажности. Например, нельзя наносить материал на фасад здания во время дождя, либо перед дождем, потому что существует риск смывания покрытия со стены, если  оно не успело высохнуть и полимеризоваться.

Одним из недостатков жидкой теплоизоляции является необходимость выдерживания межслойной сушки в 24 часа, при нанесении нескольких слоев для набора рекомендованной общей толщины покрытия.

 

— это воздух и изолятор

Эту статью написал Якоб Вернерис из Thermaxx Jackets

Если вы раньше имели дело с изоляцией, возможно, вы слышали, как кто-то говорил, что воздух — хороший изолятор. Это утверждение может вызвать много вопросов, если вы не знакомы с изоляцией или свойствами воздуха. Чтобы разобраться в этом, вы должны спросить себя: «Почему воздух — хороший изолятор?»

В общем, газы являются лучшими изоляторами, чем жидкости, которые лучше изолируют, чем твердые тела.Плотность — важный фактор, влияющий на изоляционные свойства вещества. Плотность зависит от межмолекулярного расстояния или расстояния между молекулами материала. Для большей наглядности давайте посмотрим на различные физические фазы h3O. В твердом состоянии, таком как лед, его молекулы упакованы гораздо ближе друг к другу по сравнению с его газообразным состоянием в виде водяного пара. Чем больше расстояние между молекулами материала, тем труднее передавать тепло через этот материал. Воздух — хороший изолятор, потому что это газообразное вещество, поэтому его разнесенная молекулярная структура в некоторой степени сопротивляется теплопередаче.

Вспомните, когда вы в последний раз выпили чашку горячего кофе или чая. Когда вы берете чашку со стола, чтобы сделать глоток, вы можете почувствовать, как тепло напитка становится сильнее по мере того, как ваше лицо приближается. Причина, по которой вы не чувствуете того же тепла, что и кофе или чай за столом, заключается в том, что воздух действует как изолятор.

Примером воздуха в качестве изолятора является двухкамерное окно. Окна с двойным остеклением представляют собой два листа стекла с застойным пространством для воздуха или газа между двумя стеклами.Это небольшое пространство воздуха между двумя слоями стекла снижает способность теплопередачи за счет конвекции. Конвекция — это передача тепла за счет движения жидкого вещества, при этом жидкости представляют собой только жидкости и газы.

Поскольку эта область воздуха имеет очень минимальное движение, теплопередача через эту среду очень затруднена.

Другим примером использования воздуха в качестве изолятора являются изолированные кофейные чашки. Если вы пьете из бумажного стаканчика, ваша рука почувствует тепло кофе, может быть, даже настолько, что вам понадобится рукав для чашки, чтобы с комфортом держать его.Но если ваш напиток находится в изолированной чашке, вы можете почти не чувствовать тепла, когда держите ее. Он не только холоднее на ощупь, но и сохраняет кофе горячим в течение более длительного периода времени. Два типа изолированных чашек — это чашки в стиле термоса и чашки из полистирола, часто называемые пенополистиролом. Чашки в стиле термоса работают так же, как и двухкамерные окна. У них есть внутренний и внешний слой, разделенные воздухом для уменьшения конвекции. Полистирол — это изоляция, которая может состоять более чем на 95% из воздуха.Если вы раньше использовали эти типы чашек, вы знаете, что из-за нагрева кофе происходит лишь незначительное изменение наружной температуры чашки.

Есть разные способы измерить, насколько хорош какой-либо изолятор. В обычной шкале используется термин, называемый k-фактором. Коэффициент k измеряется в БТЕ-дюйм / час — фут2 — ° F. Если вы не знакомы с различными шкалами измерения, посетите нашу страницу «Характеристики изоляции: R-фактор, K-фактор и C-фактор» для получения дополнительной информации. Ниже представлена ​​таблица, показывающая теплопроводность или k-фактор воздуха по сравнению с другими распространенными типами изоляции.

[идентификатор таблицы = 5 /]

Изоляционные материалы, перечисленные в таблице выше, используют воздух по-другому, чем, возможно, это делают окна с двойным остеклением. Стекловолокно, например, имеет низкую плотность и состоит из плетеного кремния с крошечными кристаллами стекла. Стекловолокно задерживает в себе воздух, ограничивая теплопередачу.

Хотя воздух обладает прекрасными изоляционными свойствами, иногда нецелесообразно полагаться только на него. Для правильного использования воздуха должна быть граница.Другими словами, если воздух ограничен, он может работать в полную силу. Чтобы лучше представить эту концепцию, давайте посмотрим на хорошо изолированный дом. Наружные стены, двери и окна при правильной герметизации действуют как граница. Если сегодня холодный день и дом отапливается, стены, двери и окна сохранят холод и тепло внутри. А теперь допустим сквозняк в двери или окне. Значительно снизится способность домов удерживать тепло внутри и холод снаружи.Вы даже можете заметить разницу в температуре в домах, и отопление будет стоить значительно дороже.

Итак, давайте еще раз спросим себя, является ли воздух хорошим изолятором тепла? Ответ на этот вопрос положительный, если он используется правильно. Воздух должен находиться в пределах границ, чтобы максимально снизить теплопередачу, например, для использования в окнах с двойным остеклением, в изолированных кофейных кружках и в обычно используемых типах изоляции.

Узнайте больше о 5 самых распространенных теплоизоляционных материалах

Просмотрите наши продукты или свяжитесь с нами для получения дополнительной информации.

Худший проводник в мире может изменить правила игры в условиях климатического кризиса

Вы, наверное, знаете, что горячий чай в металлической чашке собирать гораздо неприятнее, чем горячий чай в пенке. Это классический пример того, как одни материалы лучше проводят тепло, чем другие. Вот почему дома часто утепляют целлюлозой или стекловолокном; вот почему горячие жидкости образуют пену. В частности, металлы проводят тепло лучше, чем неметаллы, а твердые тела проводят тепло лучше, чем газы.Вот почему окна с двойным остеклением лучше изолируют ваш дом: если вы поместите в окна тонкий воздушный карман, то этот воздух будет делать много.

Исследователи из Ливерпульского университета в Великобритании создали материал, который, по их словам, обладает худшей теплопередачей практически из всех твердых материалов, которые когда-либо постигали люди. Если это звучит странно, но это не так — из материала, который является ужасным проводником тепла, может получиться отличный изолятор, а такие материалы могут сыграть ключевую роль в достижении в мире нулевых выбросов парниковых газов.Исследователи опубликовали свою работу в четверг в журнале Science .

«Обнаруженный нами материал имеет самую низкую теплопроводность среди всех неорганических твердых тел и почти так же плохо проводит тепло, как и сам воздух», — говорит Мэтт Россейнски, химик из Ливерпульского университета в Великобритании и один из авторов исследования. в заявлении.

Теплопроводность связана с атомной структурой. Хотя газы могут быть более горячими, чем жидкости или твердые тела, они хуже проводят тепло, потому что их атомы разнесены дальше друг от друга.Чем больше колеблются атомы внутри, тем больше эти атомы могут проводить тепло. Эти модели вибрации называются фононами; чем больше в материале, тем лучше он может проводить тепло.

Итак, один из ключей к созданию материалов, которые являются худшими проводниками и лучшими изоляторами, — это повозиться с атомной структурой материала. Следовательно, вы измените способ воспроизведения фононов в этом материале.

[По теме: Что такое квантовая сеть?]

В Ливерпульском университете исследователи обратились к двум различным соединениям: одно из них называется оксихлорид висмута (переливающееся твердое вещество, которое часто используется для придания косметике жемчужного оттенка), а второе — оксиселенид висмута.

У обоих материалов есть фононы, которые работают в разных направлениях. Таким образом, сложив их вместе в одну кучу, исследователи могли бы сплавить их в материал, который будет особенно плохо передавать тепло через слои этой кучи.

В результате получился материал, который, по словам создателей, почти так же плохо проводит тепло, как газообразный воздух. При этом этот материал в десять раз хуже проводит тепло, чем жидкая вода, в сто раз хуже, чем твердый титан, и в тысячу раз хуже, чем сталь.

Джон Алария, физик из Ливерпульского университета и один из авторов исследования, считает, что создание материалов с низкой проводимостью, подобных их, имеет больше применений, чем просто побитие рекордов. «Эта стратегия может быть применена к другим важным фундаментальным физическим свойствам, таким как магнетизм и сверхпроводимость, что приведет к более низкому энергопотреблению и более эффективной передаче электричества», — говорится в заявлении.

Потери тепла — их главное препятствие. На самом деле, нетрудно рассматривать потерю тепла как злого духа, преследующего все части мировых энергетических систем.Большая часть этой потери тепла происходит из-за трения, но большая часть также происходит из-за потери тепла через материалы. Если энергия, которая идет на обогрев вашего дома, уходит в воздух снаружи, то это отходы, и это отходы, уходящие из нашей энергосистемы.

[По теме: мы наконец знаем, что искры северное сияние]

Фактически, из-за мозаики неэффективности — неправильного использования, потерь в электросети и действительно отводимого тепла — аналитики Ливерморской национальной лаборатории Лоуренса подсчитали, что ошеломляющие две трети U.S. Производство энергии никогда не достигает своей конечной цели.

Итак, по мнению ученых, есть веская причина продолжать исследования подобных материалов. Создание более качественной изоляции и лучших материалов могло бы значительно сократить потребление энергии и иметь большое значение для уменьшения зависимости мира от ископаемых видов топлива.

Электроизоляционные материалы — Custom Materials Inc.

Электричество неразрывно связано с нашей жизнью во всех сферах, от приготовления еды до развлечений.Электричество, питающее и контролирующее почти все аспекты нашей жизни, может использоваться как средство добра или зла. Что делает электричество интересным явлением, так это его невидимая, но мощная сила. Простая искра провода может шокировать кого-нибудь до смерти или осветить дом. Именно эта универсальность делает его такой востребованной силой.

Но если наши смартфоны и автомобили питаются от электричества, то именно изоляторы позволяют безопасно использовать его. В этой вселенной тепла, давления и движения определенные вещества обладают способностью отталкивать заряженные частицы, что делает их потенциальными электрическими изоляторами.

Что такое изолятор?

Изолятор — это материал, который предотвращает прохождение электрического тока по его поверхности. Изоляторы, состоящие из разных материалов, обладают разными свойствами, которые определяют их уникальные свойства. Если вы посмотрите на стандартную конструкцию многих электрических устройств, вы заметите, что большинству из них требуется нейтральная поверхность, на которой располагается их проводящий элемент (обычно металл). Это связано с тем, что изолирующие свойства этих неметаллических материалов позволяют контролировать электрический поток.

Изоляторы

в инженерном контексте обычно относятся к материалам, которые можно разделить на две категории — твердые и жидкие. Эти два материала могут быть дополнительно разделены на различные типы изоляционных материалов в зависимости от их состава.

Твердые изоляторы

Из материалов или веществ с твердой конструкцией образуются твердые изоляторы двух видов — диэлектрики и стекло / керамика. Хотя материя, которая попадает под эти две главы, состоит из разных видов веществ, они оба обладают одинаковой способностью терять электрическую проводимость под действием электрического заряда.Эти материалы обычно представлены в виде тонких слоев, на которых располагается проводящий слой. Таким образом, они создают барьер, который позволяет току течь только в одном направлении.

Некоторые из наиболее распространенных материалов твердых изоляторов:

  • Стекло / керамика, например, диоксид кремния (кварцевое стекло) и каменная соль или хлорид натрия (используется для поваренной соли).
  • Пластмассы, изготовленные из органических материалов со сложной жидкой или газообразной структурой. Графитовые электроды и тонкая углеродная фольга также используются в качестве отличных изоляторов.
  • Медь — наиболее широко используемый проводник электричества в проводах, но почти любой металл в той или иной степени проводит электричество. Есть несколько вариантов подключения, которые могут быть полезны: магнитный провод, проволочные катушки и изолированный провод.

Если говорить о полном списке изоляционных материалов, то он бесконечен, поскольку пластмассовая промышленность является наиболее производительной отраслью современной эпохи.

Жидкие изоляторы

Известные своей способностью бесконечно удерживать электрический заряд, свойства жидких изоляторов сделали их одним из наиболее широко используемых веществ в науке электромагнетизма.Эти материалы обычно используются для изготовления конденсаторов, основной принцип работы которых заключается во временном накоплении электричества для обеспечения плавности потока. Жидкие изоляторы также используются для изготовления электрических и электромагнитных волноводов, которые используются для передачи информации со скоростью света.

Обычные твердые или жидкие изоляторы включают:

Десять примеров изоляторов

Наиболее эффективными электрическими изоляторами для создания барьера между проводниками и удержания электрических токов под контролем являются:

  • Резина
  • Стекло
  • Чистая вода
  • Масло
  • Воздух
  • Бриллиант
  • Сухая древесина
  • Сухой хлопок
  • Пластик
  • Асфальт

Прочие сильные изоляторы включают:

  • Стекловолокно
  • Сухая бумага
  • Фарфор
  • Керамика
  • Кварц

Понимание изоляторов на молекулярном уровне

Каждый материал на молекулярном уровне имеет определенную структуру.И это конкретное расположение также отвечает за физические свойства изолятора. Расположение молекул в изоляторе таково, что тепло (температура), электричество (заряды) и другие потенциально проводящие элементы не могут проходить через него так же легко. Причина этого — связь между атомами в химическом соединении

.

Независимо от того, является ли изолятор твердым или жидким, он должен иметь поверхность, которая связана с другими подобными молекулами. При таком количестве молекул, связанных вместе, потенциальное пространство между ними меньше, что предотвращает любой поток электричества.Таким образом, изоляторы обладают высокой связью и энергией между атомами в их объемных конфигурациях.

Как работает изолятор?

По сути, изолятор работает, блокируя движение электронов по своей поверхности. Согласно определению, проводник позволяет течь электричеству, имея большое количество доступных и подвижных электронов. Это позволяет электронам получать энергию и тем самым перемещаться по проводнику, например по металлу. Например, если жидкость или газ содержат ионы, то ионы можно заставить течь в виде электрического тока, а материал является проводником.А изолятор — полная противоположность — он физически предотвращает поток, не имея легкодоступных электронов.

Проводник может быть металлическим или неметаллическим; разница в том, что первый позволяет электрическому заряду перемещаться за счет взаимодействия, а второй требует, чтобы заряд был удален за счет трения. Единственное практическое различие между проводником и изолятором — это соотношение подвижных электронов на поверхности и доступных электронов в объеме.

Расположение атомных связей таково, что затрудняет удаление электронов внешней оболочки из молекул.По сути, эти молекулы, присутствующие на поверхности, имеют электроны своей внешней оболочки, сильно вложенные в связывающую сеть. Это делает их мобильность очень минимальной, а также лишает их свободы передвижения за плату.

Самые удаленные электроны — это те, которые обычно движутся вместе с электрическим током. Но, как было сказано ранее, их мобильность низкая, что делает их бесполезными для потенциального перетока электричества.

Зачем нужны электроизоляционные материалы

1.Они поддерживают электрическую целостность

Наиболее важной особенностью электрических изоляторов является их способность удерживать электрический заряд — либо отрицательный, либо положительный. Благодаря этому свойству изоляторы можно использовать в качестве барьера, через который электрические заряды могут проходить без утечки. Таким образом, изоляторы дают нам драгоценную способность преобразовывать электричество из дикой, неконтролируемой силы в чистый, контролируемый поток энергии, который можно использовать по желанию.

2. Они уступают дорогу безопасной транспортировке электроэнергии

Одним из наиболее важных свойств изоляторов является их способность блокировать ток, чтобы дать нам возможность решать, как мы его использовать.Они являются благом для энергетических компаний, которые хотят транспортировать свой источник энергии в назначенные места или хотят использовать энергию от источника и отправить ее обратно по проводнику.

3. Они помогают нам в мерах безопасности

Безопасность — всегда самая важная забота в мире энергетики. Несмотря на все наши попытки сократить количество несчастных случаев, вызванных электричеством, факт остается фактом. Однако эти несчастные случаи можно свести к минимуму, приняв меры предосторожности. Первый шаг в этом направлении — использование изоляторов в качестве барьера между источником энергии и людьми.Используя изоляторы на электростанциях и опорах электропередач (они определенно используются), мы можем контролировать способы передачи энергии к нам.

4. Безопасное использование

Для безопасной работы во многих устройствах и инструментах, которые мы используем в повседневной жизни, используются изоляторы. Если мы думаем об электронных системах зажигания и, в целом, об электромобилях, то в обоих местах используется изолятор, чтобы минимизировать риск повреждения. Возьмем, к примеру, фен. Если бы устройство было сделано без изолятора, то его мощность в 800 Вт обожгла бы ваши волосы и кожу.Однако из-за наличия встроенного изолятора мощность проходит через небольшой зазор в центре. Обеспечение теплоизоляции, передачи тепла и распределения заряда. Таким образом, обеспечивая безопасную работу, изоляторы являются благом для любого используемого электрического устройства.

Заключение

Без использования этих изоляционных материалов разнообразные системы на планете никогда не были бы успешно созданы и функционировали. Все, от электрической передачи до электронного зажигания и от телефонов до компьютеров — каждая система, от двери с дистанционным управлением до мобильного сотового телефона, работает за счет наличия изоляционных материалов, которые делают эти действия возможными.

Связанные

Какие материалы могут поддерживать горячую воду? | Science of Heat

Многие критики и онлайн-обзоры колоссальны, когда вы ищете материалов, которые могут поддерживать горячую воду, или просто ищите, «какие материалы могут поддерживать горячую воду». Тем не менее, правильно подобранные защитные материалы сохранят воду горячей на протяжении значительных промежутков времени. Независимо от того, предназначен ли он для домашнего чайника или кувшина с эспрессо, отличный защитник либо отражает тепло обратно к его источнику, либо защищает его от утечки.Плохие оболочки, иначе называемые проводниками, быстро теряют тепло. Примеры ужасных защитных устройств тепла включают в себя металлы, например медь и сталь, которые регулярно используются для радиаторов, которые умело направляют тепло. Существует ряд материалов, которые можно использовать в качестве сепараторов для кипящей воды, каждый из которых имеет свое применение.

Наука о тепле

Прежде чем пройти всю статью, давайте начнем с некоторых фундаментальных наук о тепле. Это поможет вам понять дальнейшие чтения.С научной точки зрения тепло — это энергия, как и другие энергии во Вселенной. По словам физиков, каждая работа, которую мы выполняем, — это в некоторой степени энергия, потому что никакая работа не может быть выполнена без замены одного элемента другим. Например, когда мы переезжаем в школу или офис, мы должны пройти определенное расстояние. Наша физическая энергия преобразуется в движущуюся энергию. На рабочем месте мы работаем с силой, давлением, толчком или чем-то еще и получаем то, что нам нужно, в другой форме. Итак, наши особые усилия обращаются к этому ожидаемому материалу или материи.Наша энергия передается в другое, каждое мгновение, больше не информируя нас.

Аналогичным образом, в отношении тепловой энергии невозможно уловить общее количество тепла. Некоторое тепло будет проводить, другое конвектировать, а другое излучать. Конвективное тепло немного мало по сравнению с излучением, а проводимое тепло является максимальным по сравнению с остальным. Таким образом, в жидкости тепло не может проводиться, если в нее не погружен какой-то внешний материал. В основном, тепло здесь конвектируется и излучается. Испаряется небольшая часть тепла, что звучит как теплопроводность.Конвекция — это процесс, при котором тепло схлопывается внутри жидкости и медленно передает тепло наружу. Так что, если контролировать процесс конвекции, жидкость будет немного больше сохранять тепло. Имейте это в виду в первую очередь. В следующем разделе вы узнаете вторую основу.

Наука о жидкостях

Жидкости бывают разных видов и категорий, которые вы знаете. Часто мы начинаем день с жидкости и тоже заканчиваем. Все, от липкой до абсолютной жидкости, является примером жидкости.В этой статье мы сосредоточимся на воде, поэтому мы вскоре обсудим науку о жидкой воде.

Из элементарной химии в нашей средней школе мы знаем, что вода — это сложное вещество, состоящее из двух разных материалов — водорода и кислорода. Миллиарды молекул этих двух типов соединены друг с другом прочной связью параллельно с более слабой связью. Сильные узы не могут быть разрушены обычными внешними силами. Но более слабые легко могут быть сломаны поверхностной энергией. Посмотрите на картинку здесь.

Сплошные линии — сильные связи, пунктирные — слабее. Итак, сплошные линии не могут дрожать там, где пунктирные легко отвязываются друг от друга. Итак, когда вы нагреваете воду, тепло совпадает со структурной связью воды, которая разрушает их водородные связи. Чем больше вы нагреваете, тем больше разрушается связей, что в конечном итоге приводит к испарению.

Теперь вы уже знаете два термина. Первый — это контроль тепловой конвекции, а второй — более слабые водородные связи в молекуле воды.Определенно, вы должны уменьшить тепло внутри воды, чтобы она оставалась теплее.

Связано: Как использовать горячую пластину?

Материалы, которые сохраняют воду горячей

Теперь начался основной интерес нашей темы «Какие материалы могут поддерживать воду горячей». Есть много материалов, которые сохраняют воду горячей по своим характеристикам, просматривая сайты в Интернете и много изучая все это, мы выяснили некоторые изоляторы в мире, которые поддерживают горячую воду.

Изоляторы в основном жаростойкие. Тепло через него передается очень мало и медленно. Самый удобный и привычный изолятор — керамика. Максимум наших чайников изготовлен из керамики. Кроме того, газета, фольга, хлопок, стекловолокно являются хорошими термосепараторами. Эти изоляторы сопротивляются теплопередаче, поэтому водородные связи в молекуле воды непрерывно разрываются и снова соединяются. Тепло конвектируется внутри молекул и перемещается внутри них. Поверхность стенки поддона или канистры для воды препятствует передаче тепла.Несмотря на керамику, в мире существует множество изоляторов. Мы стараемся познакомить их с их плюсами и минусами.

Стекловолокно может поддерживать горячую воду:

Стекловолокно является наиболее широко применяемой защитой, используемой в наши дни. В свете того, как это сделано, стекловолокно может ограничить тепловое перемещение путем адекватного зацепления тонких нитей стекла в защитный материал. Основной недостаток стекловолокна — опасность ухода за ним. Поскольку стекловолокно состоит из тонко плетеного силикона, ему придают форму стеклянному порошку и скромным осколкам стекла.

Они могут нанести вред глазам, легким и даже коже, если не надето самое лучшее защитное снаряжение. В любом случае, когда используется самое лучшее оборудование для улучшения самочувствия, установка стекловолокна может выполняться без происшествий. Стекловолокно — феноменальный негорючий защитный материал со значением R от R-2,9 до R-3,8 на дюйм. Если вы ищете умеренную защиту, это, несомненно, лучший подход, однако его внедрение требует мер безопасности.Обязательно используйте защитные очки, защитные крышки и перчатки при работе с этим предметом.

Минеральная вата сохраняет воду горячей:

Минеральная вата действительно подразумевает несколько различных видов защиты. Во-первых, это может быть стекловолокно, которое представляет собой стекловолокно, изготовленное из повторно используемого стекла. Во-вторых, это может означать сотрясение шерсти, которое является своего рода защитой, произведенной с использованием базальта. В конце концов, это может быть связано с шерстью шлака, которая создается из шлака сталелитейных заводов.Большая часть минеральной шерсти в Соединенных Штатах на самом деле является шлаковой шерстью.

Минеральный флис можно приобрести в войлоках или в качестве бесплатного материала. В большинстве минеральных флисов нет добавок веществ, которые делают их огнестойкими, что делает их непригодными для использования в условиях, когда доступно необычайное тепло. Тем не менее, он не воспламеняется. Когда минеральный флис используется в сочетании с другими, более теплостойкими видами защиты, он может быть эффективным методом защиты огромных зон. Минеральный флис имеет оценку R, отличную от R-2.8 к R-3.5.

Целлюлоза:

Защита целлюлозы, возможно, является одним из наиболее экологичных видов защиты. Целлюлоза производится из повторно используемого картона, бумаги и других сопоставимых материалов и имеет свободную структуру. Целлюлоза имеет R-оценку от R-3,1 до R-3,7.

Некоторые текущие исследования целлюлозы показали, что это может быть великолепный предмет для ограничения ущерба от пожара. Из-за малых размеров материала целлюлоза практически не содержит кислорода.Отсутствие кислорода внутри материала ограничивает вред, который может причинить пожар. Таким образом, целлюлоза не только может быть одним из наиболее экологичных видов защиты, но также является одним из наиболее огнестойких типов защиты. Тем не менее, у этого материала также есть определенные недостатки, например, повышенная чувствительность, которая может понадобиться некоторым людям для бумажной пыли. Точно так же обнаружение людей, способных использовать этот вид защиты, умеренно сложно по сравнению с государственным стекловолокном.3).

У них есть R-оценка примерно R-6.3 на дюйм толщины. Есть и пена небольшой толщины, которую можно осыпать на незащищенные территории. Эти виды полиуретановой защиты, как правило, имеют рейтинг R-3,6 на дюйм толщины. Еще один недостаток такого рода защиты — это то, что она пожаробезопасна.

Полистирол:

Полистирол — это водостойкая термопластичная пена, которая является превосходным материалом для защиты от звука и температуры.Он бывает двух видов: расширенный (EPS) и вытесненный (XEPS), иначе называемый пенополистиролом. Эти два вида отличаются оценкой исполнения и стоимостью. Более непомерный XEPS имеет оценку R-5,5, а EPS — R-4. Защита из полистирола имеет исключительно гладкую поверхность, которой не обладает никакой другой вид защиты. Обычно пену делают или разрезают на квадраты, что идеально подходит для защиты разделителя. Пена горючая и должна быть покрыта изоляционным синтетическим материалом под названием гексабромциклододекан (ГБЦД).ГБЦД в последнее время подвергается нападкам из-за опасности для здоровья и стихийных бедствий, связанных с его использованием.

Хлопок:

Защита хлопка состоит из 85% повторно используемого хлопка и 15% пластиковых нитей, обработанных боратом — аналогичным огнестойким и пугающим репеллентом от насекомых / крыс, используемым для защиты целлюлозы. В одном из предметов используются повторно использованные отходы изготовления отделки синих джинсов. Из-за повторно используемого вещества для производства этого предмета требуется незначительная жизнеспособность.Хлопковая защита доступна в войлоках и стоит примерно на 15-20% дороже, чем защита из стекловолокна.

Изоляция из пеноматериала:

Пена карбамидоформальдегидная (УФ) использовалась в домах в 1970-х и середине 1980-х годов. В любом случае, после многочисленных юридических споров, связанных с благополучием, из-за неосмотрительных заведений, УФ-пена больше никогда не будет доступна для частного использования и подверглась истощению из-за вытекания формальдегида и усадки. В настоящее время он используется в основном для кирпичной кладки перегородок в коммерческих и современных зданиях.

Защита от пенообразования UF использует сжатый воздух в качестве специалиста по вспениванию. УФ пена на основе азота может полностью раствориться за полмесяца. В отличие от полиуретановой защиты, УФ-пена не растет во время фиксации. Водяной дым может легко пройти через него, и он отделяется при задержанных температурах выше 190 ° F (88 ° C). Пена UF не содержит антипиренов.

Несмотря на упомянутые материалы, существует множество других, которые поддерживают горячую воду. Некоторые из них заброшены из-за проблем с гигиеной.

Связано: Как очистить деревянную салатницу?

Как работают эти материалы, чтобы вода оставалась горячей?

Каждый материал, который мы здесь обсуждали, имеет изоляционные характеристики, поэтому вы можете использовать что угодно, чтобы вода оставалась теплой. Однако мы дадим некоторые рекомендации по этим материалам.

Стекловолокно — это круто

Как изолятор, он замедляет распространение тепла, холода и звука в конструкциях, автомобилях и самолетах.Улавливая карманы с воздухом, он сохраняет тепло в помещении зимой и прохладу летом и тем самым служит удобным способом повышения энергоэффективности. Стекловолокно является привлекательным выбором для утепления дома, поскольку не представляет опасности возгорания. По некоторым оценкам, теплоизоляция (сделанная из стекловолокна и его альтернатив) экономит в 12 раз больше энергии, чем теряется при ее производстве, и может снизить затраты на электроэнергию в жилищном секторе до 40%.

Целлюлоза или газета

Целлюлоза — это оболочка растительного происхождения, которая является наиболее надежным средством защиты дома.В различных случаях его создавали из опилок, хлопка, соломы, конопли и других растительных материалов с низкой теплопроводностью. Сегодня его получают из повторно используемой бумаги, которая позже обрабатывается синтетическими смесями, что снижает его стартовый потенциал.

Целлюлоза должна подвергаться синтетической обработке, чтобы снизить ее горючие свойства, и такие добавленные вещества могут, возможно, потреблять непокрытую кожу или различные слои, поэтому при работе с ней следует проявлять осторожность.

Целлюлозная защита умеренно экономична и существенно снижает поток ветра.Вполне возможно, что этот материал может вызвать вредное выделение газа из пятен, содержащихся в бумагах, однако защита обычно содержится в фиксированных областях, так что это, вероятно, не будет проблемой для благополучия.

Минеральная вата дешевле

Минеральная вата — наиболее часто применяемый защитный материал в девелоперском бизнесе. Материал

сочетает в себе отличную защиту от тепла с высокой степенью защиты от потрясений и является негорючим материалом класса A 1. В основном, минеральная вата, используемая для защиты от тепла, зависит от европейской нормы DIN EN 13162, Директивы 89/106 / CEE (теплоизоляционный материал для конструкции — завод по переработке изделий из минеральной ваты).Теплопроводность минеральной ваты низкая. Воздействие защиты возникает в результате попадания воздуха в промежутки между нитями. Минеральная вата демонстрирует высокую сопротивляемость теплу и используется в качестве противодействия огню. Кроме того, он устойчив к организмам, гнилостям и насекомым.

Деятельность по производству полистирола

Так как полистирол на 95% состоит из воздуха, он является отличным покрытием. По этой причине его используют в холодильниках для заваривания кофе и в домашней защите, и почему горячий эспрессо в чашке из полистирола не поглощает ваши пальцы.Поскольку он легкий, он идеально подходит для создания легкости в спасательных жилетах и ​​понтонах. Его мягкость и податливость делают его подходящим материалом для прессования, включая набивку, несмотря на небольшой вес. Точно так же полистирол не реагирует на различные материалы и непроницаем для тепла, поэтому он нашел широкое применение в пищевой промышленности в таких вещах, как тарелки для мяса и птицы, а также в тех случаях, когда подают дешевые пищевые чизбургеры.

Связанные : Лучшие горячие пластины для приготовления пищи

Итог

Итак, мы знаем об основах процесса теплоизоляции и теплоизоляции на протяжении всей статьи и уже поняли, что нам не нужно спрашивать, какие материалы могут держать воду горячей ».Было замечено, что многие типы материалов могут поддерживать горячую воду, и среди них некоторые действительно полезны и превосходны. Без сомнения, большая часть из нас заинтересована в поддержании горячей воды в течение более длительного периода времени. В любом случае, время от времени мы испытываем трудности, связанные с действиями как таковыми. Чтобы больше не подчеркивать, этот вопрос будет понятен с помощью материалов, упомянутых ранее. Вы можете выбрать, какой из них лучше всего подходит для вас. Вкладывайте ресурсы в качественные продукты, чтобы вода оставалась теплой, пока не почувствуете вкус.

Вы также можете проверить наши продукты для кухни:

Основные физические свойства изоляционных материалов

Все, от промышленных печей до смартфонов, нуждается в защите для обеспечения безопасности людей. Однако работа с непредсказуемыми элементами и опасными материалами создает опасную среду, в которой людям может быть нанесен серьезный вред. Вот где на помощь приходит изоляция. Вот основные физические свойства изоляционных материалов.

Возможности изоляции

Первое, что вам нужно понять об изоляционном материале, — это его способность к изоляции.Независимо от того, нужна ли вам защита от тепла или электричества, вы должны знать способность материала препятствовать течению этих элементов.

Теплопроводность

Теплопроводность, как следует из названия, определяет, насколько хорошо предмет позволяет теплу проходить через него. Когда два объекта соприкасаются, тепло передается между ними, даже если это номинальное количество. Вспомните случай, когда вы прикоснулись к кубику льда. Первое, что вы почувствовали, — это жгучий холод льда на вашей коже — лед передает вам свою низкую температуру при контакте.Тем не менее, если вы продолжите держать лед, тепло вашего тела передаст ему тепло и превратит кубик в воду.

Теплопроводность работает одинаково во всех сценариях — тепло перемещается между соприкасающимися твердыми, жидкими и газовыми объектами. Единственная разница в том, насколько быстро. Некоторые теплоизоляторы обладают относительно высокой теплопроводностью и не могут долго удерживать тепло. Другие изоляторы могут сопротивляться теплопередаче в течение длительного времени, удерживая тепло в желаемой области.

Пределы температуры

По определению, теплоизолятор должен взаимодействовать с высокими температурами.Тем не менее, у каждого предмета есть точка плавления, хотя она может быть невероятно высокой. При поиске новой изоляции вы должны учитывать пределы рабочих температур для материала. Если пенопласт продолжает плавиться при текущем рабочем нагреве, возможно, пришло время для изделий более высокого качества, которые смогут удовлетворить ваши производственные потребности.

Электропроводность

Изоляция применяется не только для управления теплом; электричество тоже должно оставаться на своем месте. Электропроводность описывает способность электричества проходить через объект.Высокая электропроводность означает, что объект позволяет электричеству проходить через него. Такие предметы, как медные провода и сверхпроводники, должны пропускать электричество.

Однако электрическая проводимость электроизоляционных материалов должна быть довольно низкой. Эти изоляторы должны удерживать электрический поток в установленных пределах; в противном случае отключенное электричество могло течь беспрепятственно. Электрическая изоляция снижает вероятность поражения электрическим током и электрических пожаров, повышая безопасность всех людей и машин поблизости.

Диэлектрическая прочность

Электрическая изоляция может выдерживать сильные токи протекающего электричества. Однако у изоляторов есть точка пробоя, когда их электроны изгибаются под действием тока и становятся проводящими. Диэлектрическая прочность изолятора описывает это явление и то, какое напряжение может выдержать материал.

Диэлектрическая прочность имеет решающее значение для измерения каждого материала, поскольку она напрямую влияет на область применения. Если вам нужен изолятор, выдерживающий десять киловольт на миллиметр, вы не можете использовать материал, который станет проводящим при восьми.Таким образом, диэлектрическая прочность — отличный способ сравнить материалы и найти подходящие для вашего промышленного использования.

Структурные особенности

Хотя каждый изолятор связан с предметом, от которого он изолируется, существуют и другие свойства, которые определяют его жизнеспособность для использования. Эти дополнительные структурные особенности критически важны для оценки перед применением материала.

Плотность

Плотность материала определяет скорость движения электричества или тепла через него. Представьте, что источник тепла пытается согреть вашу руку на другой стороне листа бумаги.Тепло будет проходить через этот тонкий объект с низкой плотностью довольно быстро, и вы почувствуете тепло почти сразу. Но замените бумагу на кусок полированного бетона высокой плотности, и вам потребуется некоторое время, чтобы что-то почувствовать. Это потому, что количество вещества на единицу объема в объекте является определяющим фактором скорости диффузии.

Огнестойкость

В ситуациях, связанных с нагревом или электричеством, пожар может начаться в любой момент. Молекулы, которые нагреваются, нуждаются в малейшем толчке, чтобы зажечь пламя.Огнестойкость — критически важный показатель для инженеров. Классификация материала по огнестойкости определяет сферу его применения.

Воспламеняемость материала — серьезная проблема для безопасности рабочих на промышленном объекте. Материалы с низкой температурой размягчения могут плавиться или загореться при воздействии чрезвычайно высоких температур. Если легковоспламеняющийся материал изолирует от сильной жары, это может привести к пожару, который поставит под угрозу жизнь обслуживающего персонала.

Паропроницаемость

Во многих тепловых процессах участвует вода. По крайней мере, испарение воды в сырье. Когда твердые предметы нагреваются, все внутренние газы и жидкости также нагреваются. Водяной пар часто поднимается из сырья во время обработки продукта. Чтобы это учесть, изоляторы должны обладать определенной паропроницаемостью.

Теплоизолятор по-прежнему будет удерживать тепло в своих пределах, но пары, кружащиеся внутри, — совсем другое дело.Изолирующий материал с высокой паропроницаемостью позволит любой задержанной воде через его поры выйти из внутренней камеры. Это идеально подходит для процессов, требующих полностью сухого конечного продукта. Непроницаемый изолятор не пропускает ничего — тепла или жидкости. Инженеры должны учитывать это явление при работе, чтобы избежать нежелательного скопления воды.

Тепловое расширение

Предположим, вы устанавливаете теплоизоляционный лист в ограниченном пространстве для сохранения тепла в замкнутом пространстве.Хотя вам понадобится плотно закрытая область, улавливающая тепло, вам также понадобится место, чтобы предметы расширялись при нагревании. Важно отметить, что тепловое сопротивление теплоизолятора будет влиять на то, насколько сильно нагревается материал, влияя на размер его расширения.

Но в определенных условиях изолятор, который слишком сильно расширяется в присутствии тепла, может повредить систему или устройство. Статистика теплового расширения имеет жизненно важное значение для успешного внедрения нового изоляционного материала.

Помните о ключевых физических свойствах изоляционных материалов, когда вы найдете следующее решение для ваших потребностей в обработке и производстве.Если у вас есть какие-либо вопросы по изоляционным материалам, обратитесь к нашей команде в Red Seal Electric Company сегодня.

Методы теплопередачи | Безграничная физика

Проводимость — это передача тепла посредством физического контакта.

Цели обучения

Оценить, почему определенные характеристики необходимы для эффективного проведения

Основные выводы

КЛЮЧЕВЫЕ МОМЕНТЫ
  • В микроскопическом масштабе проводимость возникает, когда быстро движущиеся или колеблющиеся атомы и молекулы взаимодействуют с соседними частицами, передавая часть своей кинетической энергии.
  • Проводимость — это наиболее важная форма теплопередачи внутри твердого объекта или между твердыми телами, находящимися в тепловом контакте.
  • Проводимость наиболее важна в твердых телах и меньше в жидкостях и газах из-за наличия пространства между молекулами.
  • Скорость теплопередачи за счет теплопроводности зависит от разницы температур, размера области контакта, толщины материала и тепловых свойств материала (материалов) в контакте.
ОСНОВНЫЕ УСЛОВИЯ
  • теплопроводность : мера способности материала проводить тепло

Проводимость

Проводимость — это передача тепла через неподвижное вещество при физическом контакте.(Материя неподвижна в макроскопическом масштабе — мы знаем, что существует тепловое движение атомов и молекул при любой температуре выше абсолютного нуля.) Тепло, передаваемое от электрической плиты на дно кастрюли, является примером теплопроводности.

Некоторые материалы проводят тепловую энергию быстрее, чем другие. Например, температура подушки в вашей комнате может быть такой же, как у металлической дверной ручки, но дверная ручка на ощупь холоднее. В целом, хорошие проводники электричества (металлы, такие как медь, алюминий, золото и серебро) также являются хорошими проводниками тепла, тогда как изоляторы электричества (дерево, пластик и резина) являются плохими проводниками тепла.

Описание проводимости под микроскопом

В микроскопическом масштабе проводимость возникает, когда быстро движущиеся или колеблющиеся атомы и молекулы взаимодействуют с соседними частицами, передавая часть своей кинетической энергии. Тепло передается за счет теплопроводности, когда соседние атомы колеблются друг относительно друга или когда электроны перемещаются от одного атома к другому. Электропроводность является наиболее важным средством передачи тепла внутри твердого тела или между твердыми объектами, находящимися в тепловом контакте. Проводимость выше в твердых телах, потому что сеть относительно близких фиксированных пространственных отношений между атомами помогает передавать энергию между ними посредством вибрации.

Жидкости и газы обладают меньшей проводимостью, чем твердые тела. Это связано с большим расстоянием между атомами в жидкости или (особенно) в газе: меньшее количество столкновений между атомами означает меньшую проводимость.

Микроскопическая иллюстрация проводимости : Молекулы в двух телах при разных температурах имеют разные средние кинетические энергии. Столкновения, происходящие на контактной поверхности, имеют тенденцию передавать энергию из высокотемпературных областей в низкотемпературные области. На этом рисунке молекула в области более низких температур (правая сторона) имеет низкую энергию перед столкновением, но ее энергия увеличивается после столкновения с контактной поверхностью.Напротив, молекула в области более высоких температур (слева) имеет высокую энергию до столкновения, но ее энергия уменьшается после столкновения с контактной поверхностью.

(Средняя) кинетическая энергия молекулы в горячем теле выше, чем в более холодном теле. Если две молекулы сталкиваются, происходит передача энергии от горячей молекулы к холодной (см. Рисунок выше). Кумулятивный эффект от всех столкновений приводит к чистому потоку тепла от горячего тела к более холодному телу. Таким образом, тепловой поток зависит от разницы температур [латекс] \ text {T} = \ text {T} _ \ text {hot} — \ text {T} _ \ text {cold} [/ latex].Таким образом, вы получите более сильный ожог от кипятка, чем от горячей воды из-под крана. И наоборот, если температуры одинаковы, чистая скорость теплопередачи падает до нуля и достигается равновесие. Благодаря тому, что количество столкновений увеличивается с увеличением площади, теплопроводность зависит от площади поперечного сечения. Если прикоснуться ладонью к холодной стене, рука остынет быстрее, чем при прикосновении к ней кончиком пальца.

Факторы, влияющие на скорость теплопроводности

Помимо температуры и площади поперечного сечения, еще одним фактором, влияющим на проводимость, является толщина материала, через который передается тепло.Передача тепла с левой стороны на правую осуществляется серией столкновений молекул. Чем толще материал, тем больше времени требуется для передачи того же количества тепла. Если ночью вам станет холодно, вы можете взять более толстое одеяло, чтобы согреться.

Влияние толщины на теплопроводность : Теплопроводность происходит через любой материал, представленный здесь прямоугольной полосой. Температура материала: [латекс] \ text {T} _2 [/ latex] слева и [латекс] \ text {T} _1 [/ latex] справа, где [latex] \ text {T} _2 [/ latex] больше, чем [latex] \ text {T} _1 [/ latex].Скорость теплопередачи прямо пропорциональна площади поверхности [латекс] \ text {A} [/ latex], разности температур [латекс] \ text {T} _2− \ text {T} _1 [/ latex] , и проводимость вещества [латекс] \ text {k} [/ latex]. Скорость теплопередачи обратно пропорциональна толщине [латекса] \ text {d} [/ latex].

Наконец, скорость теплопередачи зависит от свойств материала, описываемых коэффициентом теплопроводности. Все четыре фактора включены в простое уравнение, выведенное из экспериментов и подтвержденное экспериментами.Скорость кондуктивной теплопередачи через пластину материала, такую ​​как та, что на рисунке выше, определяется как [latex] \ frac {\ text {Q}} {\ text {t}} = \ frac {\ text {kA } (\ text {T} _2− \ text {T} _1)} {\ text {d}} [/ latex] где [latex] \ text {Q} / \ text {t} [/ latex] — это скорость теплопередачи в Джоулях в секунду (Вт), [латекс] \ text {k} [/ latex] — теплопроводность материала, [латекс] \ text {A} [/ latex] и [латекс] \ text { d} [/ latex] — это его площадь поверхности и толщина, а [latex] \ left (\ text {T} _2− \ text {T} _1 \ right) [/ latex] — это разница температур на плите.

Конвекция — это передача тепла за счет макроскопического движения жидкости, например двигателя автомобиля, охлаждаемого водой в системе охлаждения.

Цели обучения

Проиллюстрируйте механизмы конвекции с фазовым переходом

Основные выводы

КЛЮЧЕВЫЕ МОМЕНТЫ
  • Конвекция вызывается крупномасштабным потоком вещества в жидкостях. Твердые тела не могут переносить тепло за счет конвекции.
  • Естественная конвекция вызывается выталкивающими силами: горячий воздух поднимается вверх, потому что плотность уменьшается с увеличением температуры.Этот принцип одинаково применим к любой жидкости.
  • Конвекция может передавать тепло намного эффективнее, чем теплопроводность. Воздух — плохой проводник и хороший изолятор, если пространство достаточно мало для предотвращения конвекции.
  • Конвекция часто сопровождает фазовые переходы, например, когда пот испаряется с вашего тела. Этот массовый поток во время конвекции позволяет людям охладиться, даже если температура окружающего воздуха превышает температуру тела.
ОСНОВНЫЕ УСЛОВИЯ

естественная конвекция : Способ переноса тепла.Жидкость, окружающая источник тепла, получает тепло, становится менее плотной и поднимается вверх. Окружающая, более холодная жидкость затем перемещается, чтобы заменить ее. Затем эта более холодная жидкость нагревается, и процесс продолжается, образуя конвекционный поток.

положительная обратная связь : контур обратной связи, в котором выходной сигнал системы усиливается с чистым положительным усилением каждый цикл.

Пример

Расчет теплопередачи конвекцией: конвекция воздуха через стены дома.

Большинство домов не герметичны: воздух входит и выходит через двери и окна, через щели и щели, по проводке к выключателям и розеткам и так далее.Воздух в типичном доме полностью заменяется менее чем за час.

Предположим, что дом среднего размера имеет внутренние размеры 12,0 × 18,0 × 3,00 м в высоту, и что весь воздух заменяется за 30,0 мин. Рассчитайте теплопередачу в ваттах за единицу времени, необходимую для нагрева входящего холодного воздуха на 10,0 ºC, заменяя тем самым тепло, передаваемое только конвекцией.

Стратегия:

Тепло используется для повышения температуры воздуха так, чтобы [латекс] \ text {Q} = \ text {mc} \ Delta \ text {T} [/ latex].Скорость теплопередачи тогда равна [латекс] \ text {Q} / \ text {t} [/ latex], где [латекс] \ text {t} [/ latex] — это время оборота воздуха. Нам дано, что [латекс] \ Delta \ text {T} [/ latex] составляет 10,0ºC, но мы все равно должны найти значения массы воздуха и его удельной теплоемкости, прежде чем мы сможем вычислить [латекс] \ text {Q} [ /латекс]. Удельная теплоемкость воздуха — это средневзвешенное значение удельной теплоты азота и кислорода, которое составляет [латекс] \ text {c} = \ text {cp} \ cong1000 \ text {J} / \ text {kg} \ cdot \ текст {C} [/ latex] (обратите внимание, что для этого процесса необходимо использовать удельную теплоемкость при постоянном давлении).6 \ text {J}} {1800 \ text {s}} = 4,64 \ text {кВт} [/ latex].

Эта скорость передачи тепла равна мощности, потребляемой примерно сорока шестью лампочками мощностью 100 Вт.

Новые дома рассчитаны на время оборота 2 часа или более, а не 30 минут для дома в этом примере. Обычно используются погодоустойчивые уплотнения, уплотнения и улучшенные оконные уплотнения. В очень холодном (или жарком) климате иногда принимаются более крайние меры для достижения жесткого стандарта более 6 часов на один оборот воздуха.Еще более продолжительное время оборота вредно для здоровья, потому что необходимо минимальное количество свежего воздуха для подачи кислорода для дыхания и разбавления бытовых загрязнителей. Термин, используемый для процесса проникновения наружного воздуха в дом из трещин вокруг окон, дверей и фундамента, называется «проникновение воздуха».

Конвекция

Конвекция (проиллюстрирована на) — это согласованное коллективное движение ансамблей молекул в жидкостях (например, жидкостях, газах). Конвекция массы не может происходить в твердых телах, поскольку в твердых телах не может происходить ни объемного течения, ни значительной диффузии.Вместо этого диффузия тепла в твердых телах называется теплопроводностью, которую мы только что рассмотрели.

Конвекционные камеры : Конвекционные камеры в гравитационном поле.

Конвекция вызывается крупномасштабным потоком вещества. В случае с Землей атмосферная циркуляция вызвана потоком горячего воздуха от тропиков к полюсам и потоком холодного воздуха от полюсов к тропикам. (Обратите внимание, что вращение Земли вызывает изменение направления воздушного потока в зависимости от широты.). Примером конвекции является автомобильный двигатель, охлаждаемый потоком воды в системе охлаждения, а водяной насос поддерживает поток холодной воды к поршням.

Хотя конвекция обычно сложнее, чем проводимость, мы можем описать конвекцию и выполнить несколько простых, реалистичных расчетов ее эффектов. Естественная конвекция вызывается выталкивающими силами: горячий воздух поднимается вверх, потому что плотность уменьшается с увеличением температуры. Этот принцип одинаково применим к любой жидкости.Например, таким образом поддерживается теплая кастрюля с водой на плите; океанские течения и крупномасштабная атмосферная циркуляция переносят энергию из одной части земного шара в другую.

Конвекция в горшке с водой : Конвекция играет важную роль в теплопередаче внутри этого резервуара с водой. Попадая внутрь, передача тепла другим частям кастрюли происходит в основном за счет конвекции. Более горячая вода расширяется, уменьшается по плотности и поднимается, передавая тепло другим областям воды, в то время как более холодная вода опускается на дно.Этот процесс повторяется.

Конвекция и изоляция

Хотя воздух может быстро передавать тепло за счет конвекции, он является плохим проводником и, следовательно, хорошим изолятором. Количество доступного пространства для воздушного потока определяет, действует ли воздух как изолятор или проводник. Например, расстояние между внутренней и внешней стенами дома составляет около 9 см (3,5 дюйма) — достаточно для эффективной работы конвекции. Дополнительная изоляция стен препятствует воздушному потоку, поэтому потери (или приток) тепла снижаются.Точно так же зазор между двумя стеклами окна с двойным остеклением составляет около 1 см, что предотвращает конвекцию и использует низкую проводимость воздуха для предотвращения больших потерь. Мех, волокна и стекловолокно также используют преимущества низкой проводимости воздуха, удерживая его в пространствах, слишком маленьких для поддержания конвекции. У животных мех и перья легкие и поэтому идеально подходят для их защиты.

Конвекция и фазовые изменения

Некоторые интересные явления происходят, когда конвекция сопровождается фазовым переходом.Это позволяет нам охладиться с помощью потоотделения, даже если температура окружающего воздуха превышает температуру тела. Тепло от кожи требуется для испарения пота с кожи, но без воздушного потока воздух становится насыщенным и испарение прекращается. Воздушный поток, вызванный конвекцией, заменяет насыщенный воздух сухим и, таким образом, испарение продолжается.

Другой важный пример сочетания фазового перехода и конвекции происходит при испарении воды из океана. При испарении воды тепло уходит из океана.Если водяной пар конденсируется в жидких каплях при образовании облаков, тепло выделяется в атмосфере (это выделение тепла является скрытой теплотой). Таким образом, происходит общий перенос тепла от океана в атмосферу. Этот процесс является движущей силой грозовых облаков — огромных кучевых облаков, которые поднимаются на 20 км в стратосферу. Водяной пар, переносимый конвекцией, конденсируется, высвобождая огромное количество энергии, и эта энергия позволяет воздуху становиться более плавучим (теплее, чем его окружение) и подниматься.По мере того, как воздух продолжает подниматься, происходит все больше конденсации, которая, в свою очередь, поднимает облако еще выше. Такой механизм называется положительной обратной связью, поскольку процесс усиливается и ускоряется. Эти системы иногда вызывают сильные штормы с молниями и градом и представляют собой механизм, вызывающий ураганы.

Кучевые облака : Кучевые облака создаются водяным паром, поднимающимся из-за конвекции. Возникновение облаков происходит за счет механизма положительной обратной связи.

Радиация

Излучение — это передача тепла посредством электромагнитной энергии

Цели обучения

Объясните, как энергия электромагнитного излучения соответствует длине волны

.

Основные выводы

КЛЮЧЕВЫЕ МОМЕНТЫ
  • Энергия электромагнитного излучения зависит от длины волны (цвета) и варьируется в широком диапазоне: меньшая длина волны (или более высокая частота) соответствует более высокой энергии.
  • Все объекты излучают и поглощают электромагнитную энергию.Цвет объекта связан с его излучательной способностью или его эффективностью излучения энергии. Черный — самый эффективный, а белый — наименее эффективный ([латекс] \ text {e} = 1 [/ latex] и [latex] \ text {e} = 0 [/ latex] соответственно).
  • Идеальный излучатель, часто называемый черным телом, имеет тот же цвет, что и идеальный поглотитель, и улавливает все падающее на него излучение. 4 [/ latex] где [латекс] \ сигма = 5.{4}} [/ latex] — это постоянная Стефана-Больцмана, [latex] \ text {A} [/ latex] — это площадь поверхности объекта, а [latex] \ text {T} [/ latex] — это его абсолютная температура в кельвинах.
  • Чистая скорость теплопередачи зависит от температуры объекта и температуры его окружения. Чем больше разница, тем выше чистый тепловой поток.
  • Температура объекта очень важна, потому что испускаемое излучение пропорционально этой величине в четвертой степени.
ОСНОВНЫЕ УСЛОВИЯ
  • черное тело : Теоретическое тело, аппроксимированное дырой в полой черной сфере, которое поглощает все падающее электромагнитное излучение и не отражает его; он имеет характерный спектр излучения.
  • излучательная способность : способность поверхности излучать энергию, обычно измеряемая на определенной длине волны.

Радиация

Вы можете почувствовать теплоотдачу от огня или солнца. Тем не менее, пространство между Землей и Солнцем в основном пусто, без какой-либо возможности теплопередачи за счет конвекции или теплопроводности.Точно так же вы можете сказать, что духовка горячая, не касаясь ее и не заглядывая внутрь — она ​​просто согревает вас, когда вы проходите мимо.

В этих примерах тепло передается за счет излучения. Горячее тело излучает электромагнитные волны, которые поглощаются нашей кожей, и для их распространения не требуется никакой среды. Мы используем разные названия для электромагнитных волн разной длины: радиоволны, микроволны, инфракрасное излучение, видимый свет, ультрафиолетовое излучение, рентгеновские лучи и гамма-лучи.

Излучение от огня : Большая часть тепла от этого огня передается наблюдателям через инфракрасное излучение.Видимый свет, хотя и впечатляющий, передает относительно мало тепловой энергии. Конвекция отводит энергию от наблюдателей по мере подъема горячего воздуха, в то время как здесь проводимость пренебрежимо мала. Кожа очень чувствительна к инфракрасному излучению, поэтому вы можете почувствовать присутствие огня, даже не глядя на него.

Энергия электромагнитного излучения зависит от его длины волны (цвета) и изменяется в широком диапазоне; меньшая длина волны (или более высокая частота) соответствует более высокой энергии.Мы можем записать это как:

[латекс] \ text {E} = \ text {hf} = \ frac {\ text {hc}} {\ lambda} [/ latex]

где [latex] \ text {E} [/ latex] — энергия, [latex] \ text {f} [/ latex] — частота, [latex] \ lambda [/ latex] — длина волны, а [latex] ] \ text {h} [/ latex] — это константа.

Поскольку при более высоких температурах излучается больше тепла, изменение температуры сопровождается изменением цвета. Например, электрический элемент в печи светится от красного до оранжевого цвета, а высокотемпературная сталь в доменной печи светится от желтого до белого.Ощущаемое вами излучение в основном инфракрасное, которое еще ниже по температуре.

Излучаемая энергия зависит от ее интенсивности, которая представлена ​​высотой распределения.

Спектр излучения: (а) График спектров электромагнитных волн, испускаемых идеальным излучателем при трех различных температурах. Интенсивность или скорость излучения излучения резко возрастает с температурой, и спектр смещается в сторону видимой и ультрафиолетовой частей спектра.Заштрихованная часть обозначает видимую часть спектра. Очевидно, что сдвиг в сторону ультрафиолета с температурой приводит к смещению видимого внешнего вида с красного на белый и на синий при повышении температуры. (b) Обратите внимание на изменения цвета, соответствующие изменениям температуры пламени.

Теплопередача

Все объекты поглощают и излучают электромагнитное излучение. Скорость передачи тепла излучением во многом определяется цветом объекта. Черный наиболее эффективен, а белый — наименее.Например, люди, живущие в жарком климате, обычно избегают ношения черной одежды. Точно так же черный асфальт на стоянке будет жарче, чем прилегающий серый тротуар в летний день, потому что черный поглощает лучше, чем серый. Верно и обратное — черный цвет излучает лучше, чем серый. Таким образом, ясной летней ночью асфальт будет холоднее серого тротуара, потому что черный цвет излучает энергию быстрее, чем серый.

Идеальный излучатель, часто называемый черным телом, имеет тот же цвет, что и идеальный поглотитель, и улавливает все падающее на него излучение.Напротив, белый цвет — плохой поглотитель и плохой радиатор. Белый объект, как зеркало, отражает все излучение. (Идеальная, полированная белая поверхность выглядит как зеркало, а растрескавшееся зеркало выглядит белым.)

Существует умная связь между температурой идеального излучателя и длиной волны, на которой он излучает больше всего излучения. Он называется законом смещения Вина и дается по формуле:

[латекс] \ lambda_max \ text {T} = \ text {b} [/ latex]

где [латекс] \ text {b} [/ latex] — константа, равная [латексу] 2.{-3} \ text {m} \ cdot \ text {K} [/ latex].

Серые объекты обладают одинаковой способностью поглощать все части электромагнитного спектра. Цветные объекты ведут себя аналогичным, но более сложным образом, что придает им определенный цвет в видимом диапазоне и может сделать их особенными в других диапазонах невидимого спектра. Возьмем, к примеру, сильное поглощение кожей инфракрасного излучения, которое позволяет нам быть очень чувствительными к нему.

Хорошие и плохие радиаторы : черный объект — хороший поглотитель и хороший радиатор, а белый (или серебристый) предмет — плохой поглотитель и плохой радиатор.{4}} [/ latex] — постоянная Стефана-Больцмана, A — площадь поверхности объекта, а T — его абсолютная температура в градусах Кельвина. Символ e обозначает коэффициент излучения объекта, который является мерой того, насколько хорошо он излучает. Идеальный черный (или черное тело) излучатель имеет [латекс] \ text {e} = 1 [/ latex], тогда как идеальный отражатель имеет [латекс] \ text {e} = 0 [/ latex]. Реальные объекты находятся между этими двумя значениями. Например, нити вольфрамовых лампочек имеют [латекс] \ text {e} [/ latex] около 0,5, а углеродная сажа (материал, используемый в тонере для принтеров) имеет (самый известный) коэффициент излучения около 0.99.

Уровень излучения прямо пропорционален четвертой степени абсолютной температуры — чрезвычайно сильная температурная зависимость. Кроме того, излучаемое тепло пропорционально площади поверхности объекта. Если разнести угли костра, произойдет заметное увеличение радиации из-за увеличения площади излучающей поверхности.

Чистая скорость передачи тепла

Чистая скорость передачи тепла излучением (поглощение минус излучение) зависит как от температуры объекта, так и от температуры его окружения.4) [/ латекс]

, где e — коэффициент излучения только объекта. Другими словами, не имеет значения, белое, серое или черное окружение; баланс входящего и исходящего излучения зависит от того, насколько хорошо он излучает и поглощает излучение. Когда [латекс] \ text {T} _2> \ text {T} _1 [/ latex], количество [latex] \ text {Q} _ \ text {net} / \ text {t} [/ latex] положительно. ; то есть чистая теплопередача идет от более горячих объектов к более холодным объектам.

Изоляция

— кислород не включен Wiki

Эта статья не редактировалась для текущей версии ( U36-481350 ).Последний раз он обновлялся для LU-356355 . Он может содержать неточности.
Эта статья не редактировалась для текущей версии ( U36-481350 ). Последний раз он обновлялся для LU-356355 . Он может содержать неточности. Эта статья не редактировалась для текущей версии ( U36-481350 ). Последний раз он обновлялся для LU-356355 . Он может содержать неточности.

Изоляция

Изоляция снижает теплопередачу и состоит из перекристаллизованного абиссалита.

Тип

Промышленный материал

Жесткость

200 (почти непроницаемый)


Изоляция (не путать с утепленной плиткой) — это современный строительный материал, предотвращающий теплопередачу в основании.

Использование []

Плитка из утеплителя эквивалентна натуральному абиссалиту, а утепленная плитка даже лучше.

Из-за естественной низкой теплопроводности (уже в 620 раз ниже, чем у «изолированной» керамики и в сотни раз ниже, чем у любого ближайшего материала), использование обычных труб и плитки может показаться более экономичным.

Тем не менее, механика теплопроводности для обычных плиток и труб и для изолированных значительно отличается. В частности, для обычных плиток и труб теплопроводность теплопередачи — это среднее значение проводимости используемых материалов, а это означает, что изоляция не будет иметь большого значения, если другой материал имеет высокую проводимость .

С другой стороны, изолированные плитки и трубы допускают теплопередачу только в соответствии с их теплопроводностью , что означает, что изолированные плитки и трубы замедляют теплопередачу лучше, чем абиссалитовые швы.

Производство []

Недвижимость []

Melting Insulation превратит его в жидкий вольфрам (85% массы) и кислый газ (15% массы).

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.