Г.И. Абрамов, В.М. Бродянский. Хранение и транспорт ожиженных газов

Теплофизические свойства изоляционных материалов

Теплоемкость и температурный коэффициент линейного расширения

Теплоемкость изоляционных материалов необходимо знать при расчетах нестационарных режимов изолируемой криогенной системы, сопровождающихся охлаждением или нагревом изоляции. Чем больше теплоемкость изоляции, тем дольше при прочих равных условиях будет продолжаться процесс охлаждения системы ее пуске. Материалы, применяемые для низкотемпературной изоляции, имеют тонкодисперсную структуру и могут адсорбировать при низких температурах заметные количества воздуха. Выделяемое при адсорбции тепло увеличивает «эффективное» значение теплоемкости материала. Тепло одсорбции азота, основного компонента воздуха, например, равно 530кДж/кг. В результате разность между «эффективной теплоемкостью газонаполненной изоляции и теплоемкостью монолитных материалов того же химического состава при низких температурах резко возрастает.

Значения эффективной теплоемкости ряда изоляционных материалов в среде воздуха представлены на рис. 7.

Рис. 7. Температурная зависимость удельной теплоемкости изоляционных материалов:
1 – мипора; 2 - пробка; 3 – стеклянная вата; 4 - минеральная вата; 5 – пеностекло.

Температурный коэффициент линейного расширения. Данные по тепловому расширению изоляции при низких температурах необходимы для оценки прочности теплоизолирующих устройств. Чем ниже коэффициент теплового расширения, тем меньше усадка и растрескивание изоляции при охлаждении. При охлаждении пористого материала твердый скелет и заполняющий поры газ сжимаются. Коэффициент объемного расширения газов равен примерно 1/273 и значительно больше коэффициента объемного расширения твердых тел. Поэтому вследствие внутреннего давления газа коэффициент линейного расширения пористых тел должен быть несколько больше, чем у монолита из того же вещества. При отсутствии данных по тепловому расширению изоляционных материалов можно для первого приближения пользоваться соответствующими значениями для монолита. Значения температурных коэффициентов линейного расширения изоляционных материалов даны в табл. 1-2.

Таблица 1-2. Температурный коэффициент линейного расширения теплоизоляционных материалов

Следующая страница: Теплофизические свойства. Влажностные и механические свойства