По всем вопросам звоните:

+7 495 274-22-22

УДК: 536.24

Исследование свойств теплоизоляционных материалов для условий нестационарной теплопередачи

С. В. Вендин Белгородский государственный аграрный университет им. В. Я. Горина
Ю. Н. Ульянцев Белгородский государственный аграрный университет им. В. Я. Горина

В статье рассмотрены вопросы применимости различных теплоизоляционных материалов для условий нестационарной теплопередачи. Снижение потерь теплоты в зданиях, сооружениях и объектах сельскохозяйственного назначения и создание эффективных теплоизолирующих материалов является актуальной проблемой. Надежная теплоизоляция зданий позволяет экономить значительное количество энергии, расходуемой в зимнее время на обогрев помещений, а в летнее время — на охлаждение и кондиционирование. При современных технологиях строительства толщина стенки ограждающих конструкций ограничивается экономическими соображениями и использованием специальных искусственных теплоизолирующих материалов, которым присущи свои достоинства и недостатки. Главной функцией любого утепления служит предотвращение тепловых потерь. Различные виды теплоизоляционных материалов по-разному справляются с этой задачей. Эффективность применения теплоизоляционных материалов определяют их специфические характеристики. Одним из путей решения этого вопроса является создание недорогих многокомпозитных (многослойных) теплоизоляционных материалов. Установлено, что скорость изменения температуры в слое будет тем меньше, чем больше будет постоянная времени процесса τ, или чем меньше коэффициент температуропроводности слоя αi . Отсюда следует важный вывод о том, что при резкой смене внешних температур на поверхности объекта (стенки) определяющая роль отводится не коэффициенту теплопроводности λi , а коэффициенту температуропроводности слоя αi, который зависит от коэффициента теплопроводности λi , плотности ρi и массовой теплоемкости слоя. Согласно полученным результатам, можно отметить, что из рассмотренных материалов наименьшим коэффициентом температуропроводности обладают материалы на деревянной основе, а из искусственных материалов — пенополеуретан. Следовательно, их наиболее целесообразно включать в теплоизоляционные покрытия для условий резкой смены температуры окружающей среды.

Литература:

1. Вендин, С. В. К расчету нестационарной теплопроводности в многослойных объектах при граничных условиях третьего рода / С. В. Вендин — ИФЖ, 1993. — Т.65. — №8. — C. 249–251.

2. Вендин, С. В. К решению задач нестационарной теплопроводности в слоистых средах / С. В. Вендин, И. А. Щербинин // Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова. — 2016. — № 3. — С. 96–99.

3. Горелик, П. И. Современные теплоизоляционные материалы и особенности их применения / П. И. Горелик, Ю. С. Золотова // Строительство уникальных зданий и сооружений. — 2014. — № 3 (18). — С. 93–103.

4. Гуров, А. В. Измерение теплофизических свойств материалов методом плоского «мгновенного» источника теплоты: монография / А. В. Гуров, С. В. Пономарев; под науч. ред. С. В. Пономарева. — Тамбов: Изд-во ФГБОУ ВПО «ТГТУ». — 2013. — 100 с.

5. Карташов, Э. М. Аналитические методы в теории теплопроводности твердых тел: Учеб. Пособие. / Э. М. Карташов. — Изд. 3-е, перераб. и доп. — М.: Высшая школа, 2001. 550 с.: ил. — ISBN 5-06-004091-7.

6. Потапенко, Е. А. Исследование алгоритмов управления процессом отопления здания с зависимым теплоснабжением / Е. А. Потапенко, А. С. Солдатенков, А. О. Яковлев // Научно-технические ведомости Санкт-Петербургского государственного политехнического университета. Информатика. Телекоммуникации. Управление. — 2011. — № 2 (120). — С. 74–78.

7. Автоматизированное управление процессом централизованного теплоснабжения распре-деленного комплекса зданий с учетом моделирования этих процессов / А. Н. Потапенко, А. О. Яковлев, Е. А. Потапенко, А. С. Солдатенков // Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики. — 2007. — № 7–8. — С. 120–134.

8. Солдатенков, А. С. Инновации в автоматизированных системах централизованного и децент-рализованного теплоснабжения зданий образовательного назначения / А. С. Солдатенков, Е. А. Потапенко, А. О. Яковлев // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. — 2010. — Т. 12. — № 4–3. — С. 618–622.

9. Vendin, S. V. Calculation of nonstationary heat conduction in multilayer objects with boundary conditions of the third kind / S. V. Vendin // Journal of Engineering Physics and Thermophysics. — 1993. — Т. 65. — № 2. — С. 823.

10. Vendin, S. On the Solution of Problems of Transient Heat Conduction in Layered Media / S. Vendin // International Journal of Environmental and Science Education. — 2016. — V. 11. — №. 18. — p.12253–12258.

Снижение потерь теплоты в зданиях, сооружениях и объектах сельскохозяйственного назначения и создание эффективных теплоизолирующих материалов является актуальной проблемой [3, 6–8]. Значение высокотехнологичных теплоизоляционных материалов в вопросах повышения энергоэффективности на самом деле очень трудно переоценить. Надежная теплоизоляция зданий позволяет экономить значительное количество энергии, расходуемой в зимнее время на обогрев помещений, а в летнее время — на охлаждение и кондиционирование. По статистике 40 % всей электроэнергии используется в зданиях и ⅔ ее расходуется на отопление и охлаждение.

В настоящее время рынок насыщен различными искусственными теплоизолирующими материалами. Современные ограждающие конструкции зданий, сооружений и объектов сельскохозяйственного назначения также нуждаются в эффективной теплоизоляции для сохранения тепла в холодное время и для предотвращения перегрева в теплое время. Использование высокотехнологичных качественных теплоизоляционных материалов позволяет уменьшить толщину ограждающих конструкций, что дает возможность увеличить полезную площадь помещений и уменьшить нагрузку на основание.

Цель исследований — повышение эффективности теплоизоляционных материалов.

При современных технологиях строительства толщина стенки ограждающих конструкций ограничивается экономическими соображениями и использованием специальных искусственных теплоизолирующих материалов, которым присущи свои достоинства и недостатки.

Главной функцией любого утепления служит предотвращение тепловых потерь. Различные виды теплоизоляционных материалов по-разному справляются с этой задачей. Эффективность применения теплоизоляционных материалов определяют их специфические характеристики [4]:

- влажность: ее значение должно быть минимальным для обеспечения наименьших потерь тепла;

- пористость: чем она выше, тем легче материал и выше теплоизоляция;

- плотность, теплоемкость;

- паропроницаемость: ее высокое значение требует обустройство дополнительной пароизоляции;

Для Цитирования:
С. В. Вендин, Ю. Н. Ульянцев, Исследование свойств теплоизоляционных материалов для условий нестационарной теплопередачи. КИП и автоматика: обслуживание и ремонт. 2020;12.
Полная версия статьи доступна подписчикам журнала
Язык статьи:
Действия с выбранными: