Теплова ізоляція

Теплова ізоляція застосовується для зниження температури поверхні апаратів і трубопроводів, зменшення ними втрат тепла у навколишнє середовище.

Теплоізоляційні матеріали повинні мати: низький коефіцієнт теплопровідності, невелику щільність, високу термостійкість, низьку гігроскопічність; бути біостійкими, нешкідливими і відзначатися корозійною активністю. Крім цього, бути недорогими і зручними при монтажу. У теплових апаратах доцільно використовувати теплоізо­ляційні конструкції з різних матеріалів у поєднанні з повітряними прошарками малої товщини.

Теплоізоляційні матеріали залежно від коефіцієнта теплопро­відності поділяються на чотири класи:

Клас А	– з коефіцієнтом теплопровідності від 0,08 Вт/(м°С)
Клас Б	– від 0,08 до 0,12 Вт/(мС)
Клас В	– від 0,12 до 0,17 Вт/(мС)
Клас Г	– від 0,17 до 0,21 Вт/(мС)

За структурою і формою теплоізоляційні матеріали кожного класу поділяються на дві основні групи: 1) сипкі – засипки, набивки і 2) штучні, що мають форму листів, плит, цегли тощо.

Щільність , коефіцієнт теплопровідності, теплоємністьсі коефіцієнт температуропровідностіарізних матеріалів наведені у табл. 2.2.

Таблиця 2.2

Ізоляційний матеріал	Щільність, кг/м2	Коефіцієнт теплопровідності залежно від середньої температури ізоляції, Вт/(мК)	Допустима температура застосування, °С
Альфоль гофрована	20–40	0,052+0,00014	350
Азбест	500	0,106+0,00019	600
Азбокартон	1000	0,157+0,00014	450
Мінеральна вата	150400	0,041+0,00017	600
Скловолокно (мати)	120200	0,040+0,0003	450
Шамотна цегла	1850	0,84+0,0006	1400
Піношамот	950	0,28+0,0002	1350

При виборі товщини шару ізоляції потрібно керуватися еконо­мічною доцільністю: збільшення шару ізоляції здорожує її, але водночас зменшує теплові втрати, тобто знижує експлуатаційні витрати підприємства.

На практиці застосовується ізоляція товщиною від 30 до 100 мм залежно від способу обігрівання апарата і температури поверхні стінок. Для ізоляції стінок теплових апаратів використовуються різні матеріали (альфоль гофрована, перліт та ін.) у різних поєднаннях. Температура поверхні ізольованих стінок апарата не повинна пере­вищувати температури навколишнього повітря більш ніж на 40–50°С.

Передача тепла ізоляційними матеріалами, які є твердою масою з повітряними порами, здійснюється не лише завдяки теплопро­відності, але також конвекції та випромінюванню. При збільшенні розмірів пор дія конвективних струмів збільшується, внаслідок чого інтенсифікується передача тепла. Крім того, в пористих матеріалах вагоме значення має передача тепла випромінюванням. Тому величи­на коефіцієнта теплопровідності таких матеріалів приймається умовно, у цьому випадку використовують так званий еквівалентний коефіцієнт теплопровідності, що враховує, крім теплопровідності, конвекцію і випромінювання.

Товщина шару ізоляції гарячих поверхонь теплових апаратів і паропроводів вибирається на основі техніко-економічних розрахунків.

Розрахунок товщини ізоляції теплових апаратів підприємств ресторанного господарства може бути виконаний за температурою на її поверхні, враховуючи те, що ізольована поверхня має вигляд

плоскої стінки (рис. 2.4).

Ізоляція

Рис. 2.4. До розрахунку ізоляції

Якщо стінка, що ізолюється, омивається зовні апарата середо-вищем, що має великий коефі­цієнт теплопередачі, наприклад насиченою парою або водою, то температура цієї стінки t₁може бути з достатньою точністю прийнята рівною температурі цього середовищаt_ср. Тепловий потік, що спрямовується від нагрівального середовища через ізольовану поверхню назовні, тобто до навколишнього середо­вища, буде,

де F– ізольована поверхня, м². Товщина ізоляції, м, визначається з таких відношень:

,

де – коефіцієнт тепловіддачі, Вт/м²К;

 – коефіцієнт теплопровідності матеріалу, Вт/мК.

Коефіцієнт тепловіддачі від стінки у навколишнє середовище визначають з імперичної формули, Вт/м²К

 = 9,74 + 0,07(t_вн.п.- t_пов.).