- •Изоляция криогенных систем. Классификация изоляции
- •Изоляция, применяемая при давлении окружающей среды.
- •Теплопередача в разреженных газах
- •Теплообмен излучением. Основные понятия
- •Основные законы излучения
- •Закон Планка
- •Закон Стефана – Больцмана
- •Закон Кирхгофа
- •Теплообмен между двумя бесконечными плоскими параллельными поверхностями телами без наличия экранов
- •Теплообмен между двумя плоскими параллельными пластинами при наличии экранов
- •Теплообмен излучением между телом и его оболочкой
- •Теплообмен излучением между выпуклым телом и его оболочкой при наличии экранов.
- •Теплообмен излучением между двумя выпуклыми телами в самом общем случае
- •Определение угловых коэффициентов излучения и площади взаимного облучения.
- •Метод лучистой (поточной) алгебры.
- •3 Свойство
- •Порошково-вакуумная изоляция.
- •Многослойно-вакуумная изоляция
- •Тепловые мосты.
- •Теплопритоки по тепловым мостам с учетом теплообмена через боковую поверхность тепловых мостов.
- •Хранение криогенных жидкостей.
- •Способы охлаждения криогенных жидкостей.
- •Литература
Многослойно-вакуумная изоляция
МВИ является наиболее эффективной из всех действующих изоляций. В ней чередуются слои экранов и прокладок выполненных из стекловолокна. Экраны выполняются либо из алюминиевой фольги, либо из пластика на который нанесен слой алюминия напылением.
Толщина алюминиевой фольги находится в пределах от 5 мкм до 15 мкм.
Все эти слои вакуумируются, причем вакуум составляет от 10-4 до10-3 Па.
Количество слоев экранов характеризуется таким параметром как плотность упаковки (1/м).
N – число экранов, - толщина изоляции.
Толщина многослойной изоляции не должна превышать 50 мм, при превышении этого размера коэффициент теплопроводимости изоляции начнет возрастать.
Число экранов при этом достигает 200. Основным механизмом теплопроводности является излучение. Коэффициент теплопроводности излучения
Здесь Е – коэффициент черноты экрана;
α – коэффициент поглощения и излучения прокладкой.
l – толщина прокладки
-коэффициент Стефана-Больцмана
Лучшие варианты МВИ имеют коэффициент теплопроводности от 0,3 до 0,4 мВт/м К
Материал прокладки |
Толщина прокладки |
n ,см-1 |
кг/м3 |
мВт/м К |
Экран – алюминиевая фольга толщиной 6,3÷12,7 мкм |
||||
Стеклобумага СБР |
22÷16 |
20÷25 |
98÷108 |
0,05÷0,04 |
Стеклохолет ЭВТИ |
0,2÷0,15 |
20 |
35÷95 |
0,085÷0,05 |
Стеклобумага МКВ |
4,3 |
22 |
68 |
0,042 |
Капроновая сетка |
14 |
23 |
94 |
0,039 |
Стеклобумага или волокно 0, 5 мкм |
0,2 |
20÷21 |
140 |
0,06÷0,042 |
Стеклобумага из волокна 3 мкм |
0,2÷0,12 |
15÷20 |
110÷112 |
0,074÷0,052 |
Экран из полиэтилентерефтолатной пленки с толщиной Al δ = 6÷12 мкм |
||||
Стекловуаль ЭВТИ 7 |
(7) |
30 |
80 |
0,045 |
Стеклобумага МКВ |
(4,3) |
22 |
53 |
0,040 |
Стеклохолет ЭВТИ |
0,1(16) |
30 |
105 |
0,050 |
Шелковая сетка |
0,15 |
20 |
54 |
0,043 |
Нейлоновая сетка |
0,23 |
32 |
54 |
0,029 |
Рефленая пленка 3х3мм без прокладок |
- |
2,0 |
16 |
0,10 |
Мелкопористые вещества обладают свойством адсорбировать газы на своей разветвленной поверхности. Эти газы при работе изоляции могут выходить с поверхности и увеличивать коэффициент теплопроводности, т.е. ухудшать теплоизоляционные свойства материала.
Для устранения этого эффекта при вакуумировании осуществляется прогрев теплоизоляционного материала, при котором адсорбированный газ покидает материал, при этом для того чтобы скорость выхода газов была больше экраны перфорируют и газы выходят не только в продольном направлении, но и в поперечном.