نوشته تکی بلاگ

عایق حرارتی یعنی چه؟ مبحث ۱۹ مقررات ملی ساختمان ایران  عایق حرارتی یعنی کاهش انتقال حرارت که  انتقال انرژی حرارتی بین اجسام با دمای متفاوت و یا در محدوده تأثیر تشعشع صورت میگیرد . عایق حرارتی را می توان با روش ها یا فرآیندهای مهندسی شده خاص و همچنین با اشکال و مواد مناسب جسم به دست آورد. جریان گرما پیامد اجتناب ناپذیر تماس بین اجسام با دماهای مختلف است. عایق حرارتی ناحیه ای از عایق را فراهم می کند که در آن رسانش حرارتی کاهش می یابد و یک شکست حرارتی یا مانع حرارتی ایجاد می کند یا تابش حرارتی به جای جذب توسط بدنه با دمای پایین منعکس می شود.  قابلیت عایق بودن یک ماده به صورت معکوس هدایت حرارتی اندازه گیری می شود. هدایت حرارتی کم معادل قابلیت عایق بالا مقدار مقاومت است در مهندسی حرارتی، دیگر خواص مهم مواد عایق، چگالی محصول  ظرفیت حرارتی ویژه است. فهرست ۱ تعریف ۲عایق سیلندرها ۳ برنامه های کاربردی ۴ پوشاک و عایق طبیعی حیوانات در پرندگان و پستانداران ۵ ساختمان ها ۶ سیستم های مکانیکی ۷ سطوح خنک کننده تابشی غیرفعال ۸ تبرید ۹ فضاپیما ۱۰ خودرو ۱۱- عامل موثر بر عملکرد ۱۲  محاسبه الزامات  تعریف مقاله اصلی: هدایت حرارتی هدایت حرارتی k بر حسب وات بر متر بر کلوین (W·m-1·K-1 یا W/m/K) اندازه گیری می شود. این به این دلیل است که انتقال حرارت، که به عنوان توان اندازه گیری می شود، (تقریبا) متناسب با آن است  اختلاف دما   نتیجه می شود که قدرت از دست دادن حرارت  برای سیالات به  دما و فشار آن بستگی دارد. برای مقاصد مقایسه، رسانایی در شرایط استاندارد (20 درجه سانتیگراد در 1 اتمسفر) معمولا استفاده می شود. برای برخی از مواد، هدایت حرارتی ممکن است به جهت انتقال حرارت نیز بستگی داشته باشد.  فهرست رسانایی حرارتی عمل عایق با پوشاندن یک جسم در موادی با هدایت حرارتی کم در ضخامت بالا انجام می شود. کاهش سطح در معرض نیز می تواند انتقال حرارت را کاهش دهد، اما این مقدار معمولاً توسط هندسه جسمی که قرار است عایق بندی شود ثابت می شود.  عایق چند لایه در جایی استفاده می‌شود که از دست دادن تشعشع غالب باشد، یا زمانی که کاربر از نظر حجم و وزن عایق محدود است (مانند پتوی اضطراری، مانع تابشی)  عایق بندی سیلندرها  اگزوزهای اتومبیل معمولاً به نوعی مانع گرما نیاز دارند، به ویژه اگزوزهای با کارایی بالا، که در آنها اغلب یک پوشش سرامیکی اعمال می شود. برای سیلندرهای عایق، باید به یک پوشش شعاع بحرانی رسید. قبل از رسیدن به شعاع بحرانی، هر عایق اضافه شده انتقال حرارت را افزایش می دهد. مقاومت حرارتی همرفتی با مساحت سطح و در نتیجه شعاع سیلندر نسبت معکوس دارد، در حالی که مقاومت حرارتی پوسته استوانه ای (لایه عایق) به نسبت بین شعاع بیرون و داخل بستگی دارد نه به شعاع خود. اگر شعاع بیرونی سیلندر با اعمال عایق افزایش یابد، مقدار ثابتی از مقاومت رسانا (برابر 2×π×k×L(Tin-Tout)/ln(Rout/Rin)) اضافه می شود. با این حال، در همان زمان، مقاومت همرفتی کاهش می یابد. این بدان معناست که افزودن عایق زیر یک شعاع بحرانی خاص در واقع انتقال حرارت را افزایش می دهد.   \معادلات نشان می دهد که شعاع بحرانی فقط به ضریب انتقال حرارت و هدایت حرارتی عایق بستگی دارد. اگر شعاع سیلندر عایق کوچکتر از شعاع بحرانی عایق باشد، افزودن هر مقدار عایق باعث افزایش انتقال حرارت می شود.   عایق حرارتی فرآیند عایق بندی مواد از انتقال حرارت بین موادی است که در تماس حرارتی هستند. عایق حرارتی با هدایت حرارتی آن اندازه گیری می شود. برای عایق حرارتی از مواد رسانای حرارتی کم استفاده می شود. علاوه بر هدایت حرارتی، چگالی و ظرفیت حرارتی نیز از ویژگی های مهم مواد عایق هستند.  خوردگی زیر عایق در پتروشیمی ها و سایر صنایع که لوله ها و تجهیزات از گرما عایق می شوند رایج است. خوردگی معمولاً روی مواد عایق زیر لوله‌ها یا تجهیزات رخ می‌دهد. همچنین بر عایق بندی مواد ژاکت تأثیر می گذارد  عایق حرارتی فرآیند به تاخیر انداختن جریان گرما از انتقال بین سطوح مجاور است. برای دستیابی به عایق حرارتی، روش‌ها یا فرآیندهای مهندسی شده و اشکال و مواد مناسب شی مورد نیاز است.  مواد عایق حرارتی معروف به عایق ها در ساختمان های تجاری برای بهبود مصرف انرژی سیستم های سرمایش و گرمایش ساختمان ها نصب می شوند. آنها همچنین در سیستم های صنعتی برای کنترل افزایش یا اتلاف گرما در لوله ها و تجهیزات فرآیند، سیستم های توزیع بخار و میعانات، بویلرها و سایر تجهیزات فرآیند نصب می شوند.  برای عایق حرارتی، جریان گرما از طریق مواد عایق باید مقاومت شود. بنابراین، ماده عایق که به عنوان عایق کار می کند باید با هر مکانیزم انتقال حرارت، جریان گرما را بین سطوح مجاور مواد در تماس مهار کند. در صنایع پتروشیمی، خوردگی فولاد در اثر عایق حرارتی لوله ها و سایر تجهیزات ایجاد می شود. شدید در نظر گرفته می شود زیرا در نهایت باعث از کار افتادن گیاه و حوادث می شود. خوردگی زیر عایق حرارتی جدی است و تا زمانی که تشدید شود و باعث تعطیلی کارخانه شود در زیر ژاکت پنهان می ماند. زنگ زدگی (اکسیداسیون) فولاد کربنی و ترک خوردگی تنشی-خوردگی کلرید دو نوع متداول خوردگی هستند که در زیر عایق حرارتی رخ می دهند. وجود آب یا رطوبت و یون کلرید باعث این خوردگی می شود. این خوردگی را می توان با یک ژاکت طراحی شده و نصب شده مناسب، با استفاده از یک کند کننده بخار با کیفیت بالا و رنگ آمیزی با کیفیت در صورت نیاز کنترل کرد.   عایق حرارتی چیست و چگونه استفاده می شود؟ مبحث ۱۹ مقررات ملی ساختمان ایران  عایق حرارتی به روش‌های زیادی اشاره دارد که ما سعی می‌کنیم از انتقال گرما از یک جسم به جسم دیگر جلوگیری کنیم. این دو شی ممکن است وجه سرد و گرم تجهیزات پردازش در تاسیسات صنعتی یا نمای داخلی و خارجی دیوارهای خارجی در املاک خانگی باشند. زمینه هایی که در آن عایق حرارتی ممکن است استفاده شود از نظر تئوری نامحدود است.  علیرغم طیف وسیعی از کاربردهای موجود برای مواد عایق عملکردی، همه آنها مزایای اساسی مشابهی دارند: تلفات انرژی کمتر منجر به کارایی بیشتر می شود که بازده سرمایه گذاری (ROI) بیشتری را به همراه دارد. اعم از عایق کاری دیوارهای حفره مسکونی و یا محافظت از مکانیک های حساس در برابر دماهای بالا، همه انواع مختلف عایق از همین اصول ساده پیروی می کنند.  اصول کار عایق حرارتی  قبل از تشریح انواع مختلف مواد عایق مورد استفاده در کاربردهای دمای بالا، ارزش بررسی برخی از مفاهیم اساسی هدایت حرارتی و عایق را دارد. گرما کمیت ترمودینامیکی انرژی حرارتی است که زمانی که اختلاف دما بین آن دو وجود دارد از یک سیستم به سیستم دیگر جریان می یابد. از طریق یکی از سه روش مختلف منتقل می شود:  هدایت همرفت تابش – تشعشع عایق حرارتی معمولاً برای محدود کردن انتقال حرارت از طریق رسانایی استفاده می شود که نیاز به تماس مستقیم اجسام با یکدیگر دارد. برخی از انواع عایق ها از پوشش های بازتابنده برای جلوگیری از انتقال حرارت از طریق تشعشع استفاده می کنند، اما در این مقاله عمدتاً به انتقال حرارت بین اجسام در تماس می پردازیم.  سرعت انتقال حرارت بین اجسام با هدایت حرارتی (k) مواد تعیین می شود. فلزات و سرامیک ها با رسانایی حرارتی بالا اغلب برای کاربردهای انتقال حرارت استفاده می شوند. به عنوان مثال، کاربید سیلیکون، با رسانایی اسمی 170 W/m-K، به طور معمول برای مهندسی عناصر گرمایشی با دمای بالا برای کوره‌ها و کوره‌های صنعتی استفاده می‌شود.  برعکس، رسانایی حرارتی کم مقادیر مقاومت بسیار بالایی را به همراه دارد. بسیاری از مواد مبتنی بر سیلیس دارای مقاومت کمتر از 2 W/m-K هستند که می تواند به طور موثر جذب گرما را کاهش دهد تا انتقال را به حداقل برساند. اگرچه رسانایی حرارتی مواد عایق عامل مهمی در عملکرد است، بسیاری از خواص دیگر نیز باید در نظر گرفته شوند، از جمله:  تراکم ظرفیت حرارتی خاص ضخامت پل حرارتی  *چه موادی در عایق حرارتی استفاده می شود؟* به طور طبیعی، مواد با مقادیر مقاومت در برابر حرارت بالا در متراکم ترین و ضخیم ترین فرمت های ممکن فرمت می شوند تا عایق حرارتی موثری ارائه دهند. محصولات مبتنی بر حصیرهای الیافی و سوزنی یکی از محبوب‌ترین پیکربندی‌ها هستند زیرا می‌توان آن‌ها را به سرعت و کارآمد تولید، حمل و نصب کرد. فرمت‌های انعطاف‌پذیر همچنین معیار بسیار مورد نیازی از تطبیق‌پذیری را در هنگام پیچاندن عایق حرارتی در اطراف مکانیسم‌های پیچیده یا پر کردن فضاهای خالی فراهم می‌کنند. اگر می‌خواهید نگاهی عمیق‌تر به نحوه خدمات مواد عایق حرارتی ما در محیط‌های سخت با دمای بالا داشته باشید، مقالات دیگر ما را ملاحظه فرمایید  با این حال، استفاده گسترده تاریخی از آزبست در چنین قالب هایی، خطرات بالقوه ذاتی در مواد خاص را برجسته کرد. با وجود مقاومت برجسته 0.08 W/m-K، آزبست دارای اثرات سرطان زایی شناخته شده است و با طیف گسترده ای از شرایط سلامتی طولانی مدت مرتبط است. ما از الیاف سرامیکی نسوز با خلوص بالا، پارچه های مبتنی بر سیلیس، تشک های فایبرگلاس و بسیاری از انواع دیگر مواد عایق برای اطمینان از عملکرد ایمن و بهینه در هر منطقه کاربردی استفاده می کنیم. سیستم های عایق صنعتی ما عملکرد بی سابقه ای را در برخی از سخت ترین کاربردهای صنعتی موجود ارائه می دهند.   پادنار یک تامین کننده پیشرو در صنعت عایق حرارتی برای مناطق پرکاربرد طبق مبحث ۱۹ مقررات ملی ساختمان ایران  است. برای مطالعه بیشتر به سایت نانورس دات آی آر مراجعه نمایید .   پژوهشگران در زمینه  علوم حرارتی در تلاش هستند تا هزینه های سرمایه و عملیات و همچنین اتلاف حرارت را به حداقل برسانند. در کارهای قبلی چندین توابع هدف توسط محققان برای تحلیل طراحی یک سیستم لوله‌کشی برای به حداقل رساندن اتلاف گرما و مقدار عایق مورد استفاده استفاده شد.  در این نوع روش‌های پیچیده، یک رویکرد رایج این است که تمام توابع هدف را با فاکتورهای وزنی مناسب جمع می‌کنیم و تابع ترکیبی حاصل را به حداقل می‌رسانیم. با این حال، راه حل تحلیلی تنها در صورتی باید انجام شود که مقدار بسیار دقیق ضخامت مورد نیاز باشد، زیرا جزئیات خاصی را در نظر می گیرد و اغلب از نظر عملی الزامی نیست، زیرا بسیاری از انواع عایق فقط در اندازه های خاص خاص موجود هستند.  ضخامت مورد نیاز عایق برای هر کاربرد خاص به ویژگی های مواد عایق و همچنین هدف تجهیزات بستگی دارد. اگر فرآیندی حیاتی باشد، مهم ترین ملاحظات ممکن است قابلیت اطمینان باشد. اگر صرفه جویی در گرما یا برق عامل تعیین کننده باشد، صرفه جویی در سال در مقایسه با هزینه نصب شده مهم ترین عامل است.  در مقابل، زمانی که قرار است از عایق برای یک عملکرد موقت مانند نگه داشتن گرما در حین پخت حرارتی پوشش استفاده شود، کمترین هزینه نصب ممکن است تعیین کننده باشد. بنابراین، به دلیل الزامات متناقض، نمی توان عایق چند منظوره وجود داشت. همچنین یک عایق “کامل” برای هر مجموعه ای از الزامات وجود ندارد.  پایین بودن رسانایی حرارتی پایین جهت نیل به بالاترین  مقاومت در برابر انتقال حرارت مطلوب است. لذا  برای هر اتلاف حرارتی، ماده ای با رسانایی حرارتی پایین نازک تر از مواد جایگزین با رسانایی بالا خواهد بود. این مزیت ویژه ای برای لوله های فرآیندی است زیرا لایه های نازک تر عایق سطحی را که گرما ساطع می کند کاهش می دهد و همچنین سطح بیرونی را که نیاز به محافظت دارد کاهش می دهد. هدف اصلی عایق بندی محدود کردن انتقال انرژی بین داخل و خارج یک سیستم است.  عایق حرارتی یعنی رسانایی ضعیف برای گرما   عایق در ساختمان ها و در فرآیندهای تولید برای جلوگیری از اتلاف گرما یا افزایش حرارت استفاده می شود. اگرچه هدف اصلی آن اقتصادی است، اما کنترل دقیق تری بر دمای فرآیند و حفاظت از پرسنل را نیز فراهم می کند. از متراکم شدن سطوح سرد و خوردگی ناشی از آن جلوگیری می کند. چنین موادی متخلخل هستند و حاوی تعداد زیادی سلول هوای خفته هستند.  عایق حرارتی ممکن است برای یک یا ترکیبی از اهداف زیر اعمال شود: •صرفه جویی در انرژی با کاهش سرعت انتقال حرارت طبق مبحث ۱۹ مقررات ملی ساختمان ایران  •حفظ دمای فرآیند •جلوگیری از انجماد، تراکم، تبخیر یا تشکیل ترکیبات نامطلوب مانند هیدرات ها •محافظت از پرسنل در برابر آسیب از طریق تماس با تجهیزات •جلوگیری از تراکم در سطح تجهیزات انتقال سیال در دمای پایین •جلوگیری از افزایش دمای تجهیزات در اثر آتش سوزی خارجی •برای حفظ یخچال  با حفظ دمای فرآیند، کنترل فرآیند بهتری را ارائه می دهد •جلوگیری از خوردگی با نگه داشتن سطح در معرض یک سیستم یخچالی بالاتر از نقطه شبنم •جذب ارتعاش.  دیوارهای عایق:  عایق کاری، نوسازی و اضافات ساختمان دیوارها می توانند حدود 20 درصد از اتلاف گرما در خانه ها را تشکیل دهند. علاوه بر اتلاف گرما از طریق دیوارها، شکاف ها و نفوذهای زیادی وجود دارد که باعث نشت هوای کنترل نشده به داخل و خارج خانه می شود. اگر قصد دارید داخل یا بیرون خانه خود را بازسازی کنید، این بخش اطلاعاتی در مورد انواع دیوارهای داخل خانه و همچنین نحوه استفاده حداکثری از بهبود خانه ارائه می دهد.