Производство каменной ваты 👉 технология, виды волокон, где востребована, производители

Волокнистые неорганические материалы с функцией тепловой и звукоизоляции образуют группу популярных утеплителей – минеральная вата. Представляющие группу разновидности материала своим характерным свойствам обязаны исходному сырью для их производства. В технологии получения каменной ваты такими определяющими компонентами являются горные породы естественного вулканического происхождения.

Именно такой состав увеличивает долговечность конечного продукта, значительно повышает его теплоизоляционные и влагоотталкивающие свойства. Очевидно, что подобный утеплитель с улучшенными физико-химическими характеристиками стал основой большинства энергосберегающих технологий для многих отраслей и видов деятельности.

Ассортимент утеплителя для решения задач качественной теплоизоляции всевозможных конструкций

Содержание статьи

• Производство каменной ваты, технология заводского процесса
• Химический состав каменной ваты
• Базальтовые волокна: классификация и применение производимых видов
• Сфера применения базальтовой (каменной) ваты
• Достоинства каменной ваты (базальтового утеплителя)
• Известные фирмы-производители
• Минеральная вата Технониколь
• Базальтовая вата Knauf
• Продукция Rockwool

Производство каменной ваты, технология заводского процесса

Английское словосочетание для обозначения базальтового утеплителя при дословном переводе на русский язык звучит как «горная шерсть». Представляя внешний вид утеплителя, и зная, что сырьем для производства служат горные габбро-базальтовые породы, с этим определением можно согласиться.

Впервые изверженные и застывшие волокна вулканической лавы, как будто взбитые и похожие на пучки шерсти, были найдены 15 веков назад. Их можно считать прототипом современной каменной (базальтовой) ваты, которую запустили в производство в далеком 1897 г. на американском континенте. Для рядового потребителя утеплитель стал доступен позже. В нашей стране его популярность и стабильный рост продаж приходится на последние три десятилетия. Пора узнать, в чем заключается технологический процесс получения «горной шерсти».

Производство: от измельченного камня до теплоизоляции. Наглядная схема заводского процесса

Многоступенчатая технология заключается в искусственном повторении на заводе по производству утеплителя сложных природных условий извергающейся лавы. 1500°С – температура печи, в которую попадает измельченный вулканический камень базальтовой группы и доводится до жидкого лавообразного состояния.

Базальт – камень, который сохраняет тепло

Расплавленная масса из отверстий питателя стекает в сопла специальных раздувочных приспособлений. Сжатым воздухом (9 атм.) струя разбивается на мелкие капли, которым придается огромное ускорение. Разлетаясь на выходе из сопла, частицы расплава удлиняются и после мгновенного охлаждения превращаются в небольшие тонкие волокна. Эта стадия производства утеплителя хорошо продемонстрирована в начальном отрезке представленного видеоматериала:

При осаждении полученных штучных волокон, в объем камеры вводят распылением необходимый связующий состав для объединения всех волокон в цельный «ковер».

Далее основа будущего утеплителя проходит обработку жидкими составами, помогающими повысить его паропроницаемость, водоотталкивающие характеристики и плотность. На следующем этапе «ковер» поступает в камеру тепловой обработки, где при 200°С происходит поликонденсация. Теперь полотно можно разрезать и отправлять на упаковку.

Разрезание полотна на стандартные плиты

Химический состав каменной ваты

Сырьем для производства каменной ваты преимущественно выступает базальтовая порода и ограниченная доля метаморфических пород со схожим химическим составом.

Примерный процентный состав основных компонентов сырья для производства утеплителя:

• 45-65% – SiO₂.
• 10-20% – Al₂O₃.
• 5-15% – FeO и Fe₂O₃.
• 7-11% – CaO.
• 5-10% – MnO.

Оставшаяся доля приходится на оксиды других металлов и прочие вещества.

Важным показателем качества ваты является соотношение между окислами – кислыми и основными. Параметр характеризуется модулем кислотности, с увеличением которого улучшается термическая и химическая стойкость волокна, вата приобретает дополнительную водоотталкивающую способность и становится более долговечной.

ГОСТ 4640-93 определяет типы минерального утеплителя с диаметром волокон 6-12 мкм по величине модуля кислотности:

• Тип А – свыше 1,6.
• Тип Б – 1,4-1,6.
• Тип В – 1,2-1,4.

Продукцию из волокон меньшего диаметра автоматически определяют, как минеральную вату типа А.

Для получения заданной плотности и формы в состав утеплителя при производстве вводится связующий компонент (чаще синтетический). В готовом изделии его массовая доля не превышает 2%. Причем, вещество присутствует в связанном состоянии, поэтому оно инертно к внешней среде и безопасно для здоровья.

Обратите внимание! При создании единого утепляющего слоя не применяют каменную вату с различной плотностью.

Базальтовые волокна: классификация и применение производимых видов

Базальтовые волокна делятся на непрерывные, длина которых может превышать 50 км, и штапельные – отрезки небольшой длины. Толщина (диаметр) волокон измеряется миллионными долями метра – микрометрами (мкм). Этот параметр лежит в основе их классификации:

• Микротонкие – диаметром до 0,6 мкм. Эти волокна востребованы при производстве аппаратов тонкой очистки различных сред.
• Ультратонкие – диапазон толщины 0,6-1,0 мкм. Используются в фильтрах, а также для получения сверхлегких материалов с универсальными изоляционными свойствами.
• Супертонкие – 1-3 мкм. Область применения – фильтры, утеплительные маты, жгуты. Материал не усаживается, его теплостойкость на 200°С превышает показатели предыдущих типов.
• Тонкие – 9-15 мкм. Популярные волокна для изоляторов промышленного назначения и грубых фильтрующих изделий.
• Утолщенные – 15-25 мкм. Основной материал для фильтрации в различных дренажных системах.
• Толстые – 25-150 мкм. Полотно из хаотично сплетенных волокон, с длиной каждого до 3 м, отличается выдержкой к усилиям на разрыв. Величина выдерживаемой нагрузки может достигать 650 МПа (примерно, это сила в 65 кг, приложенная к каждому квадратному миллиметру площади поперечного сечения).
• Грубые – 150-500 мкм. В комбинации со специальными вяжущими компонентами, такие волокна часто выступают как армирующая прослойка.

Базальтовое полотно – перспективный композитный материал

Сфера применения базальтовой (каменной) ваты

Области применения базальтового утеплителя обусловлены уникальными физико-механическими и эксплуатационными свойствами материала. Основные сферы, в которых каменная вата нашла применение:

• Устройство вентилируемых фасадов и утепление поверхностей под окончательную штукатурку.
• Внутренняя теплоизоляция лоджий и балконов, несущих стен (при отсутствии возможности выполнить наружные работы).
• Шумо- и теплоизоляция пустотелых перегородок жилых помещений и офисов.
• Тепловая защита полов, перекрытий, мансард, кровли.
• Огневая защита коммуникаций, инженерных конструкций, несущих балок и колонн из металла.
• Обустройство бань и парных.
• Тепловая изоляция плит, печей, жарочных шкафов.
• Наполнение сэндвич-панелей и каркасных конструкций.
• Изоляция конструкций бытовых и промышленных холодильников.
• Скорлупы для изоляции трубопроводов и вентиляционных возвуховодов.

Цилиндры для труб: механическая защита и устранение теплопотерь

Важно! Менее плотные образцы утеплителя отличаются хорошей эластичностью. Это качество помогает при защите фигурных, сложных, ассиметричных поверхностей и элементов строительных конструкций.

Достоинства каменной ваты (базальтового утеплителя)

Перечисленные преимущества относятся непосредственно к утеплителям из базальтовых волокон:

• Служба изоляционного материала превышает 50 лет.
• Утеплитель не боится следующих факторов влияния: ультрафиолетовых лучей, температурных перепадов, влажности, агрессивных химических составов и веществ, технических масел, грибка, бактерий, грызунов, насекомых.
• Низкая теплопроводность утеплителя объясняется хаотичной структурой каменных волокон, объем которых ограничен размерами плиты. Все пространство между волокнами заполняется статичным воздухом, а он практически не участвует в теплопередаче. Благодаря таким особенностям базальтовая вата отлично удерживает тепло внутренних помещений в холода, и препятствует быстрому их прогреву в жару.
• Паропроницаемость – очень важное положительное свойство каменного утеплителя. Через толщу волоконного материала легко отводится и испаряется лишняя влага и конденсат, способные разрушать материал изолированных поверхностей.
• Материал базальтового теплоизолятора не горит, сдерживает распространение огня, выдерживает колоссальный нагрев (свыше 1000°С) без разрушения структуры и выделения удушающих или отравляющих веществ.
• Значительный диапазон возможной плотности материала облегчает задачу подбора плит определенной жесткости и прочности для решения конкретных задач.
• Экологическая чистота природного сырья и произведенного из него материала.
• Универсальность. Об этом качестве базальтового утеплителя говорит предыдущий раздел со списком основных сфер применения материала.
• Дополнительное создание акустического комфорта в помещениях, которые утеплялись базальтовой ватой.
• Разнообразие и доступность для потребителей ваты различной плотности, формы выпуска, назначения, линейных размеров и толщины.
• Удобство хранения, транспортировки и погрузки легкого материала. Простота резки и монтажных работ для исполнителей без достаточного опыта.

Пожаробезопасность утеплителя доказана испытаниями и практикой

Полезная информация! Электроизоляционные и диэлектрические свойства характерны для волокон из базальтовых камней.

Поэтому изделия из них «прозрачные» для магнитных полей и излучений любой природы.

Главные качества, за которые профессионалы-строители и частные застройщики выбирают именно каменный утеплитель, продемонстрированы в видеоматериале:

Известные фирмы-производители

Из поставщиков минеральной ваты рассматриваемого типа выделяются несколько крупных компаний. Их конкуренция, стремление постоянно улучшать качество и не завышать стоимость товара, только на руку потенциальному потребителю.

Минеральная вата Технониколь

Образец качества отечественного товара, который вышел на международный рынок. Сеть представительств торговой марки включает более трех десятков стран. Варианты выпускаемой продукции относятся к нескольким линейкам: частное и профессиональное строительство, варианты огнезащиты, техническая изоляция.

Самая популярная отечественная марка утеплителя

Базальтовая вата Knauf

Производство каменной изоляции является лишь одной их линеек выпускаемых фирмой материалов, отделки и комплексных систем. Но качество выпускаемых утеплителей от этого не страдает, а предлагаемый ассортимент помогает решить любую задачу.

Продукция Rockwool

Датская торговая марка славится качеством выпускаемых марок товара. Из 28 заводов компании, на российского потребителя работают 4 производственных комплекса на территории РФ. В ассортименте Rockwool несколько серий выпускаемой продукции различного назначения: утеплители для кровли, фасадов, квартир и зданий, огнезащиты, шумоподавления, изоляции инженерных систем, сооружений нефтегазового комплекса.

Не отстают в борьбе за покупателя и другие производители изоляционных материалов из базальтовых волокон – Эковер и ISOROC. Первое молодое предприятие находится у источника сырья (на Урале) и быстро прогрессирует. А тамбовский завод компании ISOROC, после масштабной модернизации, гарантирует соответствие продукции отраслевым и мировым стандартам.

Проверенная технология и промышленное оборудование последнего поколения позволяют производить высокоэффективные минеральные теплоизоляторы, которые надежно утепляют любые поверхности и проложенные коммуникации. Получить более высокий уровень защиты помогает каменная вата из базальтовых пород. Если требуется обеспечить класс теплоизоляционной защиты, соответствующий самым строгим стандартам, нужно обратить внимание именно на этот материал.

Каменная вата

• Главная
• Состав утеплителя
• Каменная вата

Быстрый просмотр

Руф баттс 1000*600* 40 (2,4м2)(0,096м3)

665 руб

Купить

Быстрый просмотр

ИЗОРОК Изофас 1000*600*100мм (1,8м2)(0,18м3)

740 руб

Купить

Быстрый просмотр

ИЗОРОК Изофас 1000*600*50мм (3,6м2)(0,18м3)

740 руб

Купить

Быстрый просмотр

Каменная вата Технониколь Техноакустик (50 мм) (плита)

660 руб

Купить

Быстрый просмотр

Каменная вата Технониколь Роклайт 100 мм (плита)

425 руб

Купить

Быстрый просмотр

Каменная вата Технониколь Роклайт 50 мм (плита)

425 руб

Купить

Быстрый просмотр

Минеральная вата Изорок Изоруф В 50 мм

810 руб

Купить

Быстрый просмотр

Минеральная вата Изорок Изоруф Н 100 мм

700 руб

Купить

Быстрый просмотр

Минеральная вата Изорок Изоруф Н 50 мм

700 руб

Купить

Быстрый просмотр

Базальтовая вата Изорок ПП-80 100 мм (плита)

515 руб

Купить

Быстрый просмотр

Базальтовая вата Изорок ПП-80 50 мм (плита)

515 руб

Купить

Быстрый просмотр

Каменная вата Изорок П-75 100 мм (плита)

435 руб

Купить

Быстрый просмотр

Каменная вата Изорок П-75 50 мм (плита)

435 руб

Купить

Быстрый просмотр

Звукоизоляция Изовол Защита от шума 100 мм (плита)

0 руб

Купить

Быстрый просмотр

Каменная вата ISOROC (Изорок) Изолайт 100 мм (плита)

350 руб

Купить

Быстрый просмотр

Каменная вата ISOROC (Изорок) Изолайт 50 мм (плита)

350 руб

Купить

Быстрый просмотр

Каменная вата ISOROC (Изорок) Изолайт Л 100 мм (плита)

370 руб

Купить

Быстрый просмотр

Каменная вата ISOROC (Изорок) Изолайт Л 50 мм (плита)

370 руб

Купить

Быстрый просмотр

Каменная вата ISOROC (Изорок) Ультралайт 100 мм (плита)

380 руб

Купить

Быстрый просмотр

Каменная вата ISOROC (Изорок) Ультралайт 50 мм (плита)

380 руб

Купить

Быстрый просмотр

Звукоизоляция Изовол Защита от шума 50 мм (плита)

0 руб

Купить

Быстрый просмотр

Каменная вата Изовол СТ-50 100 мм (плита)

0 руб

Купить

Быстрый просмотр

Каменная вата Изовол Л-35 100 мм (плита)

0 руб

Купить

Быстрый просмотр

Каменная вата Изовол СТ-50 50 мм (плита)

0 руб

Купить

Длина, мм

Ширина, мм

Толщина, мм

Плотность, кг/м³

100 кг/м3 Базальтовая минеральная плита из каменной ваты

С нашим непоколебимым духом честности и добросовестности мы заслужили доверие потребителей и общества благодаря нашему текстилю из керамического волокна, изготовленному на заказ кирпичу, теплоизоляционному кирпичу. За последние несколько лет мы активно исследовали зарубежные рынки и успешно создали прочную основу за рубежом. Что касается будущего, мы готовы делиться ресурсами с миром, расти вместе и создавать лучшее будущее. Мы активно реализуем концепцию «стремление к превосходному качеству, совершенство производства и служение обществу».

Плита из минеральной ваты BSTWOOL® / Плита из минеральной ваты

Плита из минеральной ваты Bstwool® производится с использованием уникального процесса с использованием высококачественной базальтовой руды в качестве основного сырья. Плиты из минеральной ваты Bstwool® обладают такими свойствами, как высокая прочность, устойчивость к высоким температурам, устойчивость к коррозии и хорошая теплопроводность. Минеральная вата Luyang Bstwool® широко используется в изоляции наружных стен, изоляции крыш, композитных сэндвич-панелей, противопожарных дверей и различного промышленного и морского оборудования, изоляции трубопроводов.

Компания Luyang занимается развитием энергосбережения в зданиях и в 2011 году представила автоматическую линию по производству минеральной ваты из Италии. В настоящее время Luyang имеет 5 автоматизированных производственных линий с годовой производственной мощностью 200 000 тонн. Производственное оборудование, производственные мощности и качество продукции достигли передового мирового уровня.

Минеральная вата Luyang Bstwool® прошла сертификацию CE и FM.

Характеристики

Отличная огнестойкость

Отличная теплоизоляция

Отличное звукопоглощение

Легкость обработки, резки и формовки

Высокая жесткость и малый вес

Типичные области применения

Термические изоляция промышленных и гражданских зданий

Звукопоглощение наружной стены здания

Противопожарная защита судового оборудования

Прослойка стальной изоляционной плиты

Обратная футеровка в промышленной печи

Типовые параметры

9 0061 900 53

Постоянная линейная усадка (%)

9 0053

Стандартный размер (мм)

Описание	BSTWOOL® BOARD
Плотность (кг/м³)	80-160
Температура плавления (℃)	>1000
Прочность на сжатие (кПа, относительная деформация 10 %)	≥40
Прочность на растяжение (кПа)	≥80
Ac коэффициент идентичности	≥1,8
Гидрофобность (%)	≥98
Гигроскопичность (%)	≤1,0
Водопоглощение (кг/м2, частичное погружение)	Кратковременный (24 ч) ≤1,0 Длительный срок (28 дней)≤3,0
Горючесть	Негорючий A1
750℃x0,5h≤8
Потеря массы (%)	750℃x0,5h≤10
Теплопроводность (Вт/м·К, 25℃) 9 0056	≤0,04
Допуск по толщине ( мм)	±3
Допуск плоскостности (мм)	≤5
1200x600x(25-100)

Производственная линия

Годовой объем производства продукции Luyang составляет 180 000 тонн базальтовой минеральной ваты. Минеральная вата Bstwool® пользуется большим спросом по всей стране и экспортируется в более чем 60 стран и регионов, таких как США, Германия, Великобритания, Тайвань и т. д., и широко используется в футеровке промышленных печей, противопожарной изоляции зданий, высокотемпературной изоляции. и другие поля.

Сертификация

LUYANG имеет официальные сертификаты, включая CE, FM, LR, ABS, DNV и т. д.

Доставка

90 002 1. FEDEX/DHL/UPS/TNT/EMS для образцов.

2. По морю для партий товаров.

3. Клиенты указывают экспедиторов или договариваются о способах доставки.

4. Срок поставки: 3-15 дней для образцов общей формы, 7-45 дней для партии товаров.

Профиль компании

Luyang Energy-saving Materials Co., Ltd. была основана в 1984 году. За более чем 35 лет развития компания Luyang стала всемирно известным предприятием по исследованию, производству и продаже новых энергосберегающих материалов в области керамических волокон. , растворимые волокна, волокна глинозема, волокна минеральной ваты и изоляционные огнеупорные кирпичи.

Международная выставка

Ежегодно мы принимаем участие более чем в 20 выставках в стране и за рубежом. Через выставки мы знакомим с культурой нашей компании, нашими продуктами и услугами, которые мы можем предоставить, такими как техническая поддержка, поддержка строительства на месте и т. д.

НИОКР

Технологический центр Луян насчитывает более 60 профессиональных исследователей. В 2007 году он был признан провинциальным технологическим центром, а в 2012 году стал общенациональным центром корпоративных технологий. Луян имеет 126 патентов и 54 научно-технических достижения.

Часто задаваемые вопросы

1.Вы производитель или торговая компания?

Мы являемся производителем, основанным в 1984 году, расположенным в провинции Шаньдун, Китай, с 8 филиалами. Мы не только предоставляем высококачественную продукцию по лучшей цене, но также можем предложить лучшее предпродажное и послепродажное обслуживание.

2. Какие продукты вы можете предложить?

Наша компания может предложить все виды огнеупорных изоляционных материалов. Например: изделия из керамического волокна, изделия из растворимого волокна, изделия из глиноземного волокна, микропористые плиты, изоляционные огнеупорные кирпичи, изделия из силиката кальция, минеральная вата, каменная вата и т. д.

3. Можете ли вы предоставить бесплатные образцы?

Доступны бесплатные образцы!

4.Какой у вас MOQ?

У нас нет определенного MOQ, мы можем принять любой заказ для любых различных проектов. Цена зависит от количества.

5. Можем ли мы посетить ваш завод?

Да! Конечно, добро пожаловать на нашу фабрику в любое время на месте или в Интернете!

Наше видение состоит в том, чтобы стремиться к созданию предпочтительного бренда в отрасли производства плит из минеральной ваты из базальтовой породы 100 кг / м3 и стать лучшим выбором для качественных клиентов и отраслевой элиты. После многих лет развития мы постепенно перешли от внедрения и освоения технологий к независимым инновационным технологиям и от грубых масштабов к качеству и эффективности. Мы обращаем взоры на общество, активно берем на себя большую социальную ответственность и стремимся к общей среде социальной гармонии.

Что такое каменная вата – каменная вата

04.06.2019 22.05.2019 by Nick Connor земля, напр. вулканическая порода, обычно базальт или доломит. Теплотехника

Каменная вата – Минеральная вата

Каменная вата, , также известная как каменная вата, , основана на природных минералах, присутствующих в больших количествах по всей земле, например, каменной вате. вулканическая порода, обычно базальт или доломит. Наряду с сырьем в процесс могут быть добавлены переработанная минеральная вата, а также шлаковые остатки металлургической промышленности. Он сочетает в себе механическую стойкость с хорошими тепловыми характеристиками, пожаробезопасностью и пригодностью к высоким температурам. Стекловата и каменная вата производятся из минеральных волокон и поэтому часто называются «минеральной ватой». Минеральная вата — это общее название волокнистых материалов, которые образуются путем прядения или вытягивания расплавленных минералов. Каменная вата представляет собой изделие из расплавленной горной породы при температуре около 1600 °С, через которую продувается поток воздуха или пара. Более продвинутые методы производства основаны на вращении расплавленной породы в высокоскоростных вращающихся головках, что несколько напоминает процесс, используемый для производства сахарной ваты.

Применение каменной ваты включает структурную изоляцию, изоляцию труб, фильтрацию, звукоизоляцию и гидропонную среду для выращивания. Каменная вата – универсальный материал, который можно использовать для утепления стен, крыш и полов. При укладке каменной ваты она должна быть все время сухой, так как увеличение содержания влаги приводит к значительному увеличению теплопроводности.

 

Классификация изоляционных материалов

Для изоляционных материалов можно определить три общие категории. Эти категории основаны на химическом составе основного материала, из которого производится изоляционный материал.

Далее дается краткое описание этих типов изоляционных материалов.

Неорганические изоляционные материалы

Как видно из рисунка, неорганические материалы можно классифицировать соответственно:

• Волокнистые материалы
  • Стекловата
  • Минеральная вата
  903 39
  • Ячеистые материалы
    • Силикат кальция
    • Ячеистые стекло

  Органические изоляционные материалы

  Все органические изоляционные материалы, рассматриваемые в этом разделе, получены из нефтехимического или возобновляемого сырья (на биологической основе). Почти все нефтехимические изоляционные материалы представляют собой полимеры. Как видно из рисунка, все нефтехимические изоляционные материалы являются ячеистыми. Материал является ячеистым, когда структура материала состоит из пор или ячеек. С другой стороны, многие растения содержат волокна для прочности, поэтому почти все изоляционные материалы на биологической основе являются волокнистыми (за исключением вспененной пробки, которая является ячеистой).

  Органические изоляционные материалы можно соответственно классифицировать:

  • Нефтехимические материалы (полученные из нефти/угля)
    • Пенополистирол (EPS)
    • Экструдированный полистирол (XPS)
    • Полиуретан (PUR)
    90 333 Фенольная пена
    • Полиизоциануратная пена ( PIR)
  • Возобновляемые материалы (растительного/животного происхождения)
    • Целлюлоза
    • Пробка
    • Древесное волокно
    • Конопляное волокно
    • Льняная шерсть
    • Овечья шерсть
    • Хлопковая изоляция

  Другие изоляционные материалы

  • Ячеистое стекло
  • Аэрогель
  • Вакуумная панель s

  Теплопроводность каменной ваты

  Теплопроводность определяется как количество тепла (в ватт), передаваемой через квадрат материала заданной толщины (в метрах) из-за разницы температур. Чем ниже теплопроводность материала, тем больше способность материала сопротивляться передаче тепла и, следовательно, выше эффективность изоляции. Типичные значения теплопроводности для минеральной ваты находятся между 0,020 и 0,040 Вт/м∙K .

  Теплоизоляция в основном основана на очень низкой теплопроводности газов. Газы обладают плохими свойствами теплопроводности по сравнению с жидкостями и твердыми телами и, таким образом, являются хорошим изоляционным материалом, если их можно уловить (например, в пенообразной структуре). Воздух и другие газы обычно являются хорошими изоляторами. Но главная польза в отсутствии конвекции. Поэтому многие изоляционные материалы (например, каменная вата ) функционируют просто благодаря большому количеству заполненных газом карманов , которые предотвращают крупномасштабную конвекцию .

  Чередование газового кармана и твердого материала приводит к тому, что тепло должно передаваться через множество поверхностей раздела, что приводит к быстрому снижению коэффициента теплопередачи.

  Пример – Изоляция из каменной ваты

  Основным источником потерь тепла из дома являются стены. Рассчитайте скорость теплового потока через стену площадью 3 м х 10 м (А = 30 м ² ). Стена имеет толщину 15 см (L ₁ ) и выполнена из кирпича с теплопроводностью k ₁ = 1,0 Вт/м.К (плохой теплоизолятор). Предположим, что температура внутри и снаружи помещения составляет 22°C и -8°C, а коэффициенты конвективной теплопередачи на внутренней и внешней сторонах равны h ₁ = 10 Вт/м ² K и h ₂ = 30 Вт/м ² К соответственно. Обратите внимание, что эти коэффициенты конвекции сильно зависят, в частности, от окружающих и внутренних условий (ветер, влажность и т. д.).

  1. Рассчитайте тепловой поток ( потери тепла ) через эту неизолированную стену.
  2. Теперь предположим теплоизоляцию на внешней стороне этой стены. Используйте изоляцию из каменной ваты толщиной 10 см (L ₂ ) с теплопроводностью k ₂ = 0,022 Вт/м·К и рассчитайте тепловой поток ( потери тепла ) через эту композитную стену.

  Решение:

  Как уже было сказано, многие процессы теплопередачи включают составные системы и даже включают комбинацию теплопроводности и конвекции. С этими составными системами часто удобно работать с общий коэффициент теплопередачи, известный как U-фактор . U-фактор определяется выражением, аналогичным закону охлаждения Ньютона :

  Общий коэффициент теплопередачи связан с общим тепловым сопротивлением и зависит от геометрии задачи.

  1. голая стена

  Предполагая одномерный теплообмен через плоскую стенку и пренебрегая излучением, общий коэффициент теплопередачи можно рассчитать как:

  Тогда общий коэффициент теплопередачи равен:

  U = 1 / (1/10 + 0,15/1 + 1/30) = 3,53 Вт/м ² K

  Тепловой поток можно рассчитать следующим образом:

  q = 3,53 [Вт/м ² K] x 30 [K] = 105,9 Вт/м стена будет:

  q _потери = q . A = 105,9 [Вт/м ² ] x 30 [м ² ] = 3177W

  2. композитная стена с теплоизоляцией

  Предполагая одномерную теплопередачу через плоскую композитную стену, отсутствие теплового контактного сопротивления и без учета излучения, общий коэффициент теплопередачи можно рассчитать как :

  Тогда общий коэффициент теплопередачи равен:

  U = 1 / (1/10 + 0,15/1 + 0,1/0,022 + 1/30) = 0,207 Вт/м ² K 90 003

  Тогда тепловой поток можно рассчитать следующим образом:

  q = 0,207 [Вт/м ² K] x 30 [K] = 6,21 Вт/м ²

  Общие потери тепла через эту стену будут:

  q _потеря = q . A = 6,21 [Вт/м ² ] x 30 [м ² ] = 186 Вт

  Как видно, добавление теплоизолятора приводит к значительному снижению тепловых потерь. Следует добавить, что добавление очередного слоя теплоизолятора не приводит к такой большой экономии. Это лучше видно из метода термического сопротивления, который можно использовать для расчета теплопередачи через композитные стены . Скорость устойчивого теплообмена между двумя поверхностями равна разности температур, деленной на общее тепловое сопротивление между этими двумя поверхностями.

   

  Ссылки:

  Теплопередача:

  1. Основы тепломассообмена, 7-е издание. Теодор Л. Бергман, Эдриенн С. Лавин, Фрэнк П. Инкропера. John Wiley & Sons, Incorporated, 2011. ISBN: 9781118137253.
  2. Тепломассообмен. Юнус А. Ценгель. McGraw-Hill Education, 2011. ISBN: 9780071077866.
  3. Министерство энергетики США, термодинамика, теплопередача и поток жидкости. DOE Fundamentals Handbook, Volume 2 of 3. May 2016.

  Ядерная и реакторная физика:

  1. Дж. Р. Ламарш, Введение в теорию ядерных реакторов, 2-е изд., Addison-Wesley, Reading, MA (1983).
  2. Дж. Р. Ламарш, А. Дж. Баратта, Введение в ядерную технику, 3-е изд., Prentice-Hall, 2001, ISBN: 0-201-82498-1.
  3. WM Стейси, Физика ядерных реакторов, John Wiley & Sons, 2001, ISBN: 0-471-39127-1.
  4. Гласстоун, Сесонске. Разработка ядерных реакторов: разработка реакторных систем, Springer; 4-е издание, 1994 г., ISBN: 978-0412985317
  5. WSC Уильямс. Ядерная физика и физика элементарных частиц. Кларендон Пресс; 1 издание, 1991 г., ISBN: 978-0198520467
  6. Г. Р. Кипин. Физика ядерной кинетики. Паб Эддисон-Уэсли. Ко; 1-е издание, 1965 г.
  7. Роберт Рид Берн, Введение в работу ядерных реакторов, 1988 г.
  8. Министерство энергетики, ядерной физики и теории реакторов США. Справочник по основам Министерства энергетики, том 1 и 2. 19 января.93.
  9. Пауль Ройсс, Нейтронная физика. EDP ​​Sciences, 2008. ISBN: 978-2759800414.

  Передовая физика реакторов:

  1. К. О. Отт, В. А. Безелла, Введение в статику ядерных реакторов, Американское ядерное общество, исправленное издание (1989 г.