Файл: Нестеров Ю.Ф. Теория и расчет судовой тепловой изоляции.pdf

Меньшие значения а следует брать при учете солнечной радиации и проверке изоляции на отсутствие конденсации, а большие — при расчете коэффициента теплопередачи.

§ю

Воздушные прослойки

Иногда для уменьшения коэффициента теплопередачи в судовых изоляционных конструкциях оставляют воздушные прослойки (рис. 3, а и б), имея в виду плохую теплопроводность воздуха, для кото­ рого при 0° С Л. = 0,021 ккал/м-ч-°С. Однако этому назначению удовлетворяют лишь герметически закрытые прослойки. В против­ ном случае через них продувается воздух и создаются более благо­ приятные условия для теплопередачи, чем если бы эти прослойки

конвекция. Циркуляционные токи воздуха значительно усиливают перенос тепла в прослойке по сравнению с обычной теплопровод­ ностью.

Воздушная прослойка является частью сложной стенки. Поэтому чтобы рассчитать коэффициент теплопередачи стенки, необходимо

передачи через прослойку принято заменять эквивалентным про­ цессом теплопроводности.

Эффективный коэффициент теплопроводности для плоских воз­ душных прослоек

где Хш — эквивалентный коэффициент теплопроводности, учитыва­ ющий перенос тепла через прослойку как теплопроводностью, так и

фициента теплопроводности воздуха, при котором через прослойку передается то же количество тепла путем теплопроводности, что и посредством сложного процесса теплопередачи соприкосновением.

Из-за отсутствия надежных опытных данных в практических расчетах RB_п можно принимать приблизительно равными [60]: для вертикальных и горизонтальных воздушных прослоек при на­ правлении теплового потока снизу вверх — 0,10—0,15 м2-ч-°С/ккал; для горизонтальных прослоек при направлении теплового потока

50 мм почти не повышает ее термического сопротивления. Поэтому приведенные значения RB п можно употреблять практически при

герметичность воздушных прослоек из-за вибрации и деформаций корпуса и наличия различных деталей, прорезающих изоляцию (под­ весок, труб и т. д.). В судовых условиях неизбежно некоторое про­ дувание прослоек воздухом.

Нередко сопротивлением RB п можно вообще пренебрегать.

водят в процессе технического проектирования холодильной уста­ новки.

Таким образом, наиболее выгодную толщину изоляции выбирают путем последовательных приближений. На каждом этапе проекти­ рования необходимо искать наивыгоднейшие решения. Каждое удач­ ное техническое решение является шагом к достижению высокой экономичности судна в целом.

§ 12 Требования, предъявляемые

кизоляционным материалам

иконструкциям

Ктеплоизоляционным материалам, применяемым в судостроении, предъявляют следующие требования.

Материал должен обладать низким коэффициентом теплопровод­ ности Кя. Чем меньше кя (при одинаковом коэффициенте теплопере­ дачи), тем меньше толщина изоляции и отнимаемый ею объем и, сле­ довательно, тем больше полезная вместимость судна.

У волокнистых материалов (например, у минеральной и стеклянной ваты) наблюдается минимум функции Кн = / (у), зависящий от рода волокон и их уплотнения.

Теплоизоляционный материал должен обладать пониженными значениями паропроницаемости, гигроскопичности и водопоглощения (чтобы уменьшить увлажнение изоляции).

Материал изоляции может увлажняться как при непосредствен­ ном соприкосновении с капельной влагой (вследствие капиллярного всасывания воды), так и при проникновении (диффузии) водяного пара из окружающего воздуха внутрь материала. Движение водя­ ного пара через стенку вызывается разностью его парциальных давлений. Водяной пар, всегда диффундирующий с теплой стороны ограждения на холодную, может конденсироваться в охлажденных слоях изоляционной конструкции и таким путем вносить некоторое количество влаги. Поглощение влаги резко увеличивает коэффициент теплопроводности %я. Увлажнение изоляции увеличивает также объемный вес материала у, способствует коррозии стали, находящейся под изоляцией, и гниению материала, что приводит к его разрушению и значительному сокращению срока службы.

Кроме того, теплоизоляционный материал должен быть прочным, эластичным, вибростойким, морозостойким, биостойким, технологич­ ным, дешевым, недефицитным, должен обладать длительным сроком службы; не должен вызывать (или способствовать) коррозии металлов

итребовать специального ухода.

Вцелях пожарной безопасности изоляционный материал должен быть трудносгораемым или самозатухающим.

В последнее время изоляционные материалы подверглись новой оценке с точки зрения горючести. Возгораемость материалов харак­ теризуют показателями К и а (см. табл. 4).

Показатель возгораемости материала К (определяемый методом калориметрии):

Материалы, имеющие К > 0,6, не применяют для изолирования пассажирских судов, а трудновоспламеняемые и сгораемые мате­ риалы — для изолирования машинных и котельных отделений на всех судах.

В процессе эксплуатации изоляционный материал не должен вы­ делять вредных веществ, а также придавать продуктам питания запах. Теплоизоляционный материал должен не только не обладать запахом, но и быть невосприимчивым к запахам, так как большинство пище­ вых продуктов, перевозимых в рефрижераторных трюмах, легко воспринимает различные запахи, что делает их негодными для упо­ требления. В процессе монтажа материал не должен выделять пыли.

Токсикологические и санитарно-химические свойства изоляцион­ ных материалов, по существу, являются основным критерием, огра­ ничивающим возможность применения новых синтетических материа­ лов (пенопластмасс). Многие изоляционные материалы, применяв­ шиеся ранее без проверки их токсичности, не выдержали токсиколо­ гических испытаний и поэтому в настоящее время запрещены для использования в жилых и рефрижераторных помещениях.

Существующие теплоизоляционные материалы имеют свои пре­ имущества и недостатки и полностью не удовлетворяют перечислен­ ным требованиям. Однако влияние недостатков материала может быть снижено или устранено созданием рациональной изоляционной кон­ струкции.

Изоляционная конструкция должна восполнять недостающие качества изоляционного материала (механическую прочность, стой­ кость против грызунов и др.) и обеспечивать неизменность первона­ чальных теплозащитных свойств материала в условиях длительной эксплуатации. Для этого она должна быть надежно защищена от увлажнения. Чтобы предотвратить проникновение парообразной и капельной влаги внутрь изоляционного материала, его поверхность должна быть покрыта слоем паро- и водонепроницаемого материала или краски. Конструкция должна обеспечивать непрерывность как те-