Применение структурной модели для оценки теплопроводности

Известно, что на повышение Хе// газонаполненных полимеров с течени­ем времени наибольшее влияние оказывают изменения, которые могут про­исходить в газовой фазе ввиду ее значительного преобладания по объему над твердой фазой поровой структуры. Изменения в ней в первую очередь связа­ны с естественной диффузией газов ВА из пор материала. Основные иссле­дования данного процесса представлены в зарубежной литературе [134, 135, 136, 137, 140, 152, 155, 157, 162, 163].

Для оценки изменения теплопроводности теплоизоляционных плит из ЭППС в результате диффузии газов произведем расчет значения Хе// при полном заполнении порового пространства газом:

1) фреоном HCFC-1426;

2) фреоном HCFC-22;

3) углекислым газом;

4) воздухом.

Расчеты выполним по полученной структурной модели пенополисти­рола THERMIT XPS марки 35, представленной в п. 3.3.1 для участка I, так как она больше всего соответствует усредненной поровой структуре всего изде­лия (модель участка IV соответствует поровой структуре вблизи лицевой грани плиты).

Вычисленные для нормальных условий исходные данные, необходи­мые для теплотехнического расчета согласно разработанному алгоритму, представлены в табл. 4.1.

Наименование параметра

Вид газа, заполняющего поры

HCFC- 142Ь

HCFC - 22

Углекис­лый газ

Воздух

Коэффициент кондукционной тепло­проводности газа vcond, Вт/м-°С

0,0013

0,0114

0,0165

0,0263

Эквивалентный коэффициент тепло­проводности для переноса тепла из­лучением X(!'Ad, Вт/м-°С

0,0026

Эквивалентный коэффициент тепло­проводности газообразной фазы Xg, Вт/м-°С

0,0039

0,0140

0,0191

0,0289

Коэффициент теплопроводности твердой фазы Вт/м-°С

0,199

Результаты теплотехнического расчета модели в программе THERM Для принятых вариантов заполнения порового пространства представлены в табл. 4.2.

Таблица 4.2

Вид газа, запол­няющего поры

Длина модели вдоль направления теплового потока, мм

Перепад температур At, °С

Коэффициент теплопередачи, Вт/м -°С

Эффективный коэффициент теплопроводно­сти Xetr, Вт/м-°С

HCFC-ШЬ

0,399

1

0,01754

0,007

IICFC- 22

0,04261

0,017

Углекислый газ

0,05514

0,022

Воздух

0,08020

0,032

Таким образом, определен диапазон изменения А^для пенополистиро­ла THERMIT XPS марки 35 в результате диффузии менее теплопроводных фреонов HCFC-42b, HCFC-22 и углекислого газа и обратной диффузии бо­лее теплопроводного воздуха.

Полученные значения А, е^при полном заполнении порового простран­ства фреонами HCFC-XMb, HCFC-22 и углекислым газом представляют тео­ретический интерес. На практике газовой фазой ЭППС является смесь газов ВА, воздуха и выделяемых газов в процессе производства, определение точ­ного состава и процентного содержания которых является трудоемкой зада­чей.

Комментарии закрыты.