Сравнение теплоизоляционных материалов – поиск наиболее эффективного решения
Качество человеческой жизни определяется множеством факторов, и наличие выбора, необходимость в его постоянном совершении делает человека настолько же счастливым, насколько и несчастным. Многим знакомо утверждение о том, что если лишить человека выбора, то он станет самым счастливым на свете. И отчасти это так, но мы решили перефразировать это изречение, так как уверены, что еще более счастливым будет тот, кто научится делать правильный выбор.
Динамичное развитие человечества, технический прогресс и стремление к освоению всего нового привело к тому, что рынок строительных и отделочных материалов переполнился. И сегодня выбрать термоизоляцию, от которой будет зависеть комфорт пребывающих в здании людей, надежность и долговечность строения, не так просто. Но все гораздо легче познается в сравнении.
Основные термоизоляционные материалы, взятые для сравнения
Сразу отметим, что термоизоляционных материалов существует гораздо больше, но мы берем для сравнения основные, применяемые наиболее часто, ведь именно перед их выбором стоит каждый человек, который стремится сделать свое жилище комфортнее и надежнее.
Итак, в нашей «турнирной таблице» следующие термоизоляционные материалы:
А теперь перейдем к критериям сравнения, которые позволят не быть голословными, а выявить фактические плюсы и минусы каждого из материалов нашего «Хит-парада».
Критерии сравнения теплоизоляционных материалов
Эти критерии выбраны не случайно. Они не только позволят нам провести сравнение, но и дадут вам возможность определиться с выбором впоследствии, ведь вы уже будете четко знать, на что опираться и чем руководствоваться. Итак, сравнение будет проводиться по показателям:
Сравнение теплоизоляционных материалов по выбранным критериям
А теперь кратко рассмотрим каждый выбранный нами материал по установленным критериям.
Пенопласт
Пенопласт крошится и пропускает тепло
Теплопроводность: 0,031-0,052 единицы
Плотность: 33-150 единиц (кг/метр кубический)
Паропроницаемость: 0,013-0,23 единицы
Горючесть: горюч, выделяет отравляющие вещества при горении, плавится
Устойчивость к химическим веществам: не устойчив
Стоимость: низкая
Особенности монтажа: вызывает определенные сложности, связанные с нарезкой, аккуратностью (материал хрупкий), необходимостью надежной фиксации на клей, анкера
Эксплуатационные характеристики: не требует дополнительного обслуживания, однако нуждается в дополнительной противопожарной защите.
Боится механических воздействий
Минеральная или стекловата
Минвата довольно быстро слеживается и теряет свои теплоизоляционные свойства
Теплопроводность: 0,048-0,070 единиц
Плотность: 50-200 единиц
Паропроницаемость: 0,49-0,60 единиц. Боится намокания, утрачивая более 70% КПД
Горючесть: негорючий или слабо горючий материал
Устойчивость к химическим веществам: преимущественно устойчивы
Стоимость: средняя
Особенности монтажа: есть сложности (нарезка, крепление)
Эксплуатационные характеристики: нельзя допускать сжимания пластов (боится механических воздействий), попадания влаги
Древесная стружка, опилки или торф
Опилки – очень пожароопасный материал
Нет смысла рассматривать их по общим критериям, так как они не являются универсальными утеплителями и требуют больших трудозатрат и дополнительных материальных расходов на монтаж и эксплуатацию, не обеспечивая при этом высокого уровня защиты.
Все они являются горючими.
Эковата
Мы уже говорили о достоинствах этой термоизоляции, и ее теплопроводность близка к показателям пенопласта, что очень хорошо. Причем она наносится методом напыления, что повышает ее эффективность. Но проблема состоит в том, что технологические особенности самого процесса нанесения связаны с использованием достаточно крупногабаритного оборудования. То есть, нанести ее можно не везде. Кроме того, она является горючим материалом, а стоимость ее достаточно высока, поэтому она не может претендовать на место лидера.
Вспененный полиуретан «Экотермикс»
Экотермикс 600 – лучший материал для внутреннего утепления объектов
Для начала рассмотрим в соответствии с общими критериями.
Теплопроводность: 0,020-0,041 единиц
Плотность: 30-80 единиц
Паропроницаемость: 0,05 единиц. При дополнительной обработке полимочевиной, абсолютно не боится влаги
Горючесть: не горюч, не поддерживает горения
Устойчивость к химическим веществам: устойчив
Стоимость: средняя
Особенности монтажа: методом напыления, оперативно, легко, даже для сложных форм
Эксплуатационные характеристики: не требует дополнительного ухода
Экотермикс 300 – лучший материал для наружного утепления объектов
Теперь становится очевидным, что при самом малом весе и при самой низкой плотности, пенополиуретан обладает самой низкой теплопроводностью, а значит, обеспечивает самый высокий коэффициент термоизоляционной защиты.
Он не горюч и не поддерживает горения, что говорит о повышении уровня безопасности. Его легко наносить, так как для этого не требуется крупногабаритного оборудования. Сам процесс нанесения напоминает покраску стен пульверизатором. Он занимает минимум времени.
При этом термоизоляционный материал покрывает все поверхности, даже в самых труднодоступных местах. Его вес минимален, как и нагрузка на несущие конструкции. Он не требует дополнительного ухода, и после обработки полимочевиной будет выполнять свои функции на протяжении многих лет. И все это при его вполне доступной и полностью оправданной цене.
Проведя этот анализ, мы выявили сильные и слабые стороны основных теплоизоляционных материалов. Теперь вы знаете, что вспененный полиуретан «Экотермикс» – это самое эффективное и единственное по-настоящему универсальное решение. Если вы хотите получить еще больше информации об этом уникальном термоизоляционном материале, то просто свяжитесь с нашими компетентными консультантами, используя данные из раздела «Контакты».
Сравнение теплоизоляционных материалов – В данной статье проведем сравнительный анализ термоизоляционных материалов. Их существует гораздо больше, но мы берем для сравнения наиболее часто применяемые.
В данной статье проведем сравнительный анализ термоизоляционных материалов. Их существует гораздо больше, но мы берем для сравнения наиболее часто применяемые.Пенопласт
Пенопласт крошится и пропускает тепло
Теплопроводность: 0,031-0,052 единицы
Плотность: 33-150 единиц (кг/метр кубический)
Паропроницаемость: 0,013-0,23 единицы
Горючесть: горюч, выделяет отравляющие вещества при горении, плавится
Устойчивость к химическим веществам: не устойчив
Стоимость: низкая
Особенности монтажа: вызывает определенные сложности, связанные с нарезкой, аккуратностью (материал хрупкий), необходимостью надежной фиксации на клей, анкера
Эксплуатационные характеристики: не требует дополнительного обслуживания, однако нуждается в дополнительной противопожарной защите.
Боится механических воздействий
Минеральная или стекловата
Минвата довольно быстро слеживается и теряет свои теплоизоляционные свойства
Теплопроводность: 0,048-0,070 единиц
Плотность: 50-200 единиц
Паропроницаемость: 0,49-0,60 единиц. Боится намокания, утрачивая более 70% КПД
Горючесть: негорючий или слабо горючий материал
Устойчивость к химическим веществам: преимущественно устойчивы
Стоимость: средняя
Особенности монтажа: есть сложности (нарезка, крепление)
Эксплуатационные характеристики: нельзя допускать сжимания пластов (боится механических воздействий), попадания влаги
Древесная стружка, опилки или торф
Опилки – очень пожароопасный материал
Нет смысла рассматривать их по общим критериям, так как они не являются универсальными утеплителями и требуют больших трудозатрат и дополнительных материальных расходов на монтаж и эксплуатацию, не обеспечивая при этом высокого уровня защиты.
Все они являются горючими.
Эковата
Мы уже говорили о достоинствах этой термоизоляции, и ее теплопроводность близка к показателям пенопласта, что очень хорошо. Причем она наносится методом напыления, что повышает ее эффективность. Но проблема состоит в том, что технологические особенности самого процесса нанесения связаны с использованием достаточно крупногабаритного оборудования. То есть, нанести ее можно не везде. Кроме того, она является горючим материалом, а стоимость ее достаточно высока, поэтому она не может претендовать на место лидера.
Вспененный полиуретан «Экотермикс»
Экотермикс 600 – лучший материал для внутреннего утепления объектов
Для начала рассмотрим в соответствии с общими критериями.
Теплопроводность: 0,020-0,041 единиц
Плотность: 30-80 единиц
Паропроницаемость: 0,05 единиц. При дополнительной обработке полимочевиной, абсолютно не боится влаги
Горючесть: не горюч, не поддерживает горения
Устойчивость к химическим веществам: устойчив
Стоимость: средняя
Особенности монтажа: методом напыления, оперативно, легко, даже для сложных форм
Эксплуатационные характеристики: не требует дополнительного ухода
Экотермикс 300 – лучший материал для наружного утепления объектов
Теперь становится очевидным, что при самом малом весе и при самой низкой плотности, пенополиуретан обладает самой низкой теплопроводностью, а значит, обеспечивает самый высокий коэффициент термоизоляционной защиты.
Он не горюч и не поддерживает горения, что говорит о повышении уровня безопасности. Его легко наносить, так как для этого не требуется крупногабаритного оборудования. Сам процесс нанесения напоминает покраску стен пульверизатором. Он занимает минимум времени.
При этом термоизоляционный материал покрывает все поверхности, даже в самых труднодоступных местах. Его вес минимален, как и нагрузка на несущие конструкции. Он не требует дополнительного ухода, и после обработки полимочевиной будет выполнять свои функции на протяжении многих лет. И все это при его вполне доступной и полностью оправданной цене.
Проведя этот анализ, мы выявили сильные и слабые стороны основных теплоизоляционных материалов. Теперь вы знаете, что вспененный полиуретан «Экотермикс» – это самое эффективное и единственное по-настоящему универсальное решение.
Тепловые характеристики изоляционных материалов
Обзор терминологии и методов тепловых характеристик изоляционных материалов.
На протяжении многих лет велись серьезные споры об определении и классификации тепловых характеристик изоляционных материалов, используемых в оборудовании электроэнергетических систем и связанных с ними областях применения.
- Индекс относительной температуры
- Термическая классификация
- Непрерывная рабочая температура
- Tg – температура стеклования
- Термическая стойкость
Несомненно, используется и множество других терминов.
Однако, как покупателю фирменного материала, важно спросить и понять, что поставляется.
Тепловые характеристики
В этом документе рассматриваются различные стандарты электротехнической промышленности, установленные широко известными торговыми организациями и ассоциациями. Мы пытаемся обучить и проиллюстрировать различные методы испытаний, используемые для определения тепловых характеристик специально для электроизоляционных материалов.
Компания Gund производит на заказ электроизоляционные компоненты для оборудования энергосистем, включая генераторы, трансформаторы, распределительные устройства, источники питания, электродвигатели и сопутствующее оборудование.
Выбор изоляционного материала может быть довольно сложной задачей из-за многих факторов, влияющих на проектирование системы изоляции и конструкцию компонентов изоляции. Одним из основных критериев выбора теплоизоляционного материала являются тепловые характеристики материала. Поскольку нецелесообразно испытывать материал в оборудовании в течение всего срока его службы (т. е. 20 лет), были разработаны другие методы для определения тепловых характеристик электроизоляционного материала.
Но остается вопрос, какие термины для выражения тепловых характеристик материала имеют значение. С точки зрения инженера-проектировщика, термины, имеющие значение, должны быть установлены отраслевой ассоциацией, принятым методом испытаний или внутренними спецификациями конкретной компании.
Несмотря на это, должен быть четко определенный метод испытаний, чтобы установить согласованность программы испытаний для использования при сравнении различных материалов, рассматриваемых при проектировании.
Без сомнения, существует много других терминов, используемых для описания тепловых характеристик материалов. К сожалению, некоторые из этих терминов не имеют технического значения, установленного отраслевыми стандартами или спецификациями. Например, не существует отраслевого определения или стандарта для «непрерывной рабочей температуры». Что означает этот термин? Как это проверяется? Как это применимо к проектным решениям для электрооборудования? Значение свойства для непрерывной рабочей температуры не имеет значения, если не указан очень конкретный метод испытаний, помогающий определить, как было определено значение этого свойства.
Можно с уверенностью сказать, что каждая отрасль может иметь свои условия и свои методы испытаний для определения тепловых характеристик различных материалов, используемых в ее конструкциях.
Однако электротехническая промышленность установила специальные условия и методы испытаний для жестких электроизоляционных ламинатов.
В электротехнической промышленности терминология, относящаяся к тепловым характеристикам изоляционных материалов, может иногда сбивать с толку, поскольку несколько терминов используются как синонимы. Следующие определения должны помочь прояснить ситуацию:
Температурная классификация (Стандарт IEEE 98-1994)
Термин, зарезервированный для изоляционных систем, используемых в конкретном оборудовании, больше не признается в качестве описания температурных характеристик отдельных изоляционных материалов (Стандарт IEEE 98-1994). Примечание. Однако отдельные диэлектрические материалы обычно называют материалами класса 90, класса 105 и т. д.
Термическая износостойкость
Определяется как отношение между температурой и временем, проведенным при этой температуре, которое требуется для такого ухудшения электрической изоляции, при котором она выходит из строя при определенных условиях напряжения, электрического или механического, в эксплуатации или под test (Стандартный словарь терминов по электротехнике и электронике IEEE).
Точка отказа, также называемая «термической долговечностью», обычно считается, когда измеренное свойство падает ниже 50% от его исходного значения без обработки.
Индекс относительной температуры (RTI)
Определение IEEE:
Индекс, который позволяет проводить относительное сравнение температурных характеристик изоляционных материалов или изоляционных систем на основе заданных контролируемых условий испытаний (Стандартный словарь IEEE терминов по электротехнике и электронике).
Определение UL:
Температура, выше которой материал может преждевременно разлагаться. Эта температура может быть определена путем сравнения теплового старения с материалом, имеющим приемлемые характеристики при известной температуре. RTI также может быть назначен на основе известной версии общего класса материала.
Температурный индекс
Стандарт ASTM D2304
Число, позволяющее сравнивать температурно-временные характеристики электроизоляционного материала или простой комбинации материалов на основе температуры в градусах Цельсия, полученной путем экстраполяции график Аррениуса зависимости жизни от температуры до определенного времени, обычно 20 000 часов.
В электротехнической промышленности не существует других общепринятых терминов, определяющих тепловые характеристики материала на основе принятого метода испытаний электроизоляционных материалов. Помните, что в других отраслях могут быть свои стандарты для определения таких терминов, как «постоянная рабочая температура», но если не указан конкретный метод испытаний, такая терминология не имеет технического значения.
Аналогичным образом, некоторые отрасли промышленности могут полагаться на свойства испытаний, такие как температура стеклования (Tg) или температура разложения (Td), но эти испытания не упоминаются ни в одном методе испытаний электрической изоляции IEEE, UL, NEMA или ASTM. материалы. Такие свойства, как Tg или Td, могут иметь определенное значение, но они не позволяют разумно оценить срок службы электроизоляционного материала на основе сохранения механических или электрических свойств при определенной температуре в течение определенного периода времени.
Таким образом, любой анализ тепловых характеристик электроизоляционного материала должен основываться на установленных методах испытаний, описанных в стандартах IEEE, UL, NEMA и ASTM.
| Обозначения теплового класса на основе стандартов IEEE | ||
|---|---|---|
| Значения теплового индекса (°C) | 9010 1 Цифровое обозначение (предпочтение IEEE) | Буквенное обозначение США (IEC 85) |
| 90,0 до 104,9 | 90 | Нет (Y) |
| 105 до 119,9 | 105 | A (A ) |
| 120,0 до 129,9 | 120 | E (E) |
| 130,0 до 154,9 | 130 | Б (Б) |
| 155,0 до 179,9 | 155 901 03 | F (F) |
| 180,0 до 199,9 | 180 | H (H) |
| 200,0 до 219.9 | 200 | N (200) |
| 220,0 до 239,9 | 220 | R (220) |
| Более 240 | 240 | 240 (240) |
Сегодня , индекс относительной температуры широко используется в электротехнической промышленности при определении тепловых характеристик материала.
Как видно из предыдущих определений, значение RTI может быть определено с помощью методов, варьирующихся от долгосрочных исследований теплового старения до простого присвоения значений на основе общего класса материала (после химического анализа для подтверждения принадлежности материала к определенному классу).
Программы испытаний и методы определения тепловых характеристик изоляционных материалов были разработаны на основе предположения, что тепло является основной причиной разрушения изоляции. При прочих равных условиях термическое разложение ускоряется по мере повышения температуры, а другие механические и электрические свойства ухудшаются с повышением температуры с течением времени. Согласно ASTM D2304: «Опыт показал, что термическая долговечность уменьшается примерно вдвое при увеличении температуры воздействия на 10°C.
На рис. 7-1a приведен пример кривой термического ресурса, также известной как «кривая деградации».
Чтобы определить температуру, при которой материал будет поддерживать приемлемые характеристики в течение всего срока службы, материал будет испытан при нескольких температурах старения.
Кривые термической долговечности, полученные при этих температурах, будут использоваться для построения кривой Аррениуса. По словам В. Тиллара Шугга, автора Справочника по электрическим и электронным изоляционным материалам:
, «Испытания проводятся при выбранных повышенных температурах, и время отображается в соответствии с критериями конечной точки на графике с логарифмом времени в качестве ординаты и обратная величина абсолютной температуры, К, по оси абсцисс (график Аррениуса). Затем график экстраполируется, чаще всего до 20 000 часов, для определения температурного индекса материала».
Пример кривой Аррениуса показан в Примере 2.
Типичное долгосрочное исследование теплового старения включает следующие этапы:
a) Определение электрических и механических испытаний, которые должны быть выполнены как часть программа тестирования.
Электрический RTI обычно основан на проверке диэлектрической прочности. Механический RTI обычно основан на проверке прочности на изгиб, но может включать ударные или другие механические свойства в зависимости от конечного использования материала.
b) Определение температуры и времени старения для проведения исследования термического старения.
Для полного изучения старения следует проверить тепловые характеристики при минимум трех, а лучше четырех температурах. ASTM рекомендует выбирать тест с самой низкой температурой, которая будет менее чем на 25 °C выше температуры самой горячей точки, ожидаемой при использовании, чтобы тепловой срок службы составлял не менее 5000 часов. Выберите самую высокую температуру, чтобы тепловой ресурс составлял не менее 100 часов. По возможности температуры старения должны отличаться друг от друга на 20 °С, но допускается увеличение на 10 °С.
Длительное термическое старение не всегда необходимо для присвоения материалу термического индекса. UL может присвоить общие значения RTI UL / ANSI, если новый материал соответствует общему классу. Чтобы определить, соответствует ли новый материал общему классу, UL требует, чтобы материалы соответствовали следующим характеристикам:
- Инфракрасный анализ
- Классификация воспламеняемости
- Прочность на изгиб
- Содержание золы
При получении типовых RTI этим методом испытания на термическое старение не требуются.
Предположим, что новый материал не соответствует «отпечатку пальца» UL/ANSI для родового материала. В этом случае можно использовать несколько других методов для получения значений RTI. Показанное дерево решений (рис. 4.1) иллюстрирует сложность возможных сценариев при попытке получить значения RTI (ссылка: UL746E).
Хотя универсальные RTI полезны тем, что не требуют длительных и дорогостоящих испытаний, назначенные значения RTI во многих случаях ниже значений, которых материал мог бы достичь, если бы было проведено исследование старения. Например, общие значения RTI для GPO-3 составляют 105 °C электрического RTI и 140 °C механического RTI. Если одноточечное испытание на старение выполнено успешно, электрическая RTI 105 °C может быть повышена до 120 °C. (Ссылка UL746E). Если бы было проведено полное четырехточечное исследование старения (минимум 5000 часов), эти значения могли бы быть еще выше. Следовательно, при дополнительном тестировании назначенные значения RTI становятся все менее и менее консервативными.
Учитывая разнообразие методов, используемых для определения значений RTI, легко понять, что сравнение индекса относительной температуры двух материалов может оказаться неэффективным способом сравнения тепловых характеристик. Обычно неясно, были ли назначенные ИРТ основаны на более консервативных общепризнанных значениях или они были основаны на исследовании старения.
Испытания компании Gund на термическую стойкость для RTI в соответствии с UL746
Одним из надежных способов сравнения материалов является их параллельная оценка термической стойкости. Сравнительное старение «подобных» материалов можно проводить при одной температуре, которая в соответствии с UL обычно на 50°C выше значения UL RTI известного или базового материала.
2. Долгосрочное (UL 746B)
Термическое старение
Термическое старение промышленного ламината при одной или двух температурных точках до 50-процентного сохранения исходного уровня свойств прочности на изгиб.
(Электрическая прочность материалов Г-7, ГПО-2, ГПО-3). См. Таблицу 6.2 для температуры/времени. В целях контроля ранее было обнаружено, что отдельный ламинат того же общего состава UL/ANSI стареет, и его тестировали одновременно с ламинатом.
Следовательно, если определенный тип или марка материала имеет существующую электрическую температуру RTI 130 °C, температура теплового старения для сравнительного испытания будет равна 180 °C. Испытания диэлектрической прочности и прочности на изгиб проводятся периодически в течение 21 дня или до тех пор, пока материалы не упадут ниже 50 процентов от их первоначальных значений испытаний без старения. Результаты испытаний наносятся на график в зависимости от времени, чтобы построить кривую термической долговечности. Пример 4А (ниже) иллюстрирует, как можно использовать кривые термической долговечности для сравнения тепловых характеристик различных материалов.
Пример: Сертификационные испытания компании Gund на RTI GPO-3 в соответствии с UL746
Лаборатория испытаний материалов компании Gund провела испытания марки APO-3 от компании Gund (файл UL № E75481) на термостойкость с использованием марки UTR (файл UL # E81928) в качестве контроля.
Поскольку оба материала относятся к классам UL/ANSI GPO-3, наш класс APO-3 может быть испытан на электрическую RTI при 130 °C и механический RTI при 160 °C с использованием Grade UTR в качестве контроля. Электрические испытания RTI проводятся на основе испытаний диэлектрической прочности при 180 °C (на 50 °C выше контрольного RTI) одновременно для обоих материалов. Механические испытания RTI проводятся на основе испытаний на прочность при изгибе при 210 °C (на 50 °C выше контрольного RTI).
Результаты механических испытаний RTI показаны на рисунке 4A. На основании этих результатов компания Gund удостоверяет, что марка APO-3 соответствует требованиям UL746 для механического класса RTI 160 °C.
Резюме
При просмотре свойств любого материала в листе технических данных важно понимать терминологию и методы испытаний, используемые для публикации указанных свойств. Без общепринятых в отрасли формулировок или методов испытаний, указанных в паспорте материала, невозможно надежно учесть предполагаемые свойства материала при проектировании.
К сожалению, многие компании публикуют свойства материалов без какой-либо принятой в отрасли терминологии или методов испытаний, которые могли бы обосновать характеристики материала. Существует огромный риск полагаться на стоимость имущества сомнительного происхождения. Говоря о происхождении, проблема усугубляется распространением международных поставщиков, практически не имеющих возможности тестирования и не связанных с международно признанными стандартами. Покупатели будьте осторожны. Материальные данные могут не стоить бумаги, на которой они напечатаны сегодня.
Лаборатория испытаний материалов компании Gund может провести испытания тепловых характеристик для сравнительного анализа. Будь то разработка продукта, выбор материала или сравнение характеристик материалов, компания Gund может предоставить более четкое представление о характеристиках материала. В дополнение к испытаниям на термическую износостойкость мы также можем провести несколько других физических, механических и электрических испытаний.
Позвольте нам помочь вам упростить процесс выбора материала.
Щелкните здесь, чтобы загрузить файл в формате PDF
Компания Gund является вертикально интегрированным производителем инженерных материалов. С 1951 года мы прислушиваемся к нашим клиентам и изучаем сложные условия работы в их отраслях. Мы сертифицированы AS9100D и соответствуют требованиям ITAR. Наши детали, изготовленные по индивидуальному заказу, изготавливаются в соответствии с системами качества, сертифицированными по стандарту ISO 9001:2015.
Мы понимаем проблемы выбора материалов и сложных условий эксплуатации вашего приложения. Наша команда разработчиков приложений применяет консультативный подход к пониманию ваших требований. Полагаясь на наших специалистов по материалам, наши клиенты получают ценную информацию о том, как улучшить конструкцию компонентов, чтобы повысить эффективность и функциональность при одновременном снижении затрат. Помимо помощи в выборе материалов, мы ставим перед собой задачу оптимизировать производство с точки зрения выхода материала или эффективности изготовления.
Как бережливое предприятие, мы сосредоточены на постоянном совершенствовании и поиске наиболее экономичных и эффективных решений для наших клиентов.
Сравнение теплоизоляционных характеристик волокнистых материалов для усовершенствованного скафандра | Дж. Биомех Инж.
Пропустить пункт назначения навигацииТехнические документы
Хизер Л. Пол, Кеннет Р. ДиллерИнформация об авторе и статье
Предоставлено Отделом биоинженерии для публикации в JOURNAL OF BIOMECHANICAL ENGINEERING. Рукопись получена Отделом биоинженерии 28 июня 2001 г.; редакция получена 25 апреля 2003 г. Заместитель редактора: Э. Скотт.
J Biomech Eng . Октябрь 2003 г., 125(5): 639-647 (9 страниц)
https://doi.org/10.1115/1.1611885
Опубликовано в Интернете: 9 октября 2003 г.
История статьиПолучено:
28 июня 2001 г.
Пересмотрено:
25 апреля 2003 г.
Онлайн:
9 октября 2003 г.
- Содержание артикула
- Рисунки и таблицы
- Видео
- Аудио
- Дополнительные данные
- Экспертная оценка
- Фейсбук
- Твиттер
- Электронная почта
Иконка Цитировать Цитировать
Разрешения
Цитата
Пол, Х.
Л., и Диллер, К.Р. (9 октября 2003 г.). «Сравнение теплоизоляционных характеристик волокнистых материалов для усовершенствованного скафандра». КАК Я. J Биомех Инж . октябрь 2003 г.; 125(5): 639–647. https://doi.org/10.1115/1.1611885
Скачать файл цитаты:
- Рис (Зотеро)
- Менеджер ссылок
- EasyBib
- Подставки для книг
- Менделей
- Документы
- КонецПримечание
- РефВоркс
- Бибтекс
- Процит
- Медларс
Расширенный поиск
Текущая многослойная изоляция, используемая в модуле внекорабельной мобильности (EMU), не будет эффективна в атмосфере Марса из-за присутствия внутритканевых газов. Альтернативные средства теплоизоляции были подвергнуты предварительной оценке НАСА, чтобы попытаться определить материал, который будет соответствовать целевому уровню проводимости 0,005 Вт/м·К.
В этом исследовании проводится численный анализ характеристик теплопроводности для трех из этих возможных изоляционных волокнистых материалов с точки зрения различных денье (размеров), долей промежуточных пустот, промежуточных пустот и ориентаций по отношению к приложенному температурному градиенту, чтобы оценить их применимость для новой изоляции костюма Mars. . Результаты показывают, что наилучшая проводящая изоляция достигается для конфигурации с высокой долей пустот с рифленым поперечным сечением волокна, пустотной средой из аэрогеля и волокнами, ориентированными перпендикулярно вектору теплового потока. Однако эта конфигурация все еще превышает целевую теплопроводность в 1,5 раза.
Раздел выпуска:
Жидкости/Тепло/ТранспортКлючевые слова:
Марс, аэрокосмическая биофизика, векторы, теплоизоляционные материалы, теплопроводность, биотермия, волокнаТемы:
Волокна, Изоляция, Теплопроводность 1.
Weaver
,D.B.
, иDuke
,M.B.
,1993
, « Стратегии исследования Марса: справочная программа и сравнение альтернативных архитектур »,AIAA Transactions
,93-4212
, стр.5
–6
.2.
Корпорация Essex, 1989 г., «Внекорабельная деятельность при исследовании поверхности Марса, Заключительный отчет по исследованию определения требований к передовым системам внекорабельной деятельности», NAS9-17779, с. 46.
3.
Айовин, Дж., и Хортон, Р., 1999, «Марс EVA Тепловая среда и обновление анализа системы MPLSS», NAS9-19100, с. 6.
4.
Futschik, M.W., 1993, «Анализ эффективной теплопроводности волокнистых материалов», M.S.E. диссертация, Хьюстонский университет, Хьюстон, Техас.
5.
Тревино, Л. А., и Орндофф, Э. С., 1999 г., «Состояние изоляционных материалов усовершенствованного костюма в отделе экипажа и тепловых систем», внутренний обзор НАСА/АО, Космический центр Джонсона, Хьюстон, Техас, стр.
6.
Кросс, К., 1998 г., «Испытания на теплопроводность нескольких потенциальных изоляционных материалов для усовершенствованного скафандра», Отчет о кратких испытаниях Лаборатории усовершенствованных материалов, AML-98-07, Космический центр Джонсона, Хьюстон, Техас.
7.
Орндофф, Э., и Тревино, Л., 2000, «Теплоизоляционные характеристики текстильных конструкций для применения в скафандрах при марсианском давлении и температуре», Proc. 2-я Международная конференция по безопасности и защитным тканям , Ассоциация промышленных тканей, Арлингтон, Вирджиния.
8.
Verschoor
,J.D.
,Greebler
,P. 900 05 и
Манвилл
,Нью-Джерси
,1952
, “Теплопередача посредством газопроводности и излучения в волокнистых изоляциях
»,ASME Transactions
,74
(6
), стр.961
–967
.
9.
Тревино, Л. А., и Орндофф, Э. С., 2000 г., «Усовершенствованное технико-экономическое обоснование изоляции скафандра», Proc. 30-я Международная конференция по экологическим системам , № 2001-01-2479.
10.
Фишер, В. П., Эбелинг, В. Д., и Хаазе, Б., 1993, «Эффективность пористой изоляции в марсианской среде», SAE № 932116, Уоррендейл, Пенсильвания.
11.
J.P. Stevens and Company, Inc., 1970, «Ткани, адаптирующиеся к температуре», патент США № 1,270,216.
12.
Фишер
,А.
,1998
, “Супер изолятор 9 0005 »,
Популярная наука
,253
(6
), п.43
43
.13.
Винтер, Дж., Зелл, М., Хаммельсбергер, Б., Кассезе, Ф., Корсини, Р., Винн, Н., Мейер, К., Таунсенд, П., Нельсон, Дж. , и Стифле, К., 19 лет99, «Холодильник/морозильная камера для Международной космической станции», SAE J., 1999-01-1943.
14.
Джонс
,Дж.
,Бард
,С.
90 268 иСиний
,G.
,1991
, «Реверсивный хемосорбционный термовыключатель газового зазора
»,Техническое описание НАСА
,15
(11
), Артикул59
59
.15.
Джонсон, Д. Л., и Ву, Дж. Дж., 1997, «Демонстрация возможности термовыключателя для двухтемпературного ИК-охлаждения в фокальной плоскости», Cryocoolers 9 , Ross, R.G. ed., Plenum Press, New York, стр. 795–805.
16.
Тан, Х., Орндофф, Э., и Тревино, Л., 2001, «Теплопроводность высоких нетканых материалов в космической и планетарной вакуумной среде», 31-я Международная конференция по экологическим системам, в печати.
17.
Incropera, F.P., and DeWitt, D.P., 1996, Fundamentals of Heat and Mass Transfer , 4th Edition, Wiley, New York.
18.
Хант, А.
Дж., Янцен, К. А., и Цао, В., 1991, «Высокоэффективный изоляционный материал Aerogel-A при 0,1 бар», Изоляционные материалы: испытания и применение , II, Грейвс, Р. С. и Высоцкий, округ Колумбия, ред., Американское общество испытаний и материалов, Филадельфия, Пенсильвания, стр. 455–463.
19.
Fiber Innovation Technology Inc., 2000, «4DG Deep-Grooved Fiber» [Онлайн], с. 6. Доступно: http://www.fitfibers.com/publications.htm
20.
Hilsenrath, J., Beckett, C.W., Benedict, W.S., Fano, L., Hoge, H.J., Masi, J.F., Nuttall Р.Л., Тулукиан Ю.С. и Вулли Х.В., 1955, «Таблицы термических свойств газов», Национальное бюро стандартов, Вашингтон, округ Колумбия, стр. 129, 192.
21.
Гулд, Г., 2000 , «Разработка волокнистого изоляционного материала костюма для использования как в вакууме, так и в планетарной среде низкого давления», NAS9-00044, с. 6.
22.
Benim, T., 2001, личное сообщение, Dupont Performance Insulations, Kinston, NC.