6 / 14
М.А. Комков, Ю.В. Баданина, В.А. Тарасов, А.С. Филимонов
6
Инженерный журнал: наука и инновации
# 1·2017
При удельном тепловом потоке
l
154
q
=
Вт/м [9] для известных зна-
чений параметров изделия коэффи-
циент теплопроводности цилиндри-
ческих скорлуп из коротких базаль-
товых волокон можно определить из
формулы
l
тип 1 2
тр
тр
тип тр
(
)
2
,
ln(1 2 /
)
q
Т Т
q
d d
h d
λ −
= =
π
(
(1)
где
тр
d
— наружный диаметр НКТ,
тр
d
= 60 мм;
1
Т
— температура на
внутренней стенке НКТ,
1
420
Т
=
°С;
2
Т
— температура на наружной
стороне покрытия НКТ,
2
63
Т
=
°С;
тип
h
— толщина теплоизоляции
НКТ,
тип
h
= 25 мм.
Из формулы (1) находим
тип
λ
= 0,0413 Вт/(м
⋅
K), что почти вдвое
меньше, чем значение коэффициента теплопроводности рулонного
материала и прошивных матов из базальтового супертонкого волокна
(см. рис. 2).
Таким образом, разработка легковесных, экологически чистых,
пожаробезопасных и дешевых теплоизоляционных изделий на основе
коротких базальтовых волокон и минеральной связки, перерабатыва-
емых в теплоизоляционные конструкции в виде пластин, плиток, ци-
линдров, полуцилиндров, конусов, полусфер и профильных изделий
методом жидкостной фильтрации волокон из пульпы, является важ-
ным и актуальным направлением исследований.
Обсуждение результатов.
Для определения требуемой толщины
ТИП НКТ необходимо найти осредненный коэффициент теплопровод-
ности ТИМ в зависимости от его плотности или пористости волокни-
стой структуры. При количественном учете теплообмена в межтрубном
пространстве будем считать, что тепловой поток от горячей стенки НКТ
к более холодной внешней защитной оболочке будет передаваться
вследствие теплопроводности каркаса из базальтовых волокон, сухого
воздуха и путем лучистого переноса теплоты. Очевидно, что при таком
подходе коэффициент теплопроводности является обобщенной харак-
теристикой проводимости теплоты в материале — эффективной тепло-
проводностью. В этом случае суммарный, или эффективный, коэффи-
циент теплопроводности представим как сумму трех составляющих:
эф б.в возд рад конд рад
,
λ = λ + λ + λ = λ + λ
(2)
Рис. 6.
Изменение температуры
НКТ и поверхности ТИП:
1
— температура горячего воздуха
на входе в НКТ;
2
— температура
датчика на поверхности ТИП