Экструзионный пенополистирол

Математическая модель прогнозирования теплопроводности

Для оценки времени диффузии газа ВА из плиты ЭППС используется решение уравнения нестационарной диффузии в плоской неограниченной пластине

8t Дх2

Где D - коэффициент диффузии, м /с; С - относительная концентрация газа.

(2k + iyn2D-t Н2

. (2к + )к

^Sm-------------- —х. (4.2)

Н v J

Примем, что на границах плиты с течением времени t концентрация С не изменяется и равна нулю. Начальное распределение ВА по толщине плиты Н постоянно (С0= const). При этих условиях решение уравнения (4.1) будет иметь следующий вид:

4 ™ 1

С(х, 0 = - С0 2 ——г ехр< л tt 2/с + 1

К=0

В качестве исходных данных для расчета приняты: Н= 0,05 м - толщина

Р л

Наиболее часто встречающейся плиты ЭППС; Д^=(1,55...8)'10~ м/с - зна­чения эффективных коэффициентов диффузии для наиболее широко исполь­зуемых в качестве В А фреонов (HCFC- 22, HCFC-I42b, HFC-52a), опреде­ленных в результате долговременных натурных экспериментов и лаборатор­ных испытаний [150, 168].

Стоит отметить, что в литературных источниках [137, 138, 158] ука­зываются различные значения Dejj для одних и тех же видов фреонов, отли­чающиеся между собой на 1 ...2 порядка. На значение Deff оказывает влияние температура, плотность пенопласта, вид газа ВА, растворимость газа в поли­стироле, размер и структура пор, толщина стенок между порами, наличие защитных пленок на поверхности [148].

Значения Deff молекул воздуха кислорода и азота в ЭППС равны, соот­ветственно, 2,70Т0"'° м2/с и 1,40'10"10 м2/с [168], что почти на 2 порядка больше, чем у большинства фреонов. Таким образом, общая скорость про­
цесса повышения теплопроводности плит ЭППС будет определяться диффу­зионными параметрами газов ВА.

На рис. 4.1 представлен результат расчета по формуле (4.2) изменения относительной концентрации фреонов во времени в плитах ЭППС по исход­ным данным. Хорошо видно, что для наиболее широко применяемых в про­изводстве ЭППС фреонов процесс их замещения в порах на более теплопро­водный и легкий воздух заканчивается в период 25...45 лет. По истечению данного срока Х^ЭППС THERMIT XPS марки 35, как было определено выше, будет равно 0,032 Вт/м-°С.

Математическая модель прогнозирования теплопроводности

Рис. 4.1. Изменение содержания газа ВА с эффективными коэффициентами диффузии

19 19

1,55-10" ( ) и 8-Ю" (—) в плите экструзионного пенополистирола толщиной 50 мм с

Течением времени

Сделанные теоретические выводы подтверждаются обобщенными нами долгосрочными (до 26 лет) экспериментальными результатами испытаний

Tf

Плит ЭППС STYROFOAM в лабораторных и естественных условиях, опуб­ликованными в [168] (рис. 4.2).

—rr

□ с

І ----—

---------------- ----------------

Т--------------

F (1)у= □

І

-I---------------

= 0,0009Ln(x; R2 = 0,91

+ 0,0209

(2) У

-

= 0,0014Ln( R2 = 0,6

Х) + 0,0176 8

0,03

10

15

20

25

0,035

Ёо

Ф о

ІІ! S ь- -8-CQ

-a s

Т 1- О о ^ о

X

А О

О 0,025

Р Q - 5 с

Ш о

T = -8- ш

СО

>s л :г m

0,02

30

Рис. 4.2. Повышение теплопроводности ЭППС в процессе эксплуатации: , - обобщенные результаты экспериментальных испытании плит STYROFOAM со вспенивающим аген­том IIFC-A2B (1) и CFC-12 (2) соответственно; - аппроксимирующие кривые 1 и 2; — ■ ■ - теоретическое значение А, е^при заполнении порового пространства воздухом

По результатам анализа обобщенных долгосрочных натурных испыта­ний выявлена логарифмическая зависимость изменения А, е^-от времени /:

Kff=A Lntfj +В. (4.3)

Сопоставление результатов теоретических расчетов диффузии фреонов и результатов натурных экспериментов, представленных на рис. 4.2, свиде­тельствует об их согласованности. Хорошо видно, что наибольшее увеличе­ние теплопроводности наблюдается в первые 10...20 лет эксплуатации. Сто­ит отметить, что адекватность разработанной структурной модели подтвер­ждается результатами независимых натурных испытаний. На рис. 4.2 видно, что значения ejf с течением времени приближаются к теоретически опреде­ленному значению Xe/f для случая полного заполнения пор воздухом и не превышают его.

В целом можно констатировать, что заявляемая производителями теп­лопроводность плит ЭГШС марки 35 менее 0,032 Вт/м-°С через 25...45 лет вне зависимости от условий эксплуатации не будет являться актуальной для принятой технологии производства и должна учитываться при проектирова­нии иэнергоаудите.

Проведено экспериментальное определение изменения теплопроводно­сти ЭППС THERMIT XPS в течение 1 года хранения в лабораторных услови­ях. Для этого было отобрано 6 образцов размером 250 х 250 х 40 мм, у кото­рых определялся коэффициент теплопроводности через 1 неделю, 1 месяц и 1 год с момента производства на приборе ИТП-МГ4 «250». Результаты прове­денного эксперимента представлены в табл. 4.3.

Таблица 4.3

№ об­разца

Габаритные раз­меры А х B х H, мм

Масса, г

Плотность, кг/м3

Коэффициент теплопроводности, Вт/м-°С, определенный с момента производства через дней

1...7

20...40

360...380

1.

250,3 х 249,8 х 39,1

81,2

33,2

0,024

0,025

0,027

2.

249,9 х 248,8 х 38,2

80,5

33,9

0,023

0,025

0,027

3.

248,8 х 248,5 х 39,1

81,2

33,6

0,024

0,024

0,028

4.

248,9 х 250,1 х 39,5

84,1

34,2

0,025

0,026

0,027

5.

250,0 х 251,2 х 39,6

83,8

33,7

0,026

0,026

0,028

6.

249,8 х 249,7 х 38,1

81,0

34,1

0,024

0,024

0,029

Среднее значение

33,8

0,024

0,025

0,028

Сопоставляя полученные экспериментальные значения теплопроводно­сти ЭППС THERMIT XPS (табл. 4.3) с определенными теоретическими по по­строенной для этого же материала структурной модели (табл. 4.2) можно сделать вывод, что с момента производства поровое пространство ЭППС представляет собой смесь фреонов HCFC-A2b, HCFC- 22 (являются В А по данным производителя) и воздуха. На рис. 4.3 представлена аппроксимация результатов испытаний логарифмической зависимостью.

1

У = 0,00(

)8Ln(x) + 0,(

)277

-------------------

0,032 0,03 0,028 0,026 0,024 0,022 0,02

•8-CD -9- s

С5 I - о о О

5- 3 g

M

Ш

S ° н

5 с

О о

T =

-9- 0)

О н

0 12 3 4

Время, лет

Рис. 4.3. Изменение теплопроводности образцов THERMITXPS толщиной 40 мм с течени­ем времени: ♦ —экспериментальные значения;-------------------------------- аппроксимирующая кривая

Таким образом, проведенные нами экспериментальные наблюдения теплопроводности образцов THERMIT XPS в течение одного года подтвер­ждают логарифмический закон изменения теплопроводности ЭППС.

Экструзионный пенополистирол

Утепление фундамента пенополистиролом

Утепление фундамента – важный этап строительства и ремонта, который обеспечивает долговечность здания и комфорт проживания. Среди множества материалов для утепления особой популярностью пользуется пенополистирол благодаря своим выдающимся теплоизоляционным свойствам, доступности …

определению теплопроводности газонаполненных поли­меров

1. Разработанная структурная модель позволяет производить адекват­ные вычисления по определению теплопроводности газонаполненных поли­меров в программах по расчету температурных полей методом конечных элементов. Составлен алгоритм ее построения. Модель может быть исполь­зована …

Экспериментальное исследование опытного образца теплоизоля­ционного элемента

С целью подтверждения теоретических теплотехнических расчетов экспериментально определим теплотехнические характеристики ТЭ. Для исследований получен опытный образец ТЭ с габаритными разме­рами 890 х 440 х 180 мм, выполненный из ПСБ-40 с …

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия

+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи новинок
e-mail: msd@msd.com.ua
Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Партнеры МСД

Контакты для заказов оборудования:

Внимание! На этом сайте большинство материалов - техническая литература в помощь предпринимателю. Так же большинство производственного оборудования сегодня не актуально. Уточнить можно по почте: Эл. почта: msd@msd.com.ua

+38 050 512 1194 Александр
- телефон для консультаций и заказов спец.оборудования, дробилок, уловителей, дражираторов, гереторных насосов и инженерных решений.