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
|
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.