Теплоизоляционные свойства ППМ изоляции

Мишина А. М., ОАО «ВНИПИэнергопром» , Силаев Д. А. 

В последние годы широкое распространение получили предизолированные трубы в пенополимерминеральной (ППМ) изоляции. Как и для любого другого теплоизоляционного материала, наиболее важной теплофизической характеристикой для ППМ изоляции является ее теплопроводность. Так как данный материал существует на рынке сравнительно недавно, то сведений о его свойствах недостаточно для полной оценки теплоизоляционной способности трубопроводов в ППМ изоляции. С целью восполнить этот пробел был проведен ряд лабораторных испытаний образцов ППМ изоляции. Исследования были направлены на выявление зависимостей коэффициента теплопроводности ППМ изоляции от различных параметров, и в первую очередь от плотности и влажности.

Технология изготовления ППМ изоляции позволяет получать материал различной плотности. С ростом плотности вспененного материала уменьшается объемная доля пор в образце, что приводит к увеличению коэффициента теплопроводности и одновременно к улучшению прочностных свойств. Более ранние исследования ОАО «ВНИПИэнергопром» показали, что наиболее оптимальная плотность для прокладки тепловых сетей находится в диапазоне 270-320 кг/м³. Такое значение плотности позволяет изоляции иметь высокие прочностные свойства и одновременно низкую теплопроводность. В связи с этим исследуемые образцы имели значение плотности в указанном диапазоне. Теплопроводность образцов измерялась в сухом состоянии при температуре 50ºС. Результаты исследований представлены на рисунке 1.

После проведения аппроксимирующей кривой видно, что зависимость коэффициента теплопроводности от плотности ППМ изоляции является линейной (Ф.1). Уравнение для расчета теплопроводности ППМ изоляции в зависимости от плотности в сухом состоянии при 50 ºС в диапазоне плотностей 270-320 кг/м³ имеет вид:

λ= 8,5 · 10^-2 · ρ + 14,6  

мВт/(м·К) (Ф.1)

При исследованиях также рассматривались образцы, имеющие плотность более 500 кг/м³. При таком значении плотности теплопроводность ППМ изоляции составляет более 0,07-0,08 Вт/м·К.

Следует отметить, что измерение теплопроводности осуществлялось на образцах, имеющих наружные защитные корки высокой плотности, поэтому уравнение Ф.1 реально отражает характер зависимости теплопроводности от среднеинтегральной плотности ППМИ.

Результаты исследования образцов изоляции в лабораторных условиях при выявлении зависимости теплопроводности материала от плотности подтверждаются результатами испытаний образцов, взятых с производства при изготовлении предизолированных труб на НПП «Пенополимер» в г. Коломна и образцов, взятых на анализ при вскрытиях действующих тепловых сетей.

Рисунок 1.Зависимость теплопроводности ППМ изоляции от плотности.

ЛИТЕРАТУРА

1. ГОСТ 7076-99 «Материалы и изделия строительные. Метод определения теплопроводности и термического сопротивления стационарным методом»;

2. Витальев В. П. «Бесканальные прокладки тепловых сетей», М.: Энергоатомиздат, 1983;

3. Филимонов С.С., Хрусталев Б.А., Мазилин И.М. «Теплообмен в многослойных и пористых теплоизоляциях», М.: Энергоатомиздат, 1990.