نورينا
01-02-2020, 02:13
العزل الحراري
عزل الصوف المعدني ، 1600 نقطة في البوصة
العزل الحراري هو الحد من انتقال الحرارة (أي نقل الطاقة الحرارية بين الأجسام ذات درجات الحرارة المختلفة) بين الأجسام في التلامس الحراري أو في نطاق التأثير الإشعاعي. يمكن تحقيق العزل الحراري بطرق أو عمليات هندسية خاصة ، وكذلك مع أشكال ومواد مناسبة للكائن.
تدفق الحرارة هو نتيجة حتمية للتلامس بين الأجسام ذات درجات الحرارة المختلفة. يوفر العزل الحراري منطقة عزل حيث يتم توصيل التوصيل الحراري أو ينعكس الإشعاع الحراري بدلاً من امتصاصه من قِبل الجسم ذي درجة الحرارة المنخفضة.
تقاس القدرة العازلة للمادة بعكس الموصلية الحرارية (ك). الموصلية الحرارية المنخفضة تعادل القدرة العازلة العالية (قيمة المقاومة). في الهندسة الحرارية ، تتمثل الخصائص المهمة الأخرى للمواد العازلة في كثافة المنتج (ρ) والسعة الحرارية المحددة (ج).
تعريف
المقال الرئيسي: الموصلية الحرارية
يتم قياس الموصلية الحرارية k بوحدة واط لكل متر مربع (W · m − 1 · K · 1 أو W / m / K). وذلك لأن نقل الحرارة ، الذي يتم قياسه كقوة ، قد وجد أنه (تقريبًا) يتناسب مع
شركة عزل اسطح وخزانات بجدة (https://elnournow.com/service/31/%D8%B9%D8%B2%D9%84-%D8%A3%D8%B3%D8%B7%D8%AD-%D9%88%D8%AE%D8%B2%D8%A7%D9%86%D8%A7%D8%AA-%D8%A8%D8%AC%D8%AF%D8%A9-0544541112-%D8%B9%D8%B2%D9%84-%D9%85%D8%A7%D8%A6%D9%89-%D9%88%D8%AD%D8%B1%D8%A7%D8%B1%D9%89)
اختلاف درجة الحرارة {\ displaystyle \ Delta T} \ Delta T
مساحة سطح التلامس الحراري {\ displaystyle A} A
معكوس سمك المادة {\ displaystyle د} د
ومن هذا المنطلق ، يتم إعطاء قوة فقدان الحرارة {\ displaystyle P} P بواسطة {\ displaystyle P = {\ frac {kA \، \ Delta T} {d}}} {\ displaystyle P = {\ frac { kA \، \ Delta T} {d}}}
الموصلية الحرارية تعتمد على المواد والسوائل ودرجة الحرارة والضغط. لأغراض المقارنة ، يشيع استخدام الموصلية تحت الظروف القياسية (20 درجة مئوية في 1 أجهزة الصراف الآلي). بالنسبة لبعض المواد ، قد تعتمد الموصلية الحرارية أيضًا على اتجاه نقل الحرارة.
مزيد من المعلومات: قائمة التوصيلات الحرارية
يتم عمل العزل عن طريق تغليف كائن في مادة ذات الموصلية الحرارية المنخفضة بسمك عالي. يمكن أن يؤدي تقليل مساحة السطح المكشوفة أيضًا إلى تقليل انتقال الحرارة ، ولكن هذه الكمية عادةً ما تكون ثابتة بواسطة هندسة الكائن المراد عزله.
يتم استخدام العزل متعدد الطبقات عندما يهيمن الفقد الإشعاعي ، أو عندما يكون المستخدم مقيدًا في حجم ووزن العزل (مثل بطانية الطوارئ ، حاجز مشع)
عزل الاسطوانات
عادةً ما تتطلب عوادم السيارات بعض أشكال حاجز الحرارة ، خاصة العوادم عالية الأداء ، حيث يتم غالبًا طلاء السيراميك.
بالنسبة للأسطوانات المعزولة ، يجب الوصول إلى دائرة نصف قطرها حرجة. قبل الوصول إلى نصف القطر الحرج ، يزيد أي عزل إضافي من انتقال الحرارة. [1] تتناسب المقاومة الحرارية الحملية عكسيا مع مساحة السطح وبالتالي نصف قطر الأسطوانة ، في حين تعتمد المقاومة الحرارية للقشرة الأسطوانية (طبقة العزل) على النسبة بين نصف القطر الخارجي والداخل ، وليس على نصف القطر نفسه. إذا تم زيادة نصف القطر الخارجي للأسطوانة عن طريق تطبيق العزل ، تتم إضافة كمية ثابتة من المقاومة الموصلة (تساوي 2 * pi * k * L (Tin-Tout) / ln (Rout / Rin)). ومع ذلك ، في نفس الوقت ، يتم تقليل المقاومة الحمل الحراري. هذا يعني أن إضافة عزل تحت نصف قطر معين حرج يزيد فعليًا من انتقال الحرارة. بالنسبة للأسطوانات المعزولة ، يتم إعطاء نصف القطر الحرج بالمعادلة [2]
{\ displaystyle {r_ {critical}} = {k \ over h}} {r_ {critical}} = {k \ over h}
توضح هذه المعادلة أن نصف القطر الحرج يعتمد فقط على معامل نقل الحرارة والتوصيل الحراري للعزل. إذا كان نصف قطر الأسطوانة المعزولة أصغر من نصف القطر الحرج للعزل ، فإن إضافة أي كمية من العزل سيزيد من نقل الحرارة.
عزل اسطح وخزانات بجدة (https://elnournow.com/blog/24/%D8%B9%D8%B2%D9%84-%D8%A3%D8%B3%D8%B7%D8%AD-%D9%88%D8%AE%D8%B2%D8%A7%D9%86%D8%A7%D8%AA-%D8%A8%D8%AC%D8%AF%D8%A9-0544541112)
تطبيقات
الملابس وعزل الحيوانات الطبيعية في الطيور والثدييات
الغازات تمتلك خواص توصيل حرارية سيئة مقارنة بالسوائل والمواد الصلبة ، وبالتالي فهي تنتج مواد عزل جيدة إذا أمكن احتجازها. من أجل زيادة فعالية الغاز (مثل الهواء) ، قد يتعطل في خلايا صغيرة ، والتي لا يمكن نقل الحرارة بشكل فعال عن طريق الحمل الحراري الطبيعي. يتضمن الحمل الحراري تدفقًا كبيرًا أكبر من الغاز مدفوعًا بالاختلافات في درجة الحرارة والطفو ، ولا يعمل بشكل جيد في الخلايا الصغيرة حيث يكون هناك اختلاف بسيط في الكثافة لقيادته ، كما أن النسب المرتفعة من سطح إلى حجم الخلايا الصغيرة تؤخر تدفق الغاز. فيها عن طريق السحب اللزج.
من أجل تحقيق تكوين خلايا الغاز الصغيرة في العزل الحراري من صنع الإنسان ، يمكن استخدام مواد الزجاج والبوليمرات لفخ الهواء في بنية تشبه الرغوة. يستخدم هذا المبدأ صناعيا في البناء
عزل الصوف المعدني ، 1600 نقطة في البوصة
العزل الحراري هو الحد من انتقال الحرارة (أي نقل الطاقة الحرارية بين الأجسام ذات درجات الحرارة المختلفة) بين الأجسام في التلامس الحراري أو في نطاق التأثير الإشعاعي. يمكن تحقيق العزل الحراري بطرق أو عمليات هندسية خاصة ، وكذلك مع أشكال ومواد مناسبة للكائن.
تدفق الحرارة هو نتيجة حتمية للتلامس بين الأجسام ذات درجات الحرارة المختلفة. يوفر العزل الحراري منطقة عزل حيث يتم توصيل التوصيل الحراري أو ينعكس الإشعاع الحراري بدلاً من امتصاصه من قِبل الجسم ذي درجة الحرارة المنخفضة.
تقاس القدرة العازلة للمادة بعكس الموصلية الحرارية (ك). الموصلية الحرارية المنخفضة تعادل القدرة العازلة العالية (قيمة المقاومة). في الهندسة الحرارية ، تتمثل الخصائص المهمة الأخرى للمواد العازلة في كثافة المنتج (ρ) والسعة الحرارية المحددة (ج).
تعريف
المقال الرئيسي: الموصلية الحرارية
يتم قياس الموصلية الحرارية k بوحدة واط لكل متر مربع (W · m − 1 · K · 1 أو W / m / K). وذلك لأن نقل الحرارة ، الذي يتم قياسه كقوة ، قد وجد أنه (تقريبًا) يتناسب مع
شركة عزل اسطح وخزانات بجدة (https://elnournow.com/service/31/%D8%B9%D8%B2%D9%84-%D8%A3%D8%B3%D8%B7%D8%AD-%D9%88%D8%AE%D8%B2%D8%A7%D9%86%D8%A7%D8%AA-%D8%A8%D8%AC%D8%AF%D8%A9-0544541112-%D8%B9%D8%B2%D9%84-%D9%85%D8%A7%D8%A6%D9%89-%D9%88%D8%AD%D8%B1%D8%A7%D8%B1%D9%89)
اختلاف درجة الحرارة {\ displaystyle \ Delta T} \ Delta T
مساحة سطح التلامس الحراري {\ displaystyle A} A
معكوس سمك المادة {\ displaystyle د} د
ومن هذا المنطلق ، يتم إعطاء قوة فقدان الحرارة {\ displaystyle P} P بواسطة {\ displaystyle P = {\ frac {kA \، \ Delta T} {d}}} {\ displaystyle P = {\ frac { kA \، \ Delta T} {d}}}
الموصلية الحرارية تعتمد على المواد والسوائل ودرجة الحرارة والضغط. لأغراض المقارنة ، يشيع استخدام الموصلية تحت الظروف القياسية (20 درجة مئوية في 1 أجهزة الصراف الآلي). بالنسبة لبعض المواد ، قد تعتمد الموصلية الحرارية أيضًا على اتجاه نقل الحرارة.
مزيد من المعلومات: قائمة التوصيلات الحرارية
يتم عمل العزل عن طريق تغليف كائن في مادة ذات الموصلية الحرارية المنخفضة بسمك عالي. يمكن أن يؤدي تقليل مساحة السطح المكشوفة أيضًا إلى تقليل انتقال الحرارة ، ولكن هذه الكمية عادةً ما تكون ثابتة بواسطة هندسة الكائن المراد عزله.
يتم استخدام العزل متعدد الطبقات عندما يهيمن الفقد الإشعاعي ، أو عندما يكون المستخدم مقيدًا في حجم ووزن العزل (مثل بطانية الطوارئ ، حاجز مشع)
عزل الاسطوانات
عادةً ما تتطلب عوادم السيارات بعض أشكال حاجز الحرارة ، خاصة العوادم عالية الأداء ، حيث يتم غالبًا طلاء السيراميك.
بالنسبة للأسطوانات المعزولة ، يجب الوصول إلى دائرة نصف قطرها حرجة. قبل الوصول إلى نصف القطر الحرج ، يزيد أي عزل إضافي من انتقال الحرارة. [1] تتناسب المقاومة الحرارية الحملية عكسيا مع مساحة السطح وبالتالي نصف قطر الأسطوانة ، في حين تعتمد المقاومة الحرارية للقشرة الأسطوانية (طبقة العزل) على النسبة بين نصف القطر الخارجي والداخل ، وليس على نصف القطر نفسه. إذا تم زيادة نصف القطر الخارجي للأسطوانة عن طريق تطبيق العزل ، تتم إضافة كمية ثابتة من المقاومة الموصلة (تساوي 2 * pi * k * L (Tin-Tout) / ln (Rout / Rin)). ومع ذلك ، في نفس الوقت ، يتم تقليل المقاومة الحمل الحراري. هذا يعني أن إضافة عزل تحت نصف قطر معين حرج يزيد فعليًا من انتقال الحرارة. بالنسبة للأسطوانات المعزولة ، يتم إعطاء نصف القطر الحرج بالمعادلة [2]
{\ displaystyle {r_ {critical}} = {k \ over h}} {r_ {critical}} = {k \ over h}
توضح هذه المعادلة أن نصف القطر الحرج يعتمد فقط على معامل نقل الحرارة والتوصيل الحراري للعزل. إذا كان نصف قطر الأسطوانة المعزولة أصغر من نصف القطر الحرج للعزل ، فإن إضافة أي كمية من العزل سيزيد من نقل الحرارة.
عزل اسطح وخزانات بجدة (https://elnournow.com/blog/24/%D8%B9%D8%B2%D9%84-%D8%A3%D8%B3%D8%B7%D8%AD-%D9%88%D8%AE%D8%B2%D8%A7%D9%86%D8%A7%D8%AA-%D8%A8%D8%AC%D8%AF%D8%A9-0544541112)
تطبيقات
الملابس وعزل الحيوانات الطبيعية في الطيور والثدييات
الغازات تمتلك خواص توصيل حرارية سيئة مقارنة بالسوائل والمواد الصلبة ، وبالتالي فهي تنتج مواد عزل جيدة إذا أمكن احتجازها. من أجل زيادة فعالية الغاز (مثل الهواء) ، قد يتعطل في خلايا صغيرة ، والتي لا يمكن نقل الحرارة بشكل فعال عن طريق الحمل الحراري الطبيعي. يتضمن الحمل الحراري تدفقًا كبيرًا أكبر من الغاز مدفوعًا بالاختلافات في درجة الحرارة والطفو ، ولا يعمل بشكل جيد في الخلايا الصغيرة حيث يكون هناك اختلاف بسيط في الكثافة لقيادته ، كما أن النسب المرتفعة من سطح إلى حجم الخلايا الصغيرة تؤخر تدفق الغاز. فيها عن طريق السحب اللزج.
من أجل تحقيق تكوين خلايا الغاز الصغيرة في العزل الحراري من صنع الإنسان ، يمكن استخدام مواد الزجاج والبوليمرات لفخ الهواء في بنية تشبه الرغوة. يستخدم هذا المبدأ صناعيا في البناء