Рассмотрены условия целесообразности применения теплоизоляционных материалов
тепловая изоляция, термическое сопротивление, тепловые потери
В работе [1] рассмотрены некоторые положения, которые следует учитывать при подборе материала тепловой изоляции. Показано, что при подборе материала для тепловой изоляции следует определить так называемый критический диаметр 
и проверить условие целесообразности применения выбранного материала.
Влияние наружного диаметра многослойной цилиндрической стенки, состоящей из n слоев (рисунок 1), на ее линейное термическое сопротивление 
иллюстрирует рисунок 2.
|
|
|
|
Рисунок 1 – Разрез многослойной цилиндрической стенки |
Рисунок 2 – Зависимость термического сопротивления теплопередачи цилиндрической стенки от наружного диаметра тепловой изоляции |
На участке графика, соответствующем увеличению наружного диаметра тепловой изоляции от 
(неизолированный аппарат) до основное влияние на термическое сопротивление стенки оказывает площадь наружной поверхности стенки, которая с увеличением 
также будет возрастать. Поэтому значение уменьшается и достигает минимума 
при 
. Другими словами, термическое сопротивление теплоизолированной стенки становится меньше номинального термического сопротивления стенки без слоя тепловой изоляции 
. Из сказанного очевидно, что не следует использовать слой тепловой изоляции в диапазоне
|
|
(1) |
Если наружный диаметр тепловой изоляции превышает , то основное влияние на оказывает толщина слоя тепловой изоляции. Соответственно термическое сопротивление стенки увеличивается и становится равным при значении диаметра изоляции 
. Поэтому назначение диаметра тепловой изоляции в интервале
|
|
(2) |
также нецелесообразно.
Для эффективного использования слоя тепловой изоляции значение критического диаметра не должно превышать наружного диаметра неизолированной стенки, т. е. должно выполняться условие:
|
|
(3) |
или
|
|
(4) |
где 
– коэффициент теплопроводности материала тепловой изоляции, Вт/(м·К); 
– коэффициент теплоотдачи от наружной поверхности изоляции к окружающей среде (атмосферному воздуху), Вт/(м2·К).
Соответственно, коэффициент теплопроводности выбранного материала тепловой изоляции должен удовлетворять условию:
|
|
(5) |
Поэтому, при подборе материала для тепловой изоляции следует определить ее критический диаметр по [1] и проверить условие целесообразности применения выбранного материала (5).
В нормативной литературе [2] приводятся значения предельной толщины теплоизоляционных конструкций для оборудования и трубопроводов в зависимости от диаметра изолируемой поверхности и температуры. Если расчетная толщина изоляции больше предельной, следует принимать более эффективный теплоизоляционный материал и ограничиться предельной толщиной тепловой изоляции, если это допустимо по условиям технологического процесса.
1. Щербин, С.А. Подбор материала для устройства тепловой изоляции / С.А. Щербин, В.А. Глотов // Современные технологии и научно-технический прогресс. – 2021. – Т. 1. – № 8. – С. 103-104.
2. СП 61.13330.2012. Свод правил. Тепловая изоляция оборудования и трубопроводов. Актуализированная редакция СНиП 41-03-2003. М.: Минрегион России, 2012.
