Эксплуатационные теплофизические характеристики рулонных материалов на основе аэрогеля для технической изоляции

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Представлены результаты комплексных исследований эксплуатационных характеристик рулонных материалов на основе аэрогеля, предназначенных для тепловой изоляции трубопроводов и оборудования. Для разных марок по плотности экспериментально установлены и обобщены в виде экспоненциальных функций зависимости теплопроводности от температуры эксплуатации. Полученные результаты теплопроводности в диапазоне температуры эксплуатации значительно ниже показателей теплопроводности традиционных теплоизоляционных материалов, используемых для технической изоляции от высокотемпературных воздействий. Определена максимальная рабочая температура рулонных материалов на основе аэрогеля – для большинства марок она составляет 650оС. Установлена паропроницаемость материалов на основе аэрогеля, которая составляет около 0,1 мг/(м·ч·Па) вне зависимости от плотности, и изотермы сорбции разных марок по плотности. Сорбционная способность исследованных материалов выше, чем у теплоизоляционных изделий из каменного волокна, и сопоставима с изделиями из стеклянного волокна. На основании полученных экспериментальных данных внесены изменения в СП 61.13330.2012 «СНиП 41-03–2003 Тепловая изоляция оборудования и трубопроводов», что открывает дополнительные возможности применения данного типа материалов в технической изоляции.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

П. П. Пастушков

Научно-исследовательский институт строительной физики РААСН; МГУ им. М.В. Ломоносова

Автор, ответственный за переписку.
Email: pavel-one@mail.ru

канд. техн. наук 

Россия, 127238, г. Москва, Локомотивный пр., 21; 119234, г. Москва, Ленинские горы, 1

Н. В. Павленко

Научно-исследовательский институт строительной физики РААСН; МГУ им. М.В. Ломоносова

Email: nv-pavlenko@mail.ru

канд. техн. наук 

Россия, 127238, г. Москва, Локомотивный пр., 21; 119234, г. Москва, Ленинские горы, 1

С. И. Гутников

МГУ им. М.В. Ломоносова

Email: gutnikov@gmail.com

канд. хим. наук 

Россия, 119234, г. Москва, Ленинские горы, 1

Список литературы

  1. Duchko A., Dudaryenok A., Lugovskoi A., Serdyukov V., Tikhomirov B. The D2O absorption spectra in SiO2 airgel pores: technical features of treatment. Proceedings Volume 10035, 22nd International Symposium on Atmospheric and Ocean Optics: Atmospheric Physics; 100350H. 2016. EDN: YUWIFF https://doi.org/10.1117/12.2249250
  2. Пастушков П.П., Гутников С.И., Павленко Н.В., Столяров М.Д. Исследования теплопроводности рулонных материалов на основе аэрогеля // Строительные материалы. 2020. № 6. С. 39–43. EDN: KHOWNJ. https://doi.org/10.31659/0585-430X-2020-781-6-39-43
  3. Berardi U., Nosrati R. H. Long-term thermal conductivity of aerogel-enhanced insulating materials under different laboratory aging conditions. Energy. 2018. Vol. 147, pp. 1188–1202. https://doi.org/10.1016/j.energy.2018.01.053
  4. Huafei Cai, Yonggang Jiang, Jian Feng et al. Preparation of silica aerogels with high temperature resistance and low thermal conductivity by monodispersed silica. Materials & Design. 2020. Vol. 191. 108640. EDN: HLGGIF. https://doi.org/10.1016/j.matdes.2020.108640
  5. Fedyukhin A.V. Strogonov K.V. et al. Aerogel product applications for high-temperature thermal insulation. Energies (Basel). 2022. Vol. 15. No. 20. EDN: KXTTRV. https://doi.org/10.3390/en15207792
  6. Kovács Z., Csík A., Lakatos Á. Thermal stability investigations of different aerogel insulation materials at elevated temperature. Thermal Science and Engineering Progress. 2023. Vol. 42. 101906. EDN: OARIFY. https://doi.org/10.1016/j.tsep.2023.101906
  7. Baetens R., Jelle B.P., Gustavsen A. Aerogel insulation for building applications: A state-of-the-art review. Energy and Buildings. 2011. Vol. 43. Iss. 4, pp. 761–769. EDN: OENAUD. https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2010.12.012
  8. Pastushkov P.P., Gutnikov S.I., Pavlenko N.V. et al. Heat conductivity of aerogel-based rolled materials for high-thermal isolation for equipment and pipelines. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, Volume 896, International Conference on Materials Physics, Building Structures and Technologies in Construction, Industrial and Production Engineering (MPCPE 2020). 27–28 April 2020. 12103 EDN: SYOOHX. https://doi.org/10.1088/1757-899X/896/1/012103
  9. Vankov Y. Bazukova E., Emelyanov D., Fedyukhin A. et al. Experimental assessment of the thermal conductivity of basalt fibres at high temperatures. Energies (Basel). 2022. Vol. 15. Iss. 8. EDN: BKNVSW. https://doi.org/10.3390/en15082784
  10. Wu K. Zhou Q., Cao J., Qian Z. et al. Ultrahigh-strength carbon aerogels for high temperature thermal insulation. Journal of Colloid and Interface Science. 2022. Vol. 609, pp. 667–675. EDN: AZVUCD. https://doi.org/10.1016/j.jcis.2021.11.067
  11. Yang W., Liu J., Wang Y., Gao S.nExperimental study on the thermal conductivity of aerogel-enhanced insulating materials under various hygrothermal environments. Energy and Buildings. 2020. Vol. 206. 109583. EDN: NIMDDV. https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2019.109583
  12. Гагарин В.Г., Пастушков П.П. Методика определения суммарного сопротивления паропроницанию наружных отделочных слоев фасадных теплоизоляционных композиционных систем с наружными штукатурными слоями // Вестник МГСУ. 2012. № 11. С. 140–143. EDN: PJBGRV. https://doi.org/10.22227/1997-0935.2012.11.140-143
  13. Гагарин В.Г., Пастушков П.П. Сорбция водяного пара материалами минераловатных изделий современного производства // Строительные материалы. 2019. № 6. С. 40–43. EDN: KRCHKV. https://doi.org/10.31659/0585-430X-2019-771-6-40-43
  14. Гагарин В.Г., Пастушков П.П. Сорбция водяного пара материалами минераловатных изделий современного производства. Ч. 2 // Строительные материалы. 2020. № 6. С. 33–38. EDN: YACPOE. https://doi.org/10.31659/0585-430X-2020-781-6-33-38

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Зависимости теплопроводности от температуры материалов для технической изоляции: 1 – аэрогель 200–250 кг/м3; 2 – аэрогель 150–200 кг/м3; 3 – мат минераловатный 100–120 кг/м3

Скачать (70KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Зависимость изменения толщины образца и температуры нагревательной пластины: 1 – изменение толщины Δε, %; 2 – температура нагревательной пластины Тн, оС

Скачать (94KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Нижняя грань образца до (слева) и после (справа) испытаний

Скачать (110KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Процесс испытаний паропроницаемости образцов материалов на основе аэрогеля

Скачать (123KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Процесс экспериментального определения сорбции водяного пара материалов на основе аэрогеля

Скачать (73KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Изотермы сорбции водяного пара материалов на основе аэрогеля: 1 – марка 1; 2 – марка 2; 3 – марка 3; 4 – марка 4; 5 – марка 5

Скачать (80KB)
Метаданные

© ООО РИФ "СТРОЙМАТЕРИАЛЫ", 2025