همه مطالب برچسب شده "ضریب رسانایی حرارتی بایگانی ⋆ پشم سنگ"

انتخاب عایق حرارتی مناسب

عایق به ماده ای یا ترکیبی از چند ماده گفته می شود که نرخ انتقال حرارت را کاهش دهد. عایق ها به دو دسته کلی تقسیم می شوند: فوم های آلی و مواد غیرآلی. فوم های آلی شامل: پلی استایرن، پلی یورتان، پلی اتیلن، فنولیک و غیره می شوند. از مواد غیرآلی می توان به پشم سنگ، پشم شیشه، فوم شیشه، سیلیکات کلسیم، پشم سرامیک، ورمیکولیت و پرلیت اشاره کرد.

از آنجایی که هدف اصلی عایقکاری، کاهش انتقال حرارت است، عایق ها باید خواص مطلوبی در کاهش نرخ انتقال حرارت به طرق هدایت، همرفت و تابش داشته باشند.

نمودار زیر مراحل انتخاب نوع عایق مناسب را نشان می دهد.

selecting insulation 2

می بایست پارامترهای تاثیرگذار در عایق کاری، قبل از انتخاب نوع عایق شناسایی شده و انتخاب عایق بر اساس آنها انجام شود (گام های 3 و 4). پارامترهای رایج و تاثیرگذار در انتخاب نوع عایق، در زیر فهرست شده اند.

 (سعی شده است پارامترها به ترتیب اهمیت فهرست شوند، ولی درجه اهمیت هریک از موارد زیر بسته به نظر طراح میتواند متغیر باشد)

1- دمای کارکرد (عایق گرم یا سرد) – خواص فیزیکی عایق

2- مشخصه های فیزیکی از جمله ضریب انتقال حرارت، استحکام فشاری، چگالی و ضریب نفوذ رطوبت و بخار آب

3- حجم عایق کاری و شرایط عایق کاری در محیط باز یا سربسته و شرایط نصب

4- هزینه

5- در دسترس بودن (قابل تهیه بودن)

 6- عمر مفید کاری و قابلیت تعویض پس از عمر مفید کاری، مقاومت در مقابل تجزیه شدن، نور خورشید و غیره

 7– اشتعال پذیری و سمی بودن (در صورت اشتعال پذیری، برخی عایق ها از خود دود و بخارات سمی متصاعد میکنند.)

الف – دمای کارکرد

 محدوده دمای کاری عایق شاید مهمترین پارامتری باشد که در انتخاب نوع عایق نقش مستقیم ایفا می کند. دمای کاری معمول عایق های حرارتی (Thermal Insulation)، بین -730C الی +8200C است. عایق های مربوط به فرآیندهایی که دمای کاری آنها به زیر -730C می رسد، به عنوان عایق های سرد شناخته شده و واژه “برودتی” (Cryogenic) برای آنها استفاده می شود. همچنین عایق هایی که در فرآیندهایی که دمای آنها به بیش از +8200C می رسد استفاده می شوند، به عنوان عایق “نسوز”(Refractory) شناخته می شود. برای آشانیی بیشتر با انواع مختلف عایق ها و درجه حرارت کاری آنها، به عایق های حرارتی گرم و سرد و انواع عایق های حرارتی مراجعه فرمایید.

 در انتخاب نوع عایق، باید دقت شود که محدوده دمای کاری سطحی که قرار است عایق شود درون محدوده دمای کارکرد عایق (که در مدارک فنی سازنده یا مراجع مختلف ذکر شده است) باشد. لازم به ذکر است که دمای کاری، در تایین هزینه ها و سود عایق کاری نیز نقش مهمی ایفا می کند.

ب – مشخصه های فیزیکی

 ضریب انتقال حرارت، استحکام فشاری و ضریب نفوذ رطوبت از جمله مهم ترین مشخصه های فیزیکی تاثیرگذار در انتخاب نوع عایق محسوب می شوند. هرچه ضریب انتقال حرارت عایق کمتر باشد (و یا درمقابل، هرچه مقاومت حرارتی عایق بالاتر باشد)، عایق در مقابل انتشار حرارت مقاوم تر بوده، برای عایق کاری مناسب تر و مقدار هزینه سود عایق کاری نیز بالاتر خواهد بود.

نکته ای که در مورد ضریب انتقال حرارت باید در نظر گرفت این است که ضریب انتقال حرارت با افزایش دما، افزایش می یابد. معمولا در مدارک فنی تولیدکنندگان، ضریب انتقال حرارت در دمای محیط (+230C) ارائه می شود. برای محاسبه مقدار سرمایه برگشتی و سود عایق کاری، باید ضریب انتقال حرارت در شرایط عملی را در محاسبات وارد نمود.

conductivty vs temperature

 استحکام فشاری عبارت است مقدار فشاری (تنش) که عایق می تواند تا رسیدن به نقطه تسلیم، تحمل کند. استحکام فشار از آنجا که تابعی از درجه حرارت است، در انتخاب نوع عایق تاثیرگذار خواهد بود، چرا که با افزایش دما، استحکام فشاری بسیاری از مواد کاهش می یابد. معمولا تغییرات دمایی، تاثیرات چشم گیری بر استحکام فشاری می گذارند. از این رو، در انتخاب نوع عایق، باید دقت شود که عایق تحت بار نباشد و اگر در شرایط کاری، تحت بار است، می بایست استحکام فشاری آن در محدوده دمای کاری، بیش از بارگذاری باشد.

-ضریب نفوذ رطوبت و بخار آب (که با واحد perm اندازگیری مشود)، از دیگر پارامترهای مهمی است که در انتخاب نوع عایق، تاثیر مستقیم دارد. نفوذ رطوبت به درون عایق، ظریب انتقال حرارت آن را افزایش می دهد و در موارد شدیدتر، عایق خاصیت عایق بودن خود را کاملا از دست می دهد. همچنین، رطوبت زیاد و دمای بسیار پایین، باعث بروز پدیده چگالش (برفک زدن – Condensation) می شود. بنابراین، در صورتی که دمای فرآیند پایین است یا محیط رطوبت نسبی بالایی دارد و یا اگر قرار است عایق در محیط باز نصب شود، باید دقت شود که عایق در مقابل رطوبت مقاوم باشد و در صورت امکان، پوشش های رطوبتی نیز به فهرست اقلام عایق کاری اضافه شود.

چگالی از جمله عوامل دیگری است که می تواند در انتخاب عایق تاثیرگذار باشد. البته بسیاری از عایق ها، چگالی ثابتی دارند و انتخاب نوع عایق تابع مستقیمی از چالی ماده عایق نیست. اما، چگالی برخی مواد عایق، مانند پشم سنگ، متغیر است و تولیدکنندگان این نوع عایق ها، چگالی های مختلفی را در بازار عرضه می کنند. از آنجا که چگالی، تاثیر مستقیمی بر دیگر پارامترها، از جمله ضریب انتقال حرارت، ضریب نفوذ رطوبت و استحکام فشاری دارد، می تواند در انتخاب نوع عایق تاثیر گذار باشد. معمولا مواد با چگالی بالاتر، ضریب انتقال حرارت کمتر، ضریب نفوذ رطوبت و استحکام بیشتری دارند و ضریب انتقال حرارت نیز، با افزایش دما کمتر تغییر می کند. در نمودار زیر، تغییرات ضریب انتقال حرارت پشم سنگ در دو چگالی مختلف در دماهای مختلف نشان داده شده است.

k value vs density vs temp. diagram

پ – حجم عایق کاری، شرایط عایق کاری و نصب

 حجم عایق کاری و شرایط نصب، می توانند در انتخاب نوع عایق تاثیر مستقیم بگذارند. بسیاری از انواع عایق ها برای عایق کاری سطح ها و حجم های بسیار زیاد مناسب نیستند و یا هزینه عایق کاری بسیار گزاف خواهد شد. همچنین برخی شرایط نصب ایجاب می کند، انواع خاصی از عایق ها مورد استفاده قرار گیرند. مثلا عایق کاری شکل­های نامنظم و پیچیده و یا فضای بین دو دیواره که راهی به خارج ندارد و یا دسترسی به آن مشکل است، تنها با استفاده از عایق های تزریقی در محل، قابل انجام است.

 ت- هزینه و در دسترس بودن

 هزینه از مهمترین پارامترهایی است که در انتخاب عایق نقش دارد. البته لازم به ذکر است که سرمایه عایق کاری معمولا کمتر از یکسال بر می گردد، لیکن سرمایه اولیه می تواند برای طراح محدودیت ایجاد کند. در محاسبه هزینه عایق کاری، باید هزینه خود ماده عایق، عایق کاری (نیروی انسانی و متریال مورد نیاز نصب) و همچنین هزنیه های نگهداری پس از نصب، لحاظ شوند. در دسترس بودن نیز از دیگر عوامل تاثیرگذار بر انتخاب عایق است. چه بسا ممکن است عایق انتخاب شده اصلا در بازار فعلی موجود نبوده و یا مدت زمانی که تامین کننده می توان آن را فراهم کند، مقید در محدوده زمانی مناسب نیست.

ث – عمر مفید کاری

 عمر مفید کاری می تواند در انتخاب نوع عایق موثر باشد، اگرچه عمر مفید انواع مختلف عایق ها تقریبا در یک محدوده است. مقاومت در مقابل ماوراء بنفش (در صورتی که عایق کاری در محیط باز انجام شده باشد)، رطوبت، تجزیه شدن، آلودگی های قارچی و میکروبی، گرد و خاک، سایش و غیره، از عوامل مهم در تعیین عمر مفید کاری عایق محسوب می شوند. لازم به ذکر است که عمر زیاد عایق، خاصیت عایق بودن آن را می کاهد. در نمودار زیر، تغییرات ضریب انتقال حرارت پشم سنگ را در دو ضخامت مختلف در مقابل سال های سپری شده، نشان می دهد.

thermal conductivity vs aging

ج – اشتعال پذیری و سمی بودن

 برخی شرایط طراحی ایجاب می کند که عایق در مقابل خطراتی چون آتش سوزی، دارای حداقل مقاومت بوده و استاندارد باشند. به خصوص در صورتی که عایق برای مکان های مسکونی و عمومی، چون بیمارستان ها، کتاب خانه ها، مساجد و غیره استفاده می شوند، حتما باید استانداردهای مقاومت در مقابل آتش سوزی و عدم انتشار گازهای سمی را دارا باشند.

ضخامت مناسب عایق

 اینکه عایق چه ضخامتی داشته باشد که هم بتواند از پس عایق کاری برآمده و هم هزینه اضافه دربر نداشته باشد، برای طراح از اهمیت ویژه ای برخورد است. محاسبه ضخامت مناسب عایق با توجه به روابط انتقال حرارت و شرایط مرزی و محیطی، به راحتی قابل انجام است. برای جزئیات بیشتر به محاسبه ضخامت عایق مراجعه فرمایید.

معمولا عایق ها در ضخامت های استاندارد در بازار عرضه می شوند و تولیدکنندگان ضخامت های خاصی را تولید میکنند که معمولا از نیم اینچ (13mm) شروع شده و با فرجه های نیم اینچی، تا سقف 6 اینچ (150mm) نیز میرسد. تولیدکنندگان عموما کاتالوگی در اختیار خریدار قرار می دهند و بوسیله آن ضخامت مناسب عایق را، متناسب با دما و شرایط کارکردی، رطوبت و به خصوص قطر لوله ها در عایق کاری لوله ها، به مشتری توصیه می کنند. ضخامت هایی که معمولا توسط سازندگان توصیه می شود، از استانداردها و مقررات ساخت و ساز (کشوری یا بین المللی) تبعیت میکنند و درنتیجه قابل اعتماد هستند.

گاهی خریدار خود به محاسبه ضخامت ایده آل عایق می پردازد و ممکن است ضخامتی بدست آورد که در فهرست ضخامت های استاندارد نیست. در این حالت می توان ضخامت استاندارد بالاتر را در نظر گرفت و یا سفارش خاصی به تولیدکنندگان داد که هزینه بیشتری در پی خواهد داشت.

بعضی عایق ها، معمولا چگالی ثابت و استانداردی دارند مانند عایق های پلیمری و الاستومری. برخی دیگر عایق ها میتوانند چگالی های مختلفی داشته باشند مانند عایق های پشم سنگ و پشم سرباره. این موضوع مربوط به روش تولید این نوع عایق ها می شود. باید توجه شود که چگالی تاثیر مستقمی بر ضریب مقاومت حرارتی ضریب مقاومت حرارتی (R-Value) می گذارد به طوری که هرچه چگالی بیشتر شود، ضریب مقاومت حرارتی افزایش یافته و طبیعتا از ضخامت موردنیاز کاسته می شود. در صورتی که نوع عایق، دارای چگالی متنوع باشد، این مسئله باید در انتخاب ضخامت عایق مناسب مدنظر قرار گیرد. در اینگونه موارد، تولیدکنندگان پشم سنگ و پشم سرباره، معمولا در کاتالوگ خود، علاوه بر ضخامت، چگالی را نیز ذکر می کنند.

 

منبع :دانشنامه عایق ایران

پشم سنگ چیست ؟What is Wockwool

مه 21, 2018   //   توسط jafarib   //   Rock Wool, آنالیز شیمیایی, ایزو بلانکت, ایزو پایپ, ایزو ترم, ایزوبلانکت, ایزوپایپ, ایزوترم, بازالت, پالایشگاه, پایداری شیمیایی, پتوئی, پشم خام فله, پشم خام فله ای, پشم سر باره:, پشم سرباره, پشم سنگ, پشم سنگ چیست؟, پشم سنگ چیست؟, تاسیسات, تخته‌ای فشرده, تهویه مطبوع, جذب صدا, خواص ضد آتش, رسانایی حرارتی, ساختمان, سرباره, سروصدا, سنگ آتشفشان, سنگ های آذرین, شرکت پشم سنگ ویلا, صرفه جویی, صرفه جویی درمصرف انرژی, صنایع غذایی, ضریب انتقال حرارت, ضریب جذب صوت, ضریب رسانایی حرارتی, ضریب هدایت حرارت, عایق پشم سنگ, عایق حرارتی, عایق صوتی, عایق لحافی, عایق لحافی رزین دار, عایق لوله ای, عایقکاری, عایقکاری دیوار, عایقکاری ساختمان, فنوپانل, فنوفلت, کشت بدون خاک, کنترل صدا, کوستیک, گرمایش, گلخانه‌, لحافی, لوله‌ای, ماده اولیه پشم سنگ, محصول, مشخصات فنی, مشخصات فنی عایق پشم سنگ, مصرف انرژی, مقاومت حرارتی, مقاومت در برابر حرارت, میزان خورندگی, نقطه ذوب, نیروگاه, همه چیز در باره پشم سنگ  //  بدون دیدگاه

پشم سنگ (به انگلیسی: Rock Wool) عایق حرارتی و صوتی با تحمل دمای ۷۵۰+ درجه سانتیگراد و نقطه ذوب ۱۳۰۰ و نیز تحمل برودتی آن ۳۰- درجه سانتیگراد است، پشم سنگ و سرباره دارای ضریب انتقال حرارتی بسیارکم بوده و قدرت عایقی آن ۳۳ برابر دیوار بتونی و ۲۲ برابر دیوار آجری است.

پشم سنگ و سرباره در انواع ایزو ترم (پشم خام فله)، ایزو بلانکت (پتوئی)، ایزو پایپ (لوله‌ای)، فنوپانل (تخته‌ای فشرده) و فنوفلت (لحافی) تولید می‌شود و کاربردهای مختلفی دارد، از جمله صنایع پالایشگاهی، نیروگاهی، صنایع غذایی،، ساختمان و تاسیسات و حتی گلخانه‌های هیدرو پونیک (بسترکشت بدون خاک)

بازگشت

این محصول بدلیل کانی، معدنی بودن مواد اولیه قابل برگشت به اکوسیستم را دارد. منبع ویکی پدیای فارسی

پشم سنگ

پشم سنگ چیست؟

پشم سنگ در زبان بین الملل ROCK WOOL یا MINERAL WOOL نامیده می شود و جزو خانواده عایق های حرارتی معدنی می باشد که متشکل از الیاف بسیار ظریف به ضخامت ۴ تا ۷ میکرون و طول ۵ تا ۷۰ میلیمتر است .
ماده اصلی برای تولید این عایق حرارتی سنگ آتشفشانی بازالت از خانواده سنگ های آذرین دولو میت می باشد که در میهن عزیزمان به وفور یافت می شود.
از خصوصیات بارز این عایق می توان به موارد اشاره نمود:

  • مقاومت حرارتی در دمای بسیار بالا (تا ۸۰۰ درجه سانتی گراد)
  • تغیر نکردن چشم گیر ابعاد در کران های بالایی و پایینی دما
  • وزن مخصوص بسیار پایین
  • جاذب بسیار خوب صوت
  • غیر سمی بودن و سازگاری آن با محیط زیست

عایق پشم سنگ در انواع مختلف فله ای ،پتویی ،پانلی و لوله ای در ساختمانهای مسکونی ،مجتمع های گازی ،نفتی و پتروشیمی و صنایع وابسته به عنوان عایق حرارتی و صوتی بهترین گزینه برای جلوگیری از اتلاف انرژی می باشند.
پشم سنگ بی ضرر ترین عایق شناخته شده در طبیعت بوده تا جاییکه این عایق توانایی بسیار بالایی در تامین و حفظ مواد لازم برای رشد و نمو گیاهان دارد .
به همین دلیل در کشاورزی بدون خاک نیز جایگاه ویژه ای برای خود رقم زده است.
پشم سنگ مقاومت بسیار زیادی در برابر حرارت از خود نشان می دهد و تا ۴ ساعت در برابر حریق بدوت تغیر شکل مقاومت می کند.
امروزه از پشم سنگ داخل صفحات روکش دار گچی DRY WALL و ساندویچ پانل ها ،خانه های پیش ساخته به عنوان مکمل تکنولوژی سیستم ساخت و ساز خشک استفاده می شود.
از دیگر محاسن مهم این عایق حرارتی مصونیت آن در برابر انگل ها می باشد و این بدین خاطر است که الیاف پشم سنگ به واسطه ساختار درونی خود و نیز بر خلاف عایق های دیگر در گروه عایق های معدنی پشم سنگ بیماری زا نبوده و آسیبی به پوست بدن نمی رساند و باعث سوزش پوست نمی گردد و در هنگام وقوع آتش سوزی دود و ترکیبات آن سمی نمی باشد.
این عایق به دلیل ساختار خود سد محکمی در برابر انتقال حرارت همرفتی ، هدایتی و تابشی می باشد و می تواند در صرفه جویی مصرف انرژی نقش مهمی را ایفا نماید.
محدوده دمای کار کرد این عایق در برابر دما از -۲۵۰ درجه سانتی گراد تا ۸۰۰ درجه سانتی سانتی گراد است .نقطه ذوب این عایق ۱۰۰۰ درجه سانتی گراد بوده و در محدوده دمایی -۱۵۰ تا ۷۰۰ درجه سانتی گراد هیچگونه تغیر فیزیکی و شیمیایی در آن رخ نمی دهد.

  • آنالیز شیمیایی پشم سنگ

الیاف پشم سنگ غیر آلی بوده و به منظور تامین اکسید کلسیم مورد نیاز در آنالیز الیاف ، اکسید کلسیم به صورت سنگ آهن به کوره شارژ می شود.و آنالیز کلی الیاف پشم سنگ به شرح زیر است.

پشم سر باره:
پشم سرباره در کشور های صنعتی جزو پر مصرف ترین عایق های معدنی بوده که درصد کم سیلیس آن باعث رشته رشته شدن الیاف می گردد. نوک الیاف آن کروی شکل بوده که به همین دلیل باعث خراش و تحریک پوستی نمی شود و به دلیل ریز بودن ذرات آن عایق الکتریسیته نیز می باشد،بازگشت آن به طبیعت سریع انجام می شود و جهت تولیذ انواع مختلف آن عایق از یک چسبنده لاتکس رزینی گرما سخت به نام فنولیک استفاده می شود.

نمودار های شماتیک ضریب رسانایی حرارتی:

دوام:
بر خلاف برخی از فوم های چلیمری که دوام چندانی ندارند و به مرور زمان شکل و کیفیت خود را از دست می دهند .این عایق ها کهنه یا خراب نمی شوند و ویژگیهای خود را به عنوان عایق موثر حرارتی سالها و حتی به مدت طول عمر ساختمان حفظ می کنند.

ویژگی آکوستیکی:
عایق های صوتی حرارتی پشم سرباره و پشم سنگ از دو طریق به کاهش صدا کمک می کنند ،با کاهش صدا در میان اجزای متشکله سازه و یا جذب صدا در سطح.افت انتقال صدا عبارت است از کاهش انرژی صوتی هنگام عبور از دیوار ،کف،بامو غیره که در مجموع از خصوصیات مادی است.
شایان ذکر است جذب صدا عبارت است از کاهش انرژی صوتی هنگامی که صدا از سطح منعکس می شود.
ضریب جذب صدا با عددی بین ۰ و ۱ بیان می شود.اگر سطح هیچ صدایی را جذب نکند،ضریب جذب صفر است و اگر همه صدا جذب شود ضریب آن برابر ۱ است.

 

به چه روشی پشم سنگ تولید می شود
این محصول از سنگ های مختلف روی پوسته زمین ساخته می شود.
سیلیکات طبیعی حاصله در چرخ های ریسندگی با سرعت بسیار بالایی ریسیده می شود تا رشته هایی به شکل مو ایجاد کند که به وسیله رزین های مخصوص به هم متصل شده وبا افزودنی های دیگری آغشته می شوند.
ساختن عایق پشم سنگ شامل گرم کردن مواد معدنی و دیگر مواد خام تا درجه حرارتی در حدود 2900 درجه فارنهایت (در حدود 1600 درجه سانتیگراد) در یک کوره می شود. بنابراین جریانی از هوا یا بخار درون آن دمیده می شود.
در حال حاضر از تکنیک های پیشرفته زیادی نیز در آماده سازی این ماده استفاده می شود. در این جریان ها ، سنگ مذاب در چرخ های ریسندگی چرخانده می شود. در آخر ما رشته های بسیار مرغوب به هم پیچیده ای را دریافت می کنیم که بوسیله مواد نشاسته ای به هم متصل هستند. برای کاهش ایجاد گرد و غبار هنگام تولید ، مقداری روغن به روند کار اضافه می گردد.
چرخه تولید پشم سنگ

پشم سنگ یک ماده کاملا طبیعی به شکل پشم ریسیده شده است که از سنگ به دست می آید.
پشم سنگ ماده ای طبیعی است که از یکی از فراوانترین مواد روی کره زمین –گدازه های سنگهای آتشفشانی که بیش از 200 میلیون سال عمر دارند- به دست می آ ید. این سنگها طبقه بندی و به اندازه مناسب خرد می شوند.سپس با کک وسرباره مخلوط شده و در کوره ای با دمای1500 درجه سانتیگراد ذوب می شوند.
ماده مذاب به سوی یک سری چرخ های در حال گردش هدایت می شود تا در آنجا به شکل پشم ریسیده شود.
این پشم از ماشین ریسندگی وارد محفظه ای می شود که در آن مقدار کمی رزین و روغن های معدنی به آن اضافه می شود.
این کار رشته ها را به هم متصل کرده و همچنین آنها را ضد آب می کند. در این مرحله پشم به صورت تشکی است که به کوره هایی هدایت می شود تا در آنجا فرآوری و فشرده شود.
سپس به شکلها و اندازه های مختلفی بریده می شود تا بتواند با روکش هایی از مواد دیگر تلفیق شده ومحصولات تخصصی و استاندارد برای گستره وسیعی از مصارف بوجود آورد.

 

عایق صوتی پشم سنگ

پشم سنگ ساختمان فیبری بازی دارد که برای جذب وکنترل صدا بسیار مناسب است.
محصولات پشم سنگ صداهای گوشخراش ماشین ها وفعالیت های روزمره را کاهش می دهد ومحیطی برای گفتگوهای عادی (نه پر سروصدا) فراهم می کند.
قابلیت های ضد صوت عایق های پشم سنگ مخصوصا به گونه ای طراحی شده که شامل انواع زیادی از عایق های صوتی می شود.
صدا باید تا جایی تضعیف شود که نتواند اختلالی در فعالیت هایی که قصد انجام آن را دارید ایجاد کند. تنها DB30 می تواند خواب انسان را بر هم بزند.
استفاده وسیع از مواد ساختمانی با انعکاس بالا در طراحی های مدرن، باعث تشدید مشکل سروصدا در ساختمان ها شده است.
به همین علت عایق های پشم سنگ در دیوارها، سقف ها وکف ساختمان ها برای کنترل سروصدای حاصل از همسایه های کناری و همچنین برای اطراف ماشین ها و تاسیسات پر صدا به کار می رود.
ممحصولات ضد صدای پشم سنگ برای استفاده دردیوارها، سقف ها، پشت بام ها، کف ساختمان ها و اطراف ماشین ها و تاسیسات تولید می شود وتاثیر بسزایی در جلوگیری از ورود و خروج صدا بین همسایگان دارد.

 

 

عایق حرارتی پشم سنگ

خواص ضد آتش پشم سنگ

جلوگیری از آتش وبستن روزنه ها راه دستیابی به دیوارها، کف ها و سقف های ضد آتشی است که احتمالا تجهیزات و فضاهای خالی نیز در آن ها وجود دارد.
خواص ضد آتش پشم سنگ تا بیشتر از چهار ساعت آزمایش و اندازه گیری شده است وخاصیت پوشش دهی روزنه های آن درسازه های گچی یا سیمانی دیوارها ویا کاربردهای کف، جایی که لوله ها،کابل ها یا کانال ها از میان حفره هاعبور می کنند، اندازه گیری و تایید شده است.

گرمایش و تهویه مطبوع

عایق کاری با پشم سنگ استفاده بهینه از انرژی را در تمام قسمت های ساختمان اعم از کف زمین، پشت بام ها، اتاق های زیر شیروانی، دیوارها و نماها تضمین می کند. همچنین پشم سنگ برای عایق کاری لوله ها و دیگ های بخار ومخازن آب گرم به منظور جلوگیری از اتلاف انرژی در ساختمان ها، تاسیسات صنعتی، نیروگاه ها ،کشتی ها، دکل های نفتی و… بسیار مناسب است. عایق کاری به همان اندازه ای که به آب وهوای سرد مربوط می شود، به آب و هوای گرم نیز مربوط است.
در مناطق سردو خنک عایقکاری، ساختمان را گرم نگه داشته ونیاز به مصرف انرژی برای گرمایش را کاهش می دهد. برعکس در مناطق گرم همان سیستم عایقکاری گرما را در خارج نگاه داشته و نیاز به مصرف انرژی برای تهویه مطبوع را کاهش می دهد.

عملكرد در برابر آتش:
یكی از مهم‌ترین ویژگی‌های عایق پشم سنگ، ایستایی استثنایی آن در برابر آتش است. پشم سنگ آتش گیر نیست، مشتعل نمی‌شود و در نتیجه به عنوان نوعی حفاظ در برابر آتش شناخته شده است. سازه‌های فلزی در ساختمان‌ها هنگام بروز حریق در نتیجه جذب حرارت زیاد و داغ شدن، مقاومت مكانیكی خود را از دست داده و بر اثر نرم شدن تغییر شكل می‌دهند و این مسئله باعث فرو ریختن كل سازه می‌شود. برای جلوگیری از این مسئله سازه‌های فلزی خصوصا ستون‌ها و تیرهای ساختمان را با روش‌های مناسب به وسیله پشم سنگ عایق كاری می‌كنند و بدین ترتیب در صورت تداوم حریق حتی تا ده ساعت هیچ مشكلی برای سازه‌های ساختمان به وجود نمی‌آید.
به همین دلیل در برخی از كشورها شركت‌های بیمه برای ساختمان‌هایی كه به این شكل عایق كاری شده باشند تخفیف‌های بسیار بالایی را قائل می‌شوند. هم‌چنین تمام ساختمان‌های موجود روی سكوهای نفتی كه برای اسكان پرسنل در نظر گرفته شده با عایق پشم سنگ ضد حریق می‌شوند تا در صورت بروز حریق و تا رسیدن نیروهای كمكی، پرسنل درون این ساختمان‌ها ایمن باشند.

قابلیت رسانایی حرارتی:
قابلیت رسانایی حرارتی یكی از مهمترین ویژگیهای عایقهای حرارتی است. از نظر ترمودینامیك، انرژی حرارتی همواره تمایل دارد از طریق یك، دو یا هر سه پدیده همرفت، هدایت و تابش از منبع گرم به سمت منبع سرد جریان یابد.
این جریان انرژی حرارتی تا وقتی ادامه می‌یابد كه هر دو منبع به یك دمای واحد، كه آن را دمای تعادل می‌نامند برسند. عمل عایق حرارتی پشم سنگ بدین گونه است كه از انتقال انرژی حرارتی از هر سه طریق فوق جلوگیری می‌كند و در نهایت جریان انرژی قطع می‌شود و یا به حداقل می‌رسد. این خصوصیت مبنای صرفه‌جویی در مصرف انرژی به وسیله عایق كاری است. در ساختمان های مسكونی از عایق به منظور كاهش مصرف انرژی استفاده می‌شود.
به عنوان مثال عملكرد لایه ای از عایق پشم سنگ (مقاومت حرارتی) که به ضخامت 5 سانتی متر است، همان كار دیوارهای قطور ساختمان‌های قدیمی را انجام می‌دهد كه سبب می‌شد این ساختمان‌ها در زمستان گرم و در تابستان خنك باشند. به طور كلی كار عایق حرارتی این است كه محیط گرم را گرم و محیط سرد را سرد نگه دارد.
ههر چه قابلیت رسانایی حرارتی كمتر باشد، كیفیفت عایق بهتر است. قابلیت رسانایی حرارتی پشم سنگ كمتر از چهل هزارم وات بر متر درجه كلوین می‌باشد.

ویژگیهای آگوستیكی:
عایق پشم سنگ از دو طریق به كاهش صدا كمك می‌كند، با كاهش انتقال صدا در میان اجزاء متشكله سازه و یا جذب صدا در سطح. افت انتقال صدا عبارت است از كاهش انرژی صوتی هنگام عبور از دیوار، كف، بام و غیره كه در مجموع از خصوصیات محیط مادی است. صدا ممكن است در اثر ارتعاش هوا و یا در اثر ضربه مكانیكی ایجاد شود كه هر كدام در جای خود باید مورد بررسی قرار گیرد.جذب صدا عبارت است از كاهش انرژی صوتی هنگامی كه صدا از سطح منعكس می‌گردد. ضریب جذب صدا با عددی بین صفر و یك بیان می‌شود. اگر سطحی هیچ صدایی را جذب نكند، ضریب جذب صفر است. اگر 100% صدا جذب شود ضریب برابر با یك می‌شود.
عایق پشم سنگ بازدهی بالایی در جذب و كاهش صدا دارد به همین دلیل در فرودگاه‌ها،‌ استودیوهای صدابرداری، زیر ریل‌ها و در ایستگاه‌های متروی داخل شهری به منظور جلوگیری از انتقال ارتعاشات و صدا از عایق پشم سنگ استفاده می‌كنند.
آزمایش‌ها نشان می‌دهد كه با طراحی و نصب عایق‌ها می‌توان به كاهش صدا تا تراز مورد نظر رسید. مقدار تضعیف انرژی صوتی در هنگام عبور از مواد بستگی به ضخامت آنها دارد. این مقدار در مورد پشم سنگ به ویژه در فركانس های كم با افزایش ضخامت بالا می‌رود. گذاشتن فاصله هوایی مناسب در پشت عایق صدا، ضریب تضعیف آن را به نحو محسوسی افزایش می‌دهد.
مهمترین ویژگی عایق پشم سنگ مقاومت استثنایی آن در برابر آتش است.
پشم سنگ آتش‌گیر نیست و مشتعل نمی‌شود در نتیجه به عنوان نوعی حفاظ در برابر آتش شناخته شده است. به همین دلیل در اكثر كشورها تخفیف‌های ویژه‌ای در مورد بیمه ساختمان‌هایی كه با پشم سنگ عایق شده باشند قائل می‌شوند. پشم سنگ محیط مناسبی برای رشد آفت، قارچ،‌ باكتری و حشرات موذی نیست و به عنوان یك ماده غیرآلی در برابر این انگل‌ها مصونیت دارد.
بین انواع عایق‌هایی كه تا به حال در دنیا ساخته شده‌اند، پشم سنگ بی‌ضرر ترین آنهاست و با محیط‌زیست كاملا سازگار است. برخلاف عایق‌های دیگر در این گروه، پشم سنگ آسیبی به پوست نمی‌رساند و باعث سوزش آن نمی‌شود. هم‌چنین با تمام مصالحی كه در ساختمان و صنایع به كار می‌روند سازگار است و تماس آن با این مصالح مشكلی به وجود نمی‌آورد.
از امتیازات پشم سنگ می توان به موارد زیر اشاره کرد :
– پشم سنگ بصورت ماده ای با ویژگی های مشخص و استاندارد قابل تولید است .
– تحت تاثیر ترکیبات شیمیایی و یا میکرو ارگانیسم ها تجزیه نمی شود .
– هوادهی ریشه در آن بخوبی صورت می گیرد .
– به دلیل حفظ رطوبت کافی , گیاهان کمتر تحت تاثیر کم آبی موقت قرار می گیرند .
– پشم سنگ ماده ای سبک استریل و عاری از عوامل آلوده کننده است .

 

 

-آیا استفاده از پشم سنگ و پشم سنگ آهن (سرباره) بی خطر است؟

مانند هر محصول دیگری که می تواند تولید گرد و خاک های هوایی کند ، نگرانی ها در مورد اثر های سلامتی و امنیتی پشم سنگ و پشم سنگ آهن (سرباره) قابل درک است. با این حال برخی از مواد به عنوان پشم های معدنی مورد مطالعه قرار گرفته اند. مطالعات علمی تعیید می کنند که در صورتی که روش های توصیه شده در زمینه تولید رعایت شود این مواد از جهت تولید ، نصب و استفاده کاملان بی ضرر هستند.

-آیا پشم سنگ یا پشم سنگ آهن (سرباره) باعث ایجاد سرطان در انسان می شوند؟

مطالعاتی که بر پایه آزمایش تمتام تاثیرات احتمالی پشم های معدنی و امنیت استفاده از آنها انجام شده نشان داده است که هیچ ارتباطی بین تماس داشتن با پشم سنگ و پشم سنگ آهن (سرباره) و بیماری های تنفسی و سرطان در انسان وجود ندارد. میزان زیاد این تحقیقات علمی تایید می کند که پشم سنگ و پشو سنگ آهن (سرباره) از نظر تولید ، نصب و به کارگیری کاملا بی ضرر هستند در صورتی که ضوابط توصیه شده در هنگام تولید رعایت شود. دارا بودن سه گواهینامه بین المللی شرکت پشم سنگ آهن (سرباره) ایران این مهم را تایید می کند.

 

استفاده های اصلی از عایق پشم سنگ آهن (سرباره) چه هستند؟

خصوصیات فیزیکی و شیمیایی عایق های پشم های معدنی که به عنوان پشم سنگ و پشم سنگ آهن (سرباره) شناخته شده هستند علت مهم استفاده از آنهاست. زیرا فیبر های آنها اشتعال ناپذیر هستند و نقطه ذوبی بیش از 2000 – 1800 درجه فارنهایت دارند. این عایق ها برای جلوگیری از گسترش آتش استفاده می شوند.
همانگونه که پوشش های سقفی اولیه و اسپری های ضد آتش با آتش مقابله می کردند پشم سنگ و پشم سنگ آهن (سرباره) این کار را به خوبی انجام می دهند.
مقاومت حرارتی فوق العاده این نوع عایق ها علت مهم استفاده آنها به عنوان عایق های مقاومتی ، عایق های لوله و سیستم های جریان دار لوله ای ، عایق های کشتی ، خانه های سیار ، تجهیزات پخت و پز خانگی و گستره وسیعی از مصارف دیگر است.
مضاف بر این استفاده از پشم سنگ و پشم سنگ آهن (سرباره) به عنوان یک وسیله برای پرورش گیاهان گلخانه ای افزایش زیادی در سال های اخیر داشته است.

 

پل حرارتی

thermal bridge 22

وقتی جداره یا دیواری به خوبی عایق نشده باشد، ممکن است بین محیطی که دما در آن کنترل می شود و محیط باز، مانند فضای داخلی ساختمان و فضای بیرون از ساختمان، اتصال حرارتی برقرار شود. این اتصال میتواند محل نفوذ و نشت حرارت از درون ساختمان به بیرون باشد. به چنین پدیده ای پل حرارتی میگویند.

پل حرارتی وقتی پدیدار می شود که مواد به خوبی عایق نشده باشند و به این ترتیب حرارت اجازه می یابد که از محلی که کمترین ضریب مقاومت حرارتی را دارد، انتقال پیدا کند. پل های حرارتی بیشتر در محل اتصالات و یا قسمت های فلزی ساختمان و همچنین جاهایی که به خوبی عایق کاری نشده باشند و یا کیفیت مواد عایق پایین باشد، پدیدار میشوند.

عایق کاری اطراف پل حرارتی، هر چقدر هم عایق کاری به خوبی انجام شده باشد، تاثیری در کاهش اتلاف حرارت نخواهد داشت چراکه حرارت باز از طریق پل حرارتی راه خود را به محیط باز پیدا خواهد کرد. بهترین روش، از بین بردن کامل پل حرارتی است. این کار را می توان با تغییرات ساختاری سازه و یا نصب لایه های عایق بین اتصالات و مقاطعی که ضریب انتقال حرارت بالا دارند، انجام داد.

از شناخته شده ترین پله های حرارتی می توان به موارد زیر اشاره کرد: Thermal-bridge 3

–          بالکن های بتونی که ادامه کف طبقه به بیرون از ساختمان هستند، به طوری که در بالا و پایین آنها پنجره های سرتاسری نصب می شوند، از معروف ترین پل های حرارتی در ساختمان ها به شمار می روند.

–          در سوله ها و سازه های تجاری، اعضای و قطعات فولادی که مستقیما با فضای داخلی در ارتباط هستند، گاهی به عنوان پل حرارتی عمل می کنند.

–          پل های حرارتی هندسی همچون محل اتصال صفحات عمود بر هم مثلا گوشه­های اتاق ها

–          اتصالات فلزی بین شیشه ها و دیواره های دو جداره، خود می توانند به عنوان پل حرارتی عمل کنند.

پل های حرارتی در همه ساختمان ها یافت می شوند. از بین بردن کامل همه پل های حرارتی در ساختمان، دشوار است. از طرفی مقدار اتلاف حرارت از طریق پل های حرارتی نیز مقدار قابل توجهی نیست. معمولا در ساختمان هایی که اصلا عایق نشده باشند، تنها 5% اتلاف حرارت از طریق پل حرارتی خواهد بود و 95% اتلاف حرارت از طریق سطوح داخلی ساختمان و سیستم تهویه انجام می شود. اما در ساختمان هایی که به خوبی عایق شده باشند، مقدار اتلاف انرژی از طریق پل حرارتی به 30% نیز می رسد. بهترین روش برای کاستن از اتلاف انرژی از طریق پل حرارتی در ساختمان های مسکونی، عایق کاری بسیار خوب کف هر طبقه است.

منبع :دانشنامه عایق ایران

محاسبه ضخامت عایق

تخمین مقدار حرارت از دست رفته و یا جذب شده

در حالت یک بعدی و حالت پایدار (Steady State) نرخ جریان حرارت از درون عایق را می توان از رابطه فوریه به شرح زیر بدست آورد:

q = – k.A.dT/dx

که:

q نرخ انتقال حرارت است (J/hr – ژول بر ساعت)

A مساحت مقطعی است که حرارت از آن عبور می کند.

k ضریب انتقال حرارت ماده عایق است (J/hr.m.0K – ژول بر ساعت متر درجه کلوین).

و dT/dx گرادیان دما در طول ضخامت عایق بوده و بیانگر اختلاف دما در دو طرف عایق می باشد.

برای سطوح تخت و ضخامت محدود، رابطه فوق را می توان به صورت زیر نوشت:

q = k.A. (T1-T2)/X

که:

X ضخامت عایق است (m).

T1 دمای ناحیه گرم تر (دمای یالاتر) بوده و T2 دمای ناحیه سرد تر (دمای پایین تر) است.

برای لوله ها و عایق های لوله ای، رابطه فوق به صورت زیر تبدیل می شود:

Q = k.A2. ((T1-T2) / (R2. Ln(R2/R1))

که:

R1 شعاع داخلی عایق لوله ای (m) و R2 شعاع خارجی عایق لوله ای (m) هستند.

A2 مساحت خارجی عایق لوله ای است (m2) – (با احتساب R2 به عنوان شعاع خارجی، A2 = 2πR2L که L طول عایق لوله ای است.)

به عبارت R2. Ln(R2/R1) گاهی ضخامت معادل لایع عایق نیز می گویند.

وقتی حرارت از طریق انتقال، به سطح خارجی عایق رسید، مکانیزم های انتقال حرارت به همرفت و تابش تغییر می کنند. معمولا فرض می شود که این مکانیزم ها، همزمان با هم عمل می کنند و بنابراین برای سطح باید ضریب ترکیبی از هر دو مکانیزم درنظر گرفته شود:

h= hc + hr

که:

hs ضریب انتقال حرارت ترکیبی است (J/hr.m2.0K)

hc ضریب انتقال حرارت همرفت می باشد (J/hr.m.0K)

hr ضریب انتقال حرارت تابشی از سطح است (J/hr.m.0K)

با فرض اینکه تابش، در همان دمای محیط رخ می دهد، مقدار جریان حرارت از سطح عبارت است از:

q = hs.A. (Tsurf – Tamb)

که:

Tsurf دمای سطح خارجی عایق و Tamb دمای محیط هستند.

ضریب انتقال حرارت تابشی hr را می توان از رابطه زیر تخمین زد:

hr = ε.σ. (Tsurf4 – Tamb4) / (Tsurf – Tamb)

که:

ε ضریب تابش سطح است.

σ ضریب ثابت بولزمان است و مقدار آن برابر 0.1714 * 10-8 (J/hr.m2.0K) می باشد.

مقدار ضریب تابش هر سطح عبارت است از نسبت مقدار تبش آن سطح به مقدار تابش جسم سیاه. ضریب تابش تابعی از جنس ماده، شرایط و پرداخت سطح و دما است. مقدار این ضریب را می توان از کتب انتقال حرارت و استانداردها و مشخصات فنی و فیزیکی مواد مختلف استخارج نمود. جدولی از مقدار ضریب تابشی مواد متدوال را در اینجا می توانید ملاحظه کنید.

همچنین ضریب انتقال حرارت همرفت hs بسته به شرایط مسئله و دمای محیط، با تجربه و آزمایش بدست می آید و رابطه دقیقی ندارد. اطلاعات عمومی در مورد تخمین ضریب hs را می توان در ASTM Practice C 680 و Fundamentals of Heat and Mass Transfer – DeWitt & Incropera یافت.

محاسبه ضخامت عایق

یکی از مسائلی که در عایق ها به وفور دیده می شود، محاسبه ضخامت مناسب عایق است به طوری که دما در سطح عایق به حد دلخواهی برسد. مثلا می خواهیم ضخامت عایق مخزنی را حساب کنیم به طوری که دمای داخل آن 3000C بوده و دمای سطح خارجی عایق به 800C برسد. دمای محیط نیز 200C است.

در انتقال حرارت به صورت حالت پایدار (Steady State)، مقدار حرارت جریان یافته از طریق انتقال از درون عایق برابر است با حرارتی که از سطح عایق به وسیله همرفت و تابش، محیط اطراف داده می شود. بنابراین:

qins = qsurf

و یا به عبارت دیگر:

(k/X).A. (Thot – Tsurf) = h.A. (Tsurf – Tamb)

که X ضخامت عایق است.

با مرتب کردن رابطه فوق برحسب X ، رابطه زیر را خواهیم داشت:

X = (k/h) [(Thot – Tsurf) / (Tsurf – Tamb)]

از آنجایی که بدست آوردن مقدار دقیق h دشوار است، در متون مهندسی، معمولا نسبت k/h را، که عبارت است نسبت ضریب انتقال حرارت عایق به ضریب سطحی عایق، تقریبا برابر 0.001 الی 0.01 درنظر میگیرند.

بنابراین با داشتن دماهای مطلوب و محیط و تقریب نسبت k/h می توان ضخامت عایق را محاسبه کرد. برای مثال فوق میتوان نوشت:

Thot = 3000C

Tsurf = 800C

Tamb = 200C

X = (0.0075) [(300-80) / (80-20)] ≈ 0.0275m = 27.5mm

البته نسبت k/h تایع جنس و ضخامت و سطح عایق است و درصورت امکان، بهتر است نسبت دقیق k/h مشخص شود.

منبع :دانشنامه عایق ایران

مقدمه عایق کاری حرارتی

اهمیت صرفه جویی در مصرف انرژی و هزینه های سنگین انرژی بر کسی پوشیده نیست. به طور متوسط بیش از 50% درآمد هر جامعه ای صرف تولید و یا خرید انرژی در آن جامعه شده و به طور متوسط 40% کل انرژی مصرفی، صرف سیستم های گرمایش و حرارتی می شود. عایق کاری و فرهنگ آن، در کشورهای توسعه یافته یک اصل در طراحی و یک الزام در ساخت و ساز محسوب می شود، درحالی که اهمیت این اصل در کشور ایران جدی گرفته نشده است. لیکن در سال های اخیر، با توجه به هزینه های روز افزون انرژی در ایران و جهان و به خصوص پس از برداشته شدن یارانه های انرژی، این مهم در بخش صنعتی و ساختمانی رشد چشمگیری داشته و فرهنگ عایق کاری حرارتی در کنار عایق های صوتی و ضدآتش، آینده ای امیدوار کننده در این زمینه را نوید می دهد.

عایق های حرارتی

rockwool1عایق حرارتی عبارتند از موادی که از نرخ انتقال حرارت بین سیستم های فیزیکی مختلف می کاهند و به عبارت ساده تر از تلاف انرژی گرمایی یک سیستم تا حد امکان جلوگیری می کنند.

همواره گرما از سیستم هایی که دمای بالاتری دارند به سیستم های با دمای کمتر، جریان می یابد و این پدیده اجتناب ناپذیر است. اما می توان نرخ این جریان را به شدت کاهش داد و این هدف اصلی عایق های حرارتی است. عایق های حرارتی مختلف برای جلوگیری ازمکانیزم های انتقال حرارت وجود دارند.

عایق کاری حرارتی، اتلاف انرژی حرارتی را در بناها، سازه ها و ساختمان ها و همچنین صنایع و تجهیزات به حداقل رسانده و پیرو آن، منجر به صرفه جویی در هزینه های انرژی می شود. معمولا مدت زمان بازگشت سرمایه گذاری در عایق کاری، کم تر از یک سال است.

همچنین، از طریق بهینه سازی مصرف انرژی و صرفه جویی در هزینه های انرژی از طریق عایق کاری، ظرفیت سیستم گرمایش و سرمایش مورد نیاز را نیز می توان کاهش داد و به این ترتیب از حجم سرمایه گذاری در سیستم های تهویه و گرمایش نیز کاسته می شود.

از دیگر مزایای عایق کاری می توان به کنترل دمایی بهتر، جلوگیری از یخ زدگی و شکست تجهیزات و بسته به نوع عایق، ایجاد مقاومت در مقابل صوت و آتش سوزی، اشاره کرد.

معمول است که در عایق کاری ساختمان و بناها، ضریب مقاومت گرمایی (R-value) عایق ها اهمیت دارد و بهینه بودن عایق با این پارامتر سنجیده می شود، در حالی که در عایق کاری تجهیزاتی چون اجاق ها، کوره ها، فرها و یا راکتورها، ضریب انتقال حرارت (k) و همچنین گرمای ویژه (C) پارامترهای مورد سنجش عایق ها محسوب می شوند، هرچند که ضریب انتقال حرارت (k)معکوس ضریب مقاومت حرارتی (R) می باشد.

عایق های حرارتی را می توان بر اساس شکل محصول نهایی، جنس ماده اولیه تشکیل دهنده عایق، ساختار مولکولی عایق و محدوده دمای کارکردی دسته بندی نمود.

مزایای عایق کاریgeneral chart 1

1- صرفه جویی در مصرف انرژی

2- کنترل دمای سطح برای حافظت و ایمنی

3- کنترل دمای فرآیند و پروسه

4- جلوگیری از میعان و یا تبرید برروی سطوح سرد

5- کاهش خطرات و آسیب به تجهزات و مقابله با آتش سوزی، خوردگی و ضربه

6- کاهش نویز

7- کاهش مصرف منابع طبیعی

مقدمه ای بر انتقال حرارت

انرژی حرارتی: یک سیستم ترمودینامیکی می تواند انرژی های متنوعی را در خود داشته باشد. انرژی حرارتی بخشی از انرژی داخلی کل یک سیستم ترمودینامیکی است که با دمای سیستم خود را نشان می دهد. وقتی انرژی حرارتی، به هر روش یا مکانیزم ممکن، منتقل می شود اصطلاحا به آن انتقال حرارت می گویند. انتقال حرارت عبارت است از تبادل انرژی حرارتی درون یک سیستم و یا میان سیستم های فیزیکی مختلف که با هم اختلاف دما دارند.

حرارت از طریق سه مکانیزم مختلف انتقال می یابد: هدایت (Conduction) – همرفت (Convection) – تابش (Radiation)

هر سه مکانیزم انتقال حرارت ممکن است همزمان در یک سیستم اتفاق بیافتند. لازم به ذکر است که روش چهارمی نیز برای انتقال حرارت وجود دارد که عبارت است از انتقال جرم. مثلا اگر یک جسم گرم از جایی به جای دیگری منتقل شود، طبیعتا انرژی حرارتی آن نیز به همراهش منتقل می شود. این مکانیزم انتقال حرارت در مباحث عایق و عایق کاری، کابردی نداشته و به آن نیز پرداخته نمی شود. همچنین در مکانیزم های تبدیل انرژی نیز ممکن است انرژی حرارتی بدست آید ولی در علوم ترمودینامیک، به طور جداگانه بررسی شده و در انتقال حرارت دنبال نمی شود.

علت انتقال حرارت درون یک سیستم یا بین سیستم های مختلف، اختلاف دما و یا به عبارتی اختلاف در سطح انرژی حرارتی است. همواره حرارت از سطح انرژی بالاتر (دمای بالاتر) به سطح انرژی پایین تر (دمای پایین تر) جریان می یابد تا به تعادل حرارتی برسند (قانون دوم ترمودینامیک).


تعاریف

عایق (Insulation):

عایق عبارت است از ماده ای که نرخ انتقال جریان ماده یا انرژی را بین دو فضا کاهش داده یا آن را کاملا مسدود میکند. مثلا عایق های حرارتی نرخ انتقال حرارت (انرژی گرمایی) را به میزان چشمگیری کاهش می دهند و یا عایق های الکتریکی از جاری شدن جریان برق جلوگیری می کنند. عمده ترین عایق ها، عایق های حرارتی، صوتی، ضد آتش، الکتریکی و رطوبتی هستند.

هدایت (Conduction)

عبارت است از انتقال حرارت از طریق تماس اجرام مختلف که با هم اختلاف دمایی دارند. هدایت بین هر دو سطحی که اختلاف دمایی داشته و به به صورت فیزیکی با هم در تماس باشند، اتفاق می افتد. نرخ انتقال حرارت به صورت هدایت، بستگی به جنس مواد و ضریب انتقال حرارت آنها و اختلاف دمای بین دو سطح دارد.

 

همرفت یا جابه جایی (Convection)

همرفت عبارت است از انتقال حرارت از طریق یک سیال مانند هوای پیرامون اجسام گرم و همچنین مایعات. هوا به عنوان اصلی ترین منبع انتقال حرارت به طریق همرفت شناخته می شود. در همرفت همواره هوای گرم به سمت هوای سرد جریان می یابد.

 

تابش (Radiation)

نور یکی از انواع انرژی است که اصطلاحا از طریق تابش، انتقال می یابد. در صورتی که نور به جسمی تابیده شود، آن جسم گرم می شود بدین معنی که انرژی نور در جسم تبدیل به حرارت می شود. همچنین، جسمی که نور می تاباند، گرما از دست می دهد. پس می توان نتیجه گرفت که تابش یکی از راه های انتقال حرارت است. بارزترین مثال رسیدن گرمای خورشید به زمین است، چراکه چون بین زمین و خورشید اتمسفری وجود ندارد (و تقریبا خلا است)، تنها راه انتقال حرارت از خورشید به زمین تابش بوده و هدایت و همرفت امکان پذیر نیستند.radiation efffected 1 JPG

منبع :دانشنامه عایق ایران

[portfolio_slideshow ]

نوشته‌های تازه

بایگانی

دسته بندی