Тепловая изоляция

При создании и эксплуатации летательных аппаратов возникает необходимость уменьшить тепловые потоки от некоторых их элементов во внешнюю среду или, наоборот, из внешней среды к ним. Для этого на стенки, окружающие эти элементы конструкции, наносится снаружи (иногда изнутри) слой материала с низким коэффициентом теплопроводности (теплоизолятор).

Для теплоизоляции ёмкостей, предназначенных для хранения жидкого водорода, кислорода и других криогенных веществ, применяются вакуумно-порошковые прослойки, у которых коэффициент теплопроводности достигает значений 0, 001…0, 0003 Вт/(м× К).

Определим толщину теплоизоляционного покрытия, необходимого для уменьшения тепловых потерь q до заданного (допустимого) значения.

Рассмотрим плоскую стенку толщиной , покрытую тепловой изоляцией (рис. 4.3 а). Температуры изолируемой и внешней среды соответственно равны и , а коэффициенты теплоотдачи - и . Известны коэффициенты теплопроводности стенки и изоляции . Тепловое сопротивление контакта будем считать отсутствующим (R .

Рис. 4.3. Тепловая изоляция плоской стенки

По заданному значению может быть определено потребное (допустимое) значение коэффициента теплопередачи для стенки с тепловой изоляцией k .

Так как рассматривается двухслойная стенка, то

k

Отсюда находится необходимая толщина теплоизоляционного покрытия для плоской стенки .

Видно, что для плоской стенки, чем толще слой изоляции и чем меньше коэффициент теплопроводности изолирующего материала, тем меньше коэффициент теплопередачи через стенку.