18.7. ВАКУУМНАЯ ИЗОЛЯЦИЯ
Факт уменьшения теплопроводности из-за наличия температурного скачка широко используется в технике для осуществления вакуумной и вакуумнопорошковой изоляции.
Если разрежение таково, что для переноса тепла существенны еще молекулярные столкновения, то теплообмен подчиняется зависимости (18.3.6). При свободно-молекулярном переносе тепла между плоскими стенками справедлива формула (18.2.18).
В криогенной технике широкое распространение получила вакуумнопорошковая многослойная изоляция. Эффективная теплопроводность порошковой изоляции, как видно из рис. 18.14, при снижении давления от атмосферного до 0,1 Па уменьшается более чем на порядок. Причем влияние температурного скачка сказывается на коэффициенте теплопроводности для магнезии уже при атмосферном давлении, для силикоаэрогеля — при более высоких давлениях, а для мипоры — при давлении кПа.
Объясняется это тем, что перенос тепла газом, заполняющим порошок, происходит в переходном свободно-молекулярном режиме при высоких давлениях, так как число в порах велико. Поэтому даже неглубокая откачка существенно увеличивает тепловое сопротивление.
Рис. 18.14. Кажущаяся теплопроводность порошковых теплоизоляторов в интервале температур 78—290 К: 1 — магнезия: 2 — мипора; 3 — силикоаэрогель
Лучшие образцы многослойной изоляции при давлении меньше 0,133 Па имеют значения эффективного коэффициента теплопроводности порядка , что уже приближается к свойствам высоковакуумной изоляции с экранированием жидким азотом.
СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1. Газовая динамика. Сб. статей. Пер. с англ. и нем. М., Изд-во иностр. лит., 1950.
2. Газодинамика разреженных газов (Тр. I Междунар. конф. по динамике разреженных газов, 1959). Пер. с англ. и франц. М., Изд-во иностр. лит., 1963.
3. Дэшман С. Научные основы вакуумной техники. Пер. с англ. М., «Мир», 1964.
4. Заварзина И. Ф. Экспериментальные исследования локальных тепловых потоков на сфере и сферическом притуплении осесимметричного тела.—«Изв. АН СССР. Механика жидкости и газа», 1970, № 4, с. 157.
5. Каганер М. Г., Глебова Л. И. Теплопроводность изоляционных материалов под вакуумом.— «Кислород», 1959, № 1, с. 13.
6. Кайт Дж., Мэдден А., Пайрет Е. Теплопередача естественной конвекцией при пониженном давлении.— В кн.: «Механика». Сб. переводов, 1955, № 1, с. 29.
7. Ребров А. К. Теплообмен при свободном движении около горизонтального цилиндра в разреженном воздухе.— «Инж.-физ. журн.», 1961, т. 4, 9, с. 32.
8. Теплообмен в лобовой точке затупленного тела, обтекаемого сверхзвуковым разреженным потоком азотно-водородной смеси. — «Жури, прикл. механ. и техн. физ.», 1973, №6, с. 88. Авт.: А. А. Бочкарев, В. А. Косинов, В. Г. Приходько, А. К. Ребров.
9. Шидловский В. П. Введение в динамику разреженного газа. М., «Наука», 1965.