freakpp019

36

Doboru materiału izolacyjnego dokonuje się, rozważając wpływ różnych czynników na jego przewodność oraz charakterystykę i własności. Przykładowo, materiał izolacyjny traci swoje własności, jeżeli zawiera pewne ilości wolnej, nie zv»ńązanej wody. Woda wskutek doprowadzenia ciepła może odparowywać z powierzchni jednej ścianki i wykraplać się na powierzchni sąsiedniej ścianki. Ten proces, zwany dyfuzją pary wodnej, charakteryzuje się wymianą ciepła i masy oraz powoduje wzrost X._ef. W celu zabezpieczenia się przed wpływem wilgoci na efektywny współczynnik przewodzenia ciepła materiału izolacyjnego należy stosować impregnowanie, np. zamykanie porów w styropianie stearyną, oraz izolację przeciwwilgociową.

Na części silników lotniczych, rakiet i turbin gazowych, elementy grzejne, świece do silników spalinowych wykorzystuje się spieki ceramiczne. Są to spieki: tlenków, siarczków, węglików, azotków, borków i krzemków z ewentualnymi dodatkami, ułatwiającymi formowanie. Spieki ceramiczne charakteryzują się wysoką temperaturą topnienia, dużą odpornością na korozyjne i erozyjne działanie gazów o wysokiej temperaturze, dużą twardością, wytrzymałością na ściskanie i kruchością. Ogólnie cechuje je brak jednorodności fizycznej oraz porowatość. Dane niektórych spieków ceramicznych zawiera tab. 2.2.

Tabela 2.2. Własności i zastosowanie niektórych spieków ceramicznych

Materiał	Temperatura topnienia	P	X	Zastosowanie
	°C	kg/m^3	W/(mK)
Korund (spiekany tlenek aluminium - A1,03)	2040	3750-3950	40	izolatory świec zapłonowych, pokrycia łopatek turbin gazowych, dysz wylotowych silników odrzutowych
Spiekany tlenek berylu; - BeO	2750	2700-3025	157	elementy silników lotniczych, głowice rakiet i pocisków
Ceramika litowa (mieszanina LiO,, Al-,0, i SiO,)	-	2340 lub 1600 (porowaty)	-	pokrycia łopatek turbin, wykładziny dysz silników odrzutowych

2.2. Podstawowe zależności dotyczące przewodzenia ciepła przez ściankę walcową jedno- i wielowarstwową

2!akłada się, że przepływ ciepła przez rurę, o przekroju okrągłym i nieskończonej długości, jest ustalony w czasie, temperatura zaś na powierzchni wewnętrznej i zewnętrznej jest stała; temperatura zmienia się tylko w kierunku promieniowym (rys. 2.3). W tym przypadku gęstość strumienia cieplnego

q =

Q ,4

— * idem A

(2.1)

i zmienia się pomimo stałej mocy cieplnej Q, gdyż w kierunku przewodzenia ciepła zmienia się powierzchnia:

A = 27irL    (2.2)

Moc cieplna, przewodzona przez ściankę cylindryczną o elementarnej grubości dr,

•    . . dT .. dT

Q = -AA— = -2 7t AL r— = idem dr    dr

(2.3)

Rys. 2.3. Przewodzenie ciepła przez ściankę walcową