Увлажнение изоляции
Увлажнение изоляции происходит за счет капиллярного всасывания свободной влаги и диффузии водяных паров под действием разности их парциальных давлений в наружной среде и охлаждаемом помещении.
Сильное увлажнение повышает коэффициент теплопроводности изоляционного материала в несколько раз прежде всего из-за проникновения влаги в самые мелкие поры материала и образования в них тепловых мостиков (теплопроводность воды в 15—20 раз выше теплопроводности воздуха). При определенных условиях -скапливающаяся влага в изоляции конденсируется, вызывая гниение деревянных частей конструкции, а при замерзании —разрушение изоляционного материала и ограждения.
Условия возникновения конденсации зависят от взаимного расположения по толщине изоляции кривой парциального давления насыщенных паров в воздухе [Pп΄΄=f(δ)] и кривой парциального давления паров, диффундирующих через изоляционный слой pп = f(δ) (рис. 4.5). Кривая насыщенных паров Pп΄΄=f(δ) определяет максимальную степень насыщения воздуха влагой по толщине изоляции при соответствующей температуре ti. Согласно закону теплопередачи температура ti распределяется линейно по •толщине однородного изоляционного слоя:
ti = tиз.н - q(δii/λi) (4.3)
где ti — температура в i-м сечении изоляции, К; tиз.н. — температура наружной стенки изоляции, К; q — удельный тепловой поток через изоляционный слой, Вт/м2; δi— толщина слоя, соответствующая i-му сечению, м; λi, — коэффициент теплопроводности слоя, Вт/ (м- К).
Температура tиз.н наружной и внутренней tиз вн поверхности изоляции
tиз .н = tн – kиз(tн – tвн)1|αн (4 4)
tиз .вн = tвн – kиз(tн – tвн)1|αвн (4 5)
где tн,tвн— температура соответственно наружного воздуха и воздуха в охлаждаемом помещении, К; kиз — коэффициент теплопередачи изолирующего слоя,. Вт/(м2-К); αи, αвн — коэффициенты теплопередачи со стороны наружной в внутренней поверхности изоляции, Вт/(м2-К).
Таким образом, зная температуру наружного воздуха tни воздуха объекта охлаждения tвн, по формулам (4.3) — (4.5) можно найти распределение температуры ti по толщине изоляционного слоя (рис. 4.5, а), а следовательно, и распределение насыщенных паров Pп"=f (б) по толщине изоляции (рис. 4.5, б, в] (используя таблицы водяного пара).
Поток водяного пара Wn (кг/м), диффундирующий через однородную стенку,
Wп = (μ/δ)F(pн – pвн) (4 6)
где μ — коэффициент паропроницаемости однородной стенки толщиной δ; F —-площадь поверхности стенки, м2.
Из условия стационарности потока водяного пара, диффундирующего через стенку,
Wn/ F = (μ/δ) (pн – pвн) = (μ/δi) (pн – pпi) (4 7)
где раi — парциальное давление водяного пара в i-м сечении.
Из (4.7) следует
Pпi = pн - (4 8)
Рис. 4.5. Изменение параметров влажного воздуха в изолирующей стенке
Выражение (4.8) показывает, что Pп=f (δ) для однородной стенки в координатах δ — р изменяется по линейному закону (см. рис. 4.5, б, в).
Возможны два случая взаимного расположения кривых рп" = f(δ) и pп = f(δ):
а) кривые рп" = f (δ) и pn=f (δ) не пересекаются (см. рис. 4.5,б), т. е. рпi">рпi для любых сечений. В этом случае конденсации не будет;
б) на некотором участке рп"<рп (см. рис. 4.5, в).
Тогда имеется участок, в котором может происходить конденсация. Он определяется путем проведения касательных к кривой pп΄'=f (δ) из точек рн и рвн. Слой изоляции толщиной ef называется зоной конденсации.
Для устранения зоны конденсации в изолирующей конструкции предусматривают пароизоляционный слой, размещение которого с теплой стороны ограждения позволяет снизить парциальное давление диффундирующих паров воды и избежать конденсации (рис. 4.6, б).
В случае установки пароизоляционного слоя с холодной стороны (со стороны охлаждаемого помещения) парциальное давление диффундирующих паров существенно повышается (рис. 4.6, в), в связи с чем увеличивается и зона конденсации. Однако иногда для защиты изоляции от воды, выделяющейся в объектах охлаждения при некоторых технологических процессах, паро- и гидроизоляцию устанавливают и с холодной стороны.
Рис. 4.6. Влияние пароизоляции на зону конденсации в изолирующей стенке:
а —без пароизоляции; б — пароизоляция с теплой стороны ограждения; в - то же с холодной стороны ограждения; ( е - f) - зона конденсации.
Гидроизоляционное покрытие не всегда предохраняет изоляцию от увлажнения, а лишь резко уменьшает возможность проникновения в нее паров воды. Кроме того, наличие различных неплотностей, трещин и т. д. еще более снижает паро- и гидросопротивляемость изоляционной конструкции, Так, трещина размером 25Х2,5 мм в пароизоляционном слое снижает его сопротивляемость диффузии водяных паров почти в 3 раза.
Для осушения изоляции иногда применяют специальные установки — дегидраторы. Их действие заключается в удалении влаги из изоляции до момента ее конденсации. С этой целью в изоляционной конструкции, непосредственно за зашивкой, располагают осушающие слои с каналами (рис. 4.7), по которым прокачивается сухой воздух. Движущийся воздух поглощает влагу, благодаря чему диффундирующие водяные пары с теплой стороны не могут стать насыщенными.
Рис. 4.7. Устройство осушающих слоев: борта (а) и второго дна (б):
1-изоляционный материал; 2 - осушающий слой; 3 — гидроизоляционная бумага; 4 - зашивка; 5 - Z-образные пластины
Таким образом исключается конденсация водяных паров. Применение дегидраторов позволяет уменьшить толщину изоляции и тем самым увеличить объем рефрижераторных трюмов примерно на 5%. Наиболее эффективно их используют при перевозке неохлажденных грузов и при работе судна в тропиках.
При отсутствии дегидраторов и признаках сильного увлажнения изоляции на практике иногда проводят нижние сверления в изоляционной конструкции, отогревают ее, спускают воду и затем тщательно заделывают отверстия битумной мастикой, краской или другим пригодным для этих целей материалом.
Дата добавления: 2016-06-29; просмотров: 3371;