energsecurityНадежность и безопасность энергетикиSafety and Reliability of Power Industry1999-55552542-2057ООО «НПО Энергобезопасность»10.24223/1999-5555-2017-10-2-143-149energsecurity-373Research ArticleИССЛЕДОВАНИЯ, ПРОЕКТИРОВАНИЕ, РАСЧЕТЫENGINEERING, RESEARCH AND CALCULATIONSЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ТЕПЛОВОЙ ИЗОЛЯЦИИ ТЕПЛОВЫХ СЕТЕЙ C ПРИМЕНЕНИЕМ ТОНКОПЛЕНОЧНЫХ ПОКРЫТИЙ.EXPERIMENTAL DETERMINATION OF EFFECTIVENESS OF THERMAL INSULATION OF XPERIMENTAL DETERMINATION OF EFFECTIVENESS OF THERMAL INSULATION OF HEATING NETWORKS INVOLVING APPLICATION OF THIN-FILM COATINGSЗакироваИ. А.ZakirovaI. A.

ул. Красносельская, 51, 420066, г. Казань

str. Krasnoselskaya, 51, 420066, Kazan

ilmira-07@mail.ruЧичироваН. Д.ChichirovaN. D.

ул. Красносельская, 51, 420066, г. Казань

str. Krasnoselskaya, 51, 420066, Kazan

ФГБОУ ВО «Казанский государственный энергетический университет»РоссияKazan State Power Engineering UniversityRussian Federation201711072017102143149Copyright © Закирова И.А., Чичирова Н.Д., 20172017Закирова И.А., Чичирова Н.Д.Zakirova I.A., Chichirova N.D.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.sigma08.ru/jour/article/view/373

Целью данной работы является экспериментальная оценка теплофизических характеристик в теплоизоляционной конструкции с нанесенным тонкопленочным покрытием, таких, как кондуктивная теплопроводность, излучение и конвекция, оценка степени влияния каждой составляющей на снижение плотности теплового потока. Проведены экспериментальные исследования по определению коэффициента теплопроводности, интегрального коэффициента излучения и воздухопроницаемости теплоизоляционной конструкции. Исследование теплопроводности теплоизоляционной конструкции с тонкопленочным покрытием проводилось с использованием методики стационарного теплового потока, проходящего через исследуемый образец теплоизоляционной конструкции. Исследование теплового излучения теплоизоляционной конструкции с тонкопленочным покрытием заключалось в определении интегрального коэффициента излучения радиационным методом. Воздухопроницаемость теплоизоляционной кон- струкции с нанесенным тонкопленочным покрытием определялась методом, в основе которого лежит установление времени прохождения определенного объема воздуха через исследуемый образец при известном давлении воздуха. Представлены результаты влияния тонкопленочного покрытия в конструкции тепловой изоляции трубопроводов тепловых сетей на снижение потерь тепла за счет уменьшения плотности тепловых потоков. Установлено, что наибольшее влияние на снижение плотности тепловых потоков оказывает воздухопроницаемость теплоизоляционного материала после нанесения на его поверхность тонкопленочного покрытия, что в целом обеспечивает повышение эффективности и надежности теплоизоляционных конструкций трубопроводов в системах теплоснабжения.

 

The purpose of the paper is experimental evaluation of thermal characteristics in a heat insulating structure with a thin fi lm coating applied onto the same, such as conductive heat transmission capacity, radiation and convection, assessment of the extent of infl uence of each component on reducing heat fl ux density. Experimental studies have been held on determination of thermal conductivity factor, integral factor of emissivity and air permeability of the heat insulating structure. Investigation of thermal conductivity of the heat insulating structure with a thin fi lm coating has been carried out using the method of continuous heat fl ux passing through a sample of heat insulating structure under study. Investigation of thermal radiation of the heat insulating structure with a thin film coating consisted in determining the integral emissivity factor by the radiation method. The air permeability of the heat insulating structure with a thin fi lm coating has been determined by a method based on establishing the time of passage of a certain amount of air through the sample at a known air pressure. The results are presented of the infl uence produced by the thin fi lm coating in the design of thermal insulation of pipelines of heat networks on reducing heat losses through reducing heat fl ow density. It is found that the greatest eff ect on reducing heat fl ow density is produced by air permeability of the thermal insulation material after application of the thin fi lm coating to its surface, which generally enhances the effi ciency and reliability of thermal insulation structures of pipelines in heat supply systems.

 

энергосбережениетепловые сетитепловые потеритеплоизоляциятонкопленочные покрытиятепловые потокиenergy effi ciencyheating networksheat lossesthermal insulationthin fi lm coatingsheat flowsReferencesФЗ №261 «Об энергосбережении и повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации» от 23.11.2009 г.Federal law №. 261-FZ of November 23, 2009 «On energy saving and increasing energy effiiency and on introducing amendments to certain legislative acts of the Russian Federation» (in Russian).Указ Президента Российской Федерации №899 «Об утверждении приоритетных направлений развития науки, технологий и техники в Российской Федерации и перечня критических технологий Российской Федерации» от 07.07.2011 гPresidential Decree №. 899 of July 07, 2011 «On the approval of priority directions for the development of science, technology and technology in the Russian Federation and the list of critical technologies of the Russian Federation» (in Russian).Беляйкина И. В. и др. Водяные тепловые сети: Справочное пособие по проектированию. М.: Энергоатомиздат, 1988. 376 с.Belyaykina I. V. Water heating networks: A reference book on designing. Moscow: Energoatomizdat, 1988. 376 p. (in Russian).Кузнецов Г. В., Половников В. Ю. Оценка масштабов тепловых потерь подземных канальных теплопроводов в условиях деформации слоя тепловой изоляции. Промышленная теплотехника. – 2012. – Т. 34. – №3. – с. 61–66.Kuznetsov G. V, Polovnikov V. Yu. Estimation of the scale of thermal losses of underground channel heat pipes in conditions of deformation of the thermal insulation layer. Industrial heat engineering, 2012, №3 (T. 34.), p.р. 61–66 (in Russian).Ильин Р. А. Оценка тепловых потерь в тепловых сетях при применении жидкокристаллической изоляции. Теплоэнергетика. – 2015. – №7. – с. 76–80.Il'in R. A. Estimation of heat losses in heat networks when using liquid-crystal insulation. Heat power engineering, 2015, №7, p.р. 76– 80 (in Russian).Рыженков В. А., Парыгин А. Г., Прищепов А. Ф., Логинова Н. А. О повышении эффективности теплоизоляции трубопроводов и оборудования отечественных систем теплоснабжения. Энергосбережение и водоподготовка. – 2009. 6(62). – С. 48–49.Ryzhenkov V. A., Parygin A. G., Prishchepov A. F., Loginova N. A. On increasing the effiiency of thermal insulation of pipelines and equipment of domestic heat supply systems. Energy saving and water treatment, 2009, №6 (62), p.р. 48–49 (in Russian).Гребнева О. А., Новицкий Н. Н. Оптимальное планирование и обработка результатов испытаний тепловых сетей на гидравлические и тепловые потери. Теплоэнергетика. – 2014. – №10. С. 62–67.Grebneva O. A., Novitskiy N. N. Optimal planning and processing of test results of heat networks for hydraulic and thermal losses. Heat power engineering, 2014, №10, p.р. 62–67 (in Russian).Гурьев В. В. Тепловая изоляция в промышленности. Теория и расчет / Гурьев В. В., Жолудов В. С., Петров-Денисов В. Г. – М.: Стройиздат, 2003. – 416 с., ил.Guryev V. V. Thermal insulation in industry. Theory and calculation / Guriev V. V., Zholudov V. S., Petrov-Denisov V. G. Moscow: Stroyizdat, 2003, 416 p., pic. (in Russian).Титаренко Н. Н., Дворников П. А., Ковтун С. Н., Павлов А. В., Рощин Н. Г., Матвеев Е. Л. Определение параметров проницаемости волокнистых пористых материалов. Известия вузов. Ядерная энергетика. – 2012. №3. – С. 155–163.Titarenko N. N., Dvornikov P. A., Kovtun S. N., Pavlov A. V., Roshchin N. G., Matveev E. L. Determination of permeability parameters of fi brous porous materials. Proceedings of universities. Nuclear energy, 2012, №3, p.p 155–163 (in Russian).ИТС-1 Измеритель теплопроводности. Руководство по эксплуатации. ИТСМ.001.00.РЭ.ITS-1 Thermal conductivity meter. Manual. ITSM.001.00.RE. (in Russian).Архипов В. А., Жарова И. К., Татаринцева О. С., Кузнецов В. Т., Гольдин В. Д. Измерение коэффициента излучения поверхности конструкционных и теплоизоляционных материалов. Ползуновский вестник. – 2010. №4-1. – с. 233–236.Arkhipov V. A., Zharova I. K., Tatarintseva O. S., Kuznetsov V. T., Goldin V. D. Measurement of the radiation coeffi cient of the surface of structural and heat-insulating materials. Polzunovsky Herald, 2010, №4–1, p.p. 233–236. (in Russian).Андрианов К. А. Строительная физика: метод. указ. / сост.: Андрианов К. А., Матвеева И. В., Макаров А. М. – Тамбов: Изд-во Тамбов. гос. техн. ун-та, 2007. – 64 с.Andrianov K. A. Building physics: method. decree. / Comp: Andrianov K. A., Matveeva I. V., Makarov A. M. – Tambov: Publishing house of Tambov. State. Tech. University, 2007, 64 p. (in Russian).Половников В. Ю., Ярошенко Р. С. Исследование проницаемости волокнистых теплоизоляционных материалов / Издательство ТПУ: Труды II Всероссийской научно-практической конференции. Теплофизические основы энергетических технологий. – 2011. С. 300–303.Polovnikov V. Yu., Yaroshenko R. S. Investigation of permeability of fi brous heat-insulating materials / TPU Publishing House: Proceedings of the II All-Russian Scientifi c and Practical Conference. Thermophysical fundamentals of energy technologies, 2011, p.p. 300–303. (in Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.