і багатошарової ізоляції має бути приблизно в 100 разів нижче, ніж при вакуумно-порошкової ізоляції. Причиною є порівняно великі розміри пустот в багатошаровій ізоляції, що представляють собою зазори між сусідніми шарами. Зменшення цих зазорів шляхом більш щільного укладання ізоляції призводить до зростанню коефіцієнта теплопровідності за рахунок збільшення контактного теплообміну між екранами і прокладками.
Проблема може бути вирішена, якщо заповнити зазори між екранами тонкодисперсним теплоізоляційним порошком. При такому поєднанні перенесення тепла випромінюванням буде затримуватися екранами, а перенесення тепла газом різко знизиться вже при низькому вакуумі завдяки наявності тонкодисперсного порошку. Провідність по твердому тілу для таких порошків, як аерогель і перлітова пудра, також дуже мала. На практиці такий варіант ізоляції в чистому вигляді не може бути реалізований. Якщо б навіть і вдалося спочатку змонтувати екрани, не допускаючи контактів між ними шляхом засипки порошку, то при вакуумуванні і перевезенні вироби неможливо було б уникнути часткового переміщення порошку і появи контактів між екранами. Тому екрани спочатку потрібно монтувати з прошарками між ними, тобто виготовити звичайну багатошарову ізоляцію, після чого заповнити зазори між шарами порошком.
Ще в СРСР проведені дослідження такого виду ізоляції. Після визначення залежності коефіцієнта теплопровідності від тиску повітря для багатошарової ізоляції (Крива 2 на рис. 70) простір між шарами заповнювалося порошком і знову перебувала залежність теплопровідності від тиску (крива 3 на рис. 70).
В
Коефіцієнт теплопровідності при засипці перлітової пудри знизився приблизно в 3 рази в області тисків 0,1 -10 н/м2. Він досяг 0,1 при тиску 0,5 н/м2, тоді як при чисто багатошарової ізоляції таку величину вдається отримати, як правило, при тисках нижче 0,05 н/м2. Таким чином, застосування комбінованої багатошарово-порошкової ізоляції доцільно в тих випадках, коли важко підтримувати протягом тривалого часу високий вакуум, наприклад, в судинах для зріджених газів з відносно високою температурою кипіння, зокрема, для рідкого кисню.
В
багатошаровість-порошкове ізоляція має і додаткові переваги, які проявляються при використанні її в промислових судинах. По-перше, засипка порошку зменшує приплив тепла через зазори в стиках між окремими пакетами (матами) багатошарової ізоляції і приплив тепла через торці пакетів. По-друге, тепловий потік додатково зменшується внаслідок заповнення порошком вільного простору, не зайнятого багатошаровою ізоляцією. Цей ефект може бути досить істотним, оскільки вільний простір має часто з конструктивних міркувань (розміщення опор, труб, зручності монтажу) навіть більший обсяг, ніж обсяг, зайнятий багатошаровою ізоляцією. По-третє, має місце додаткове зменшення теплового потоку внаслідок ефективного ізолювання порошком опор, підвісок і труб, що розміщуються в ізоляційному просторі.
Порівняльні випробування багатошарової і багатошарово-порошкової ізоляції були проведені на посудині ємністю 320 дм3
В
Посудина являє собою вертикальний кругової циліндр діаметром 800 мм і висотою 750 мм з еліптичними днищами. Відстань між стінками циліндричної частини кожуха і судини становить 93 мм. Посудина закріплений в кожусі на двох опорах з текстоліту.
Приплив тепла по опорах і трубах був знайдений шляхом визначення втрат від випаровування з посудині з ізоляцією з аерогеля при різних тисках в ізоляційному просторі. У цих і наступних випробуваннях в посудину заливали рідкий кисень або рідкий азот. Експериментально отримана величина 7,1 вт близька до обчисленої. p> Посудина ізолювали розміщеними у два ряди матами з 10 екранів алюмінієвої фольги з прокладками з склополотна ЕВТІ. Після випробувань посудини з багатошаровою ізоляцією в міжстінний простір засипали аерогель і знову визначали втрати від випаровування при різних тисках повітря в міжстінному просторі. Аналогічні випробування були проведені при засипці перліту в міжстінний простір з багатошаровою ізоляцією.
Втрати кисню від випаровування в посудині з багатошаровою ізоляцією при тиску 0,027 н/м2 склали 0,305 кг/год або 2,0% на добу, а при ізоляції з аерогеля 0,312 кг/год або 2,05% на добу. Відсутність помітної різниці у величині втрат пояснюється порівняно малою товщиною багатошарової ізоляції (20 екранів при ширині межстенного простору 93 мм). Застосування багатошарово-порошкової ізоляції з засипанням перліту дозволило знизити втрати кисню від випаровування до 0,165 кг/год або 1,08% на добу при тиску 1,46 н/м2. Питомий тепловий потік через ізоляцію зменшився в 3 рази (рис. 71) навіть при тиску на порядок вище в порівнянні з багатошаровою ізоляцією.
Таким чином, багатошарово-порошкове ізоляція поєднує достоїнства порошкової і багатошарової ізоляцій і дозволяє досягти ефективності багатошарової ізоляції при порівняно високих тиск...
