Теплоизолирующий полимер

[proxy3d]

Что мешает поставить простой эксперимент: вместо нитиноло подобрать термопарные проволочки, близкие по теплофизическим свойствам нитинолу (например никель-нихром), покрыть термоизолятором, завулканизировать в резине снять график изменения температуры. поэспериментировать с толщиной и материалом изоляции? Это намного достовернее расчётов.

это хороший совет, но уже когда изолятор выбран и выбраны параметры. чтобы сравнить теорию и реальность. Главная причина расчетов - это решить на сколько реально использования аэрогеля или других материалов в данных условиях. Так как срок изготовления и доставки аэрогеля порядка 2 месяцев. Поэтому я и просчитываю решение, параллельно думая о решении данной задачи другим методом (возможно с совмещением с этим). Это возврат нитинола в нужную форму в момент охлаждения при вулканизации резины. Резина охлаждается нитинол тоже - а его можно вернуть к первоначальным свойствам. Проблема тут другая, при сильном охлаждении резина становится упругой не даст нитинолу уже вернуться в нужную форму, то есть резина уже стала упругой, а нитинол еще не остыл.

Я могу лишь варьировать параметрами - например один их типов нитинола с горячей температурой активизации:

температура активации 88 градусов

темпер. завершения активации 98 градусов

температура начала расслабления 72 градуса

темпр. окончания расслабления 62 град

 

для низкотемпературного :

 

температура активации 68 градусов

темпер. завершения активации 78 градусов

температура начала расслабления 52 градуса

темпр. окончания расслабления 42 град

[Sovetnik]

уже ошибка, плотность аэрогеля 0.020 – 0.100 g cm ⁼ 1 кг/м³ и даже меньше

Вы, как уже было, не дружите с размерностью:

0,020 - 0,1 г/см³ = 20 - 100 кг/м³

[proxy3d]

Вы, как уже было, не дружите с размерностью:

0,020 - 0,1 г/см³ = 20 - 100 кг/м³

все.. это я уже перегрелся. извините. 1 г/см3 = 1000 кг/м3, конечно же это 20-100

[proxy3d]

Попробовал Elcut. Что то видимо не то сделал. Просто показал градиент распределения температур. Некоторых свойств материала найти проблематично. Вводил три окружности - резина, аэрогель и нитинол. Задал значения границ и фигур. Значения во времени получились абсурдные. Возможно на ночь глядя на путал что то. Попробую лучше сделать ручной расчет - для меня так надежней. Тем более цель не точные значения, а порядковые.

Так и не понял как вы получили 3 секунды нагрева? можно картинку объекта и распределения температуры?

[Sovetnik]

Распределение температуры на 10-ой секунде.

 

Резину рисовать не нужно.

Две окружности - внутри нитинол, снаружи - теплоизоляция.

В нестационарной задаче теплопроводности на внешней границе теплоизоляции задается температура равная 100 С.

Но предварительно создается точно такая же модель для стационаоной задачи теплопроводности, где на внешней границе задается 20 С. При ее решении 20 градусов будет во всех слоях - это исходная задача, которую нужно будет потом связать с нестационарной.

[proxy3d]

Я вот думаю, этой термопары достаточно, чтобы измерить температуру внутри изолятора при вулканизации? или эта термопара не подойдет?

http://dx.com/p/usb-thermocouple-measurement-device-66778?item=1

[proxy3d]

Резину рисовать не нужно.

Две окружности - внутри нитинол, снаружи - теплоизоляция.

Пробую сегодня пересчитать, как вы написали. Но у меня вопрос, почему не нужно задавать резину и нитинол? В данном случае важна только граничащая температура?

Изменено 7 Ноября, 2012 в 13:01 пользователем proxy3d

[Sovetnik]

Нитинол нужно задать (диаметр).

 

Резину не нужно для упрощения расчета.

Просто задаемся температурой снаружи теплоизоляции, считая что вся резина уже прогрета до этой температуры.

 

Но на самом деле прогрев нитинола начнется гораздо раньше - по мере повышения температуры резины.

Чтобы посчитать с резиной, нужно знать ее толщину, а также температуру, которая поддерживается снаружи резины во время вулканизации. Ну и нужны все ее теплофизические характеристики: теплопроводность, теплоемкость, плотность.

[proxy3d]

Нитинол нужно задать (диаметр).

 

Резину не нужно для упрощения расчета.

Просто задаемся температурой снаружи теплоизоляции, считая что вся резина уже прогрета до этой температуры.

 

Но на самом деле прогрев нитинола начнется гораздо раньше - по мере повышения температуры резины.

Чтобы посчитать с резиной, нужно знать ее толщину, а также температуру, которая поддерживается снаружи резины во время вулканизации. Ну и нужны все ее теплофизические характеристики: теплопроводность, теплоемкость, плотность.

 

 

Некоторые типы резины которые у меня есть - стойкие к внешней среде и их можно вулканизировать без вакуумной камеры.

Другие типы наоборот, только в вакуумной но и температура вулканизации меньше.. ну и натуральный каучук.. температура вулканизации маленькая - зависит от добавок. Синтетический силикон = у него холодная вулканизация.

Поэтому Hypolon который вулканизируется при 158 градусах, можно после нагрева залить.

Вообще в среднем процесс вулканизации - это нагрев вулканизатора минут 30 мин, затем 4 мин на каждый мм резины.

В силу того что тут от 0.5 мм до 5 мм резины, то получаем 2-20 минут. Время нагрева вулканизатора опускается, так как процесс происходит за счет заливки для стойкой резины и небольшой температурой нагрева для менее стойкой резины.

Но под действием самого вулканизатора резина все равно находиться 2-20 минут. На остывание разное время. Тут пробую экспериментально посмотреть, можно ли во время остывания задать нужную форму нитинолу - тогда остывание естественным путем. Иначе придется быстро остужать резину (изолированную в специальной форме для прогрева, чтобы исключить контакт с воздухом)

Другое дело, что у меня не просто резина.. она смешивается с разными полимерами... от ферромагнитной жидкости до полианлина, которые тоже влияют на температуру вулканизации (уменьшая ее).

Мне не совсем ясно. Если термокраска на 30% снижает температуру (если верить словам Медведева в видео которое приводил выше), то для 150 градусов это уже до 100 градусов, то почему аэрогель по тем параметрам в расчетах так слабо снижает? Или термокраска не снижает на 30% ?

[Sovetnik]

Во всех демонстрациях, краску (теплоизолятор) наносят на поверхность, которая затем будет нагреваться изнутри (труба, стенка и т.д), но снаружи теплоизоляции идет охлаждение воздухом за счет естественной конвекции, а также за счет лучеиспускания. Через определенное время установится тепловое равновеие, когда количество поступающего тепла сравняется с теплопотерями. Естественно,труба в изоляции будет холоднее, чем без теплоизоляции.

 

Но в Вашем случае, нагрев идет со всех сторон, и какая бы ни была теплоизоляция она все равно прогреется насквозь до окружающей ее температуры, так как нет оттока тепла, и это произойдет достаточно быстро - секунды, десятки секунд.