Створення низькотеплопровідних полімерних нанокомпозитів для внутрішніх газовідвідних стволів димових труб котелень
DOI: http://dx.doi.org/10.31548/energiya2020.05.057
Анотація
Наведено методики та результати експериментальних досліджень теплофізичних, структурних і механічних властивостей низькотеплопровідних полімерних нанокомпозитів, орієнтованих на виготовлення газовідвідних каналів та димових труб котельних установок, а також інших різних газових і водяних комунікацій. У роботі на основі виконаного комплексу методичних досліджень з аналізу правомірності використання для прогнозування теплопровідних властивостей вказаних композитів різних моделей теплопровідності розглянуто можливість застосування для цього прогнозування ряду моделей теорії ефективного середовища і теорії перколяції. Виконано аналіз теплофізичних властивостей, структурних характеристик і модуля Юнга низькотеплопровідних полімерних нанокомпозитів на основі поліетилену і поліпропілену. На прикладі цих нанокомпозитів продемонстровано досягнення істотного підвищення їхнього модуля Юнга порівняно з ненаповненими полімерами при відносно невеликому підвищенні коефіцієнтів теплопровідності. Для отримання нанокомпозитів застосовувався метод, що базується на змішуванні компонентів у розплаві полімеру з використанням екструдера при подальшому наданні композиту необхідної форми способом гарячого пресування. Для визначення модуля Юнга використовувався метод диференційно скануючої калориметрії. На основі проведених досліджень показано можливість отримання низькотеплопровідних полімерних нанокомпозитів з поліпшеними механічними характеристиками. Зокрема, показано, що для нанокомпозитів на основі поліетилену або поліпропілену, наповнених ВНТ (вуглецевими нанотрубками) або нанодисперсними частками аеросилу, при масовій частці останніх до 2 % має місце відносно незначне підвищення коефіцієнтів теплопровідності та суттєве зростання модуля пружності при розтягуванні. Дані досліджень дозволили також отримати для розроблених нанокомпозитів температурні залежності їх питомої масової теплоємності і на цій основі провести аналіз закономірностей зміни структурних характеристик цих матеріалів.
Ключові слова: низькотеплопровідні полімерні нанокомпозити, моделі теплопровідності, теплофізичні властивості, газовідвідні комунікації котельних установок
Повний текст:
PDFПосилання
Dolinsky, A. A., Fialko, N. M., Navrodska, R. A., Gnedash, G. A. (2014). Osnovnyye printsipy sozdaniya teploutilizatsionnykh tekhnologiy dlya kotel'nykh maloy teployenergetiki [Basic principles of creation of heat recovery technologies for boiler houses of small heat and power engineering]. Industrial Heat Engineering, 36(4), 27-34.
Fialko, N. M., Navrodska, R. A., Shevchuk, S. I., Stepanova, A. I., Presich, G. A., Gnedash, G. A. (2018). Teplovyye metody zashchity gazootvodyashchikh traktov kotel'nykh ustanovok [Heat methods of protection of gas exhaust ducts of boiler plants]. Kyiv: LLC "Pro Format", 248.
Fialko, N. M., Navrodska, R. A., Gnedash, G. A., Shevchuk, S. I., Dashkovskaya I. L. (2019). Osusheniye dymovykh gazov kotel'nykh ustanovok v kondensatsionnykh teploutilizatorakh [Dehumidification of flue gases of boiler plants in condensing heat recovery units]. International scientific journal "Internauka", 1(15), 109-111.
Lin Chen, Ying-Ying Sun, Jun Lin, Xiao-Ze Du, Gao-Sheng Wei, Shao-Jian He, Sergei Nazarenko. (2015). Modeling and analysis of synergistic effect in thermal conductivity enhancement of polymer composites with hybrid filler. International Journal of Heat and Mass Transfer, 81, 457-464.
https://doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2014.10.051
Kirkpatrick, S. (1973). Percolation and Conduction. Reviews of modern physics, 45(4), 574.
https://doi.org/10.1103/RevModPhys.45.574
D.S. McLachlan, C. Chiteme, W.D. Heiss, Junjie Wu. (2003). The correct modelling of the second order terms of the complex AC conductivity results for continuum percolation media, using a single phenomenological equation. Physica B: Condensed Matter, 338(1-4), 256-260.
https://doi.org/10.1016/j.physb.2003.08.002
Dolinsky, A. A., Fialko, N. M., Dinzhos, R. V., Navrodska, R. A. (2015). Teplofizicheskiye svoystva polimernykh mikro- i nanokompozitov na osnove polikarbonata [Thermophysical properties of polymer micro- and nanocomposites based on polycarbonate]. Industrial Heat Engineering, 2, 12-19.
https://doi.org/10.31472/ihe.2.2015.02
Dolinsky, A. A., Fialko, N. M., Dinzhos, R. V., Navrodska, R. A. (2015). Vliyaniye metodov polucheniya polimernykh mikro- i nanokompozitov na ikh teplofizicheskiye svoystva [Influence of methods of obtaining polymer micro- and nanocomposites on their thermophysical properties]. Industrial Heat Engineering, 4, 5-13.
https://doi.org/10.31472/ihe.1.2015.01
Метрики статей
Metrics powered by PLOS ALM
Посилання
- Поки немає зовнішніх посилань.