Створення низькотеплопровідних полімерних нанокомпозитів для внутрішніх газовідвідних стволів димових труб котелень
DOI:
https://doi.org/10.31548/energiya2020.05.057Анотація
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
Посилання
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.
Завантаження
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Стосунки між правовласниками і користувачами регулюються на умовах ліцензії Creative Commons Із Зазначенням Авторства – Некомерційна – Поширення На Тих Самих Умовах 4.0 Міжнародна (CC BY-NC-SA 4.0):https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/deed.uk
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див.The Effect of Open Access).
