Текст книги "Большая Советская Энциклопедия (ТЕ)"
Автор книги: Большая Советская Энциклопедия
Жанр:
Энциклопедии
сообщить о нарушении
Текущая страница: 46 (всего у книги 79 страниц)
Теплозащита
Теплозащи'та, средство обеспечения нормального температурного режима в установках и аппаратах, работающих в условиях подвода к поверхности значит. тепловых потоков. Т. широко распространена в авиационной и ракетной технике для защиты летательных и космических аппаратов от аэродинамического нагрева при движении в плотных слоях атмосферы, а также для защиты камер сгорания и сопел воздушно-реактивных и ракетных двигателей.
Существуют активные и пассивные методы Т. В активных методах газообразный или жидкий охладитель подаётся к защищаемой поверхности и берёт на себя основную часть поступающего к поверхности тепла. В зависимости от способа подачи охладителя к защищаемой поверхности различают несколько типов Т. Конвективное (регенеративное) охлаждение – охладитель пропускается через узкий канал («рубашку») вдоль внутренней (по отношению к подходящему тепловому потоку) стороны защищаемой поверхности. Данный способ Т. применяется в стационарных энергетических установках, а также в камерах сгорания и соплах жидкостных ракетных двигателей. Заградительное охлаждение – газообразный охладитель подаётся через щель в охлаждаемой поверхности на внешнюю, «горячую», сторону, как бы загораживая её от воздействия высокотемпературной внешней среды. Заградительный эффект струи охладителя уменьшается по мере её перемешивания с горячим газом. Поэтому для Т. больших поверхностей пользуются системой последовательно расположенных щелей. Этот метод применяется в авиации для Т. камер сгорания и сопел воздушно-реактивных двигателей, причём в качестве охладителя используют забортный воздух. Плёночное охлаждение аналогично заградительному, но через щель защищаемой поверхности подаётся жидкий охладитель, образующий на этой поверхности защитную плёнку. По мере растекания вдоль поверхности жидкая плёнка испаряется и разбрызгивается. Поглощение подводимого к поверхности тепла в данном способе Т. происходит за счёт нагревания и испарения плёнки жидкого охладителя, а также последующего нагрева его паров. Применяется для защиты камер сгорания и сопел жидкостно-реактивных двигателей. Пористое охлаждение – газообразный или жидкий охладитель подаётся через саму охлаждаемую поверхность, для чего последнюю делают пористой или перфорированной. Этот метод применяется при повышенных тепловых потоках к поверхности, когда предыдущие методы Т. оказываются несостоятельными. В пассивных методах Т. воздействие теплового потока воспринимается с помощью специальным образом сконструированной внешней оболочки или с помощью специальных покрытий, наносимых на основную конструкцию. В зависимости от способа «восприятия» теплового потока различается несколько вариантов пассивных методов Т. В теплопоглощающих конструкциях (тепловых аккумуляторах) подходящее к поверхности тепло поглощается достаточно толстой оболочкой. Эффективность метода зависит от величины удельной теплоёмкости материала теплопоглощающей конструкции (наиболее эффективен бериллий). «Радиационная» Т. основана на применении в качестве внешней оболочки материала, сохраняющего при высоких температурах достаточную механическую прочность. В этом случае почти весь тепловой поток, подходящий к поверхности такого материала, переизлучается в окружающее пространство. Теплоотвод внутрь защищаемой конструкции минимален за счёт размещения между внешней высокотемпературной оболочкой и основной конструкцией слоя из лёгкого теплоизоляционного материала. Данный способ может использоваться лишь для Т. внешних поверхностей аппаратов, когда излучение от нагреваемой поверхности имеет свободный выход во внешнее пространство.
Наибольшее распространение в ракетной технике получила Т. с помощью разрушающихся покрытий. Согласно этому методу защищаемая конструкция покрывается слоем специального материала, часть которого под действием теплового потока может разрушаться в результате процессов плавления, испарения, сублимации и химических реакций. При этом основная часть подводимого тепла расходуется на реализацию теплот различных физико-химических превращений. Дополнительный заградительный эффект имеет место за счёт вдува во внешнюю среду сравнительно холодных газообразных продуктов разрушения теплозащитного материала. Этот вид Т. используется для защиты от аэродинамического нагрева головных частей баллистических ракет и космических аппаратов, входящих с большой скоростью в плотные слои атмосферы, а также для защиты камеры сгорания и сопел ракетных двигателей, особенно двигателей твёрдого топлива, где использование др. методов Т. затруднено. Данный метод Т. обладает повышенной надёжностью по сравнению с активными методами Т.
Большинство используемых на практике разрушающихся теплозащитных покрытий представляют собой довольно сложные композиции, состоящие по крайней мере из двух составных частей – наполнителя и связующего. Задача наполнителя – поглотить в процессе разрушения за счёт физико-химических превращений достаточно большое количество тепла. Задача связующего – обеспечить достаточно высокие механические и теплофизические свойства материала в целом. Пример разрушающихся теплозащитных покрытий – стеклопластики и другие пластмассы на органических и кремнийорганических связующих.
Лит.: Основы теплопередачи в авиационной и ракетно-космической технике, М., 1975; Душин Ю. А., Работа теплозащитных материалов в горячих газовых потоках. Л., 1968; Мартин Дж., Вход в атмосферу, пер, с англ., М., 1969; Полежаев Ю. В., Юревич Ф. Б., Тепловая защита, М., 1975.
Н. А. Анфимов.
Теплоизоляционные материалы
Теплоизоляцио'нные материа'лы, материалы и изделия, применяемые для теплоизоляции зданий (сооружений), технологического оборудования, средств транспорта и др. Т. м. характеризуются низкой теплопроводностью [коэффициент теплопроводности не более 0,2 вт/ (м × К)], высокой пористостью (70—98%), незначительными объёмной массой и прочностью (предел прочности при сжатии 0,05—2,5 Мн/м2 ).
Основной показатель качества Т. м. – коэффициент теплопроводности. Однако его определение весьма трудоёмко и требует применения специального оборудования, поэтому на практике в качестве такого показателя – марки Т. м. – используют выраженную в кг/м3 величину их объёмной массы в сухом состоянии, которая в достаточном приближении характеризует теплопроводность Т. м. Различают 19 марок Т. м. (от 15 до 700). В эксплуатационных условиях Т. м. должны быть защищены от проникновения влаги; их теплопроводность при насыщении водой возрастает в несколько раз.
Основные области применения Т. м. – изоляция ограждающих строительных конструкций, технологического оборудования (промышленных печей, тепловых агрегатов, холодильных камер и т. д.) и трубопроводов. Различают Т. м. жёсткие (плиты, блоки, кирпич, скорлупы, сегменты и др.), гибкие (маты, матрацы, жгуты, шнуры и др.), сыпучие (зернистые, порошкообразные) или волокнистые. По виду основного сырья Т. м. подразделяют на органические, неорганические и смешанные.
К органическим Т. м. относят прежде всего материалы, получаемые переработкой неделовой древесины и отходов деревообработки (древесноволокнистые плиты и древесностружечные плиты ), с.-х. отходов (соломит, камышит и др.), торфа (торфоплиты) и др. местного органического сырья. Эти Т. м., как правило, отличаются низкой водо– и биостойкостью. Указанных недостатков лишены так называемые газонаполненные пластмассы (пенопласты , поропласты , сотопласты и др.) – высокоэффективные органические Т. м. с объёмной массой от 10 до 100 кг/м3.
Характерная особенность большинства органических Т. м. – низкая огнестойкость,
поэтому их применяют обычно при температурах не свыше 150 °С.
Более огнестойки Т -смешанного состава (фибролит , арболит и др.), получаемые из смеси минерального вяжущего вещества и органического наполнителя (древесные стружки, опилки и т. п.).
Неорганические Т. м. – минеральная вата и изделия из неё (среди последних весьма перспективны минераловатные плиты – твёрдые и повышенной жёсткости), лёгкие и ячеистые бетоны (главным образом газобетон и пенобетон), пеностекло , стеклянное волокно, изделия из вспученного перлита и др. Изделия из минеральной ваты получают переработкой расплавов горных пород или металлургических (главным образом доменных) шлаков в стекловидное волокно. Объёмная масса изделий из минеральной ваты 75—350 кг/м3.
Неорганические Т. м., используемые в качестве монтажных, изготовляют на основе асбеста (асбестовые картон, бумага, войлок), смесей асбеста и минеральных вяжущих веществ (асбестодиатомовые, асбестотрепельные, асбестоизвестковокремнезёмистые, асбестоцементные изделия) и на основе вспученных горных пород (вермикулита , перлита). Для изоляции промышленного оборудования и установок, работающих при температурах выше 1000 °С (например, металлургических, нагревательных и др. печей, топок, котлов и т. д.), применяют так называемые легковесные огнеупоры , изготовляемые из огнеупорных глин или высокоогнеупорных окислов в виде штучных изделий (кирпичей, блоков различного профиля); перспективно также использование волокнистых Т. м. из огнеупорных волокон и минеральных вяжущих веществ (коэффициент их теплопроводности при высоких температурах в 1,5—2 раза ниже, чем у традиционных, имеющих ячеистое строение).
Лит.: Справочник по производству теплоизоляционных и акустических материалов, М., 1964; Китайцев В. А,, Технология теплоизоляционных материалов, 3 изд., М., 1970; Сухарев М. ф., Производство теплоизоляционных материалов и изделий, М., 1973.
Ю. П. Горлов, К. Н. Попов.
Теплоизоляционные работы
Теплоизоляцио'нные рабо'ты, работы по устройству теплоизоляции конструкций зданий и сооружений, трубопроводов, промышленного оборудования, средств транспорта и др. Различают Т. р. строительные (теплоизоляция ограждающих конструкций зданий и сооружений) и монтажные (теплоизоляция трубопроводов, тепловых агрегатов, холодильников и др.). В зависимости от размеров изолируемой поверхности, её конфигурации и вида теплоизоляционного материала устройство теплоизоляционного ограждения производится: укладкой и закреплением крупных изделий заводского изготовления (плиты, блоки, сегменты), мягких рулонных материалов (маты, шнуры), мелкоштучных изделий (кирпич); засыпкой; обмазкой; набрызгом или заливкой. Наиболее трудоёмки Т. р., связанные с обмазкой и засыпкой. При засыпке предусматриваются меры по предотвращению самоуплотнения слоя теплоизоляционного материала (с течением времени) и образования в нём пустот. Набрызг и заливка – относительно новые методы Т. р., основанные на применении главным образом полимерных теплоизоляционных материалов в виде отверждающихся пен. Используются как заранее приготавливаемые полимерные пены, получаемые перемешиванием жидкого полимера с пенообразователем (например, мипора ), так и полимерные композиции, вспенивающиеся в процессе твердения (например, фенольные или полиуретановые заливочные композиции).
Комплекс Т. р., помимо устройства (нанесения) слоя собственно теплоизоляционного материала, включает работы по гидро– и пароизоляции этого слоя и обеспечению его защиты от механических повреждений. Устройство гидро– и пароизоляционных слоев предусматривается в тех случаях, когда теплоизоляционный слой подвергается увлажнению (например, на трубопроводах, проложенных на открытом воздухе, под землёй и др.) или когда одна из сторон изолируемой конструкции испытывает воздействие отрицательных температур (ниже 0°С) (холодильные установки, здания в условиях холодного климата и др.). В последнем случае водяные пары конденсируются на холодной поверхности, поэтому пароизоляция производится с тёплой стороны конструкции. Защита теплоизоляционного слоя от механических повреждений осуществляется облицовкой его плотными материалами, установкой специальных защитных кожухов (например, металлических), оштукатуриванием и другими способами.
В современном индустриальном строительстве Т. р. выполняются преимущественно в заводских условиях, в процессе изготовления сборных конструкций и изделий (например, однослойных панелей из теплоизоляционно-конструктивных материалов или многослойных панелей, где теплоизоляционный материал несёт только функции тепловой защиты). Для монтажной теплоизоляции выпускаются полностью готовые элементы, сводящие Т. р. лишь к закреплению (монтажу) этих элементов на изолируемой поверхности; это существенно повышает производительность труда и качество Т. р.
Лит.: Строительные нормы и правила, ч. 3, разд. В, гл. 10. Теплоизоляция. Правила производства и приёмки работ, М., 1963; Матюхин А. Н., Теплоизоляционные работы, 3 изд., М., 1975.
Ю. П. Горлов, К. Н. Попов.
Теплоизоляция
Теплоизоля'ция, тепловая изоляция, термоизоляция, защита зданий, тепловых промышленных установок (или отдельных их узлов), холодильных камер, трубопроводов и прочего от нежелательного теплового обмена с окружающей средой. Так, например, в строительстве и теплоэнергетике Т. необходима для уменьшения тепловых потерь в окружающую среду, в холодильной и криогенной технике – для защиты аппаратуры от притока тепла извне. Т. обеспечивается устройством специальных ограждений, выполняемых из теплоизоляционных материалов (в виде оболочек, покрытий и т. п.) и затрудняющих теплопередачу; сами эти теплозащитные средства также называются Т. При преимущественном конвективном теплообмене для Т. используют ограждения, содержащие слои материала, непроницаемого для воздуха; при лучистом теплообмене – конструкции из материалов, отражающих тепловое излучение (например, из фольги, металлизированной лавсановой плёнки); при теплопроводности (основной механизм переноса тепла) – материалы с развитой пористой структурой.
Эффективность Т. при переносе тепла теплопроводностью определяется термическим сопротивлением (R ) изолирующей конструкции. Для однослойной конструкции R= d/l, где d – толщина слоя изолирующего материала, l – его коэффициент теплопроводности. Повышение эффективности Т. достигается применением высокопористых материалов и устройством многослойных конструкций с воздушными прослойками.
Задача Т. зданий – снизить потери тепла в холодный период года и обеспечить относительное постоянство температуры в помещениях в течение суток при колебаниях температуры наружного воздуха (см. Строительная теплотехника ). Применяя для Т. эффективные теплоизоляционные материалы, можно существенно уменьшить толщину и снизить массу ограждающих конструкций и таким образом сократить расход основных стройматериалов (кирпича, цемента, стали и др.) и увеличить допустимые размеры сборных элементов.
В тепловых промышленных установках (промышленных печах, котлах, автоклавах и т. п.) Т. обеспечивает значительную экономию топлива, способствует увеличению мощности тепловых агрегатов и повышению их кпд, интенсификации технологических процессов, снижению расхода основных материалов. Экономическую эффективность Т. в промышленности часто оценивают коэффициентом сбережения тепла h= (Q1 – Q2 )/Q1 (где Q1 – потери тепла установкой без Т., а Q2 – c Т.). Т. промышленных установок, работающих при высоких температурах, способствует также созданию нормальных санитарно-гигиенических условий труда обслуживающего персонала в горячих цехах и предотвращению производственного травматизма. Большое значение имеет Т. в холодильной технике, так как охлаждение холодильных агрегатов и машин связано со значительными энергозатратами.
Т. – необходимый элемент конструкции транспортных средств (судов, ж.-д. вагонов и др.), в которых роль Т. определяется их назначением: для средств пассажирского транспорта – требованием поддержания комфортных микроклиматических условий в салонах; для грузового (например, судов, вагонов-рефрижераторов и грузовых автомобилей для перевозки скоропортящихся продуктов) – обеспечения заданной температуры при минимальных энергетических затратах. К эффективности Т. на транспорте предъявляются повышенные требования в связи с ограничениями массы и объёма ограждающих конструкций транспортных средств. См. также Теплозащита , Теплоизоляционные работы .
Лит.: Каммерер И. С., Теплоизоляция в промышленности и строительстве, пер. с нем., М., 1965.
Ю. П. Горлов, К. Н. Попов.
Теплокровные животные
Теплокро'вные живо'тные, то же, что пойкилотермные животные .
Теплолечение
Теплолече'ние, термотерапия, совокупность физиотерапевтических методов, использующих тепло естественных и искусственных источников. В домашних условиях применяют водяные и электрические грелки, припарки и согревающие компрессы, нагретый песок и т. д. В лечебных учреждениях Т. осуществляют с помощью электрических ламп накаливания – Минина, инфракрасных лучей (см. Светолечение ); грязей (см. Грязелечение ), парафина (см. Парафинолечение ), озокерита; для усиленного теплообразования в тканях тела используют индуктотермию, высокочастотные электрические поля и микроволны (см. Электролечение ). При применении естественных теплоносителей, кроме температурного действия (за счёт большой теплоёмкости, малой теплопроводности и отсутствия конвекции), проявляется их химическое (за счёт наличия неорганических и органических кислот в лечебной грязи, биологически активных веществ в грязи и озокерите, минеральных масел в парафине) и механическое (например, компрессионный эффект аппликации парафина) действие.
Механизм влияния Т. сложен; он складывается из местных (очаговых) и общих реакций. Первые проявляются главным образом в улучшении крово– и лимфообращения и нервнотрофических процессов (см. Трофика нервная ), что обусловливает противовоспалительный, обезболивающий и рассасывающий эффект. Общие реакции связаны с рефлекторно-гуморальными влияниями на нервную, сердечно-сосудистую, эндокринную, иммунокомпетентную и другие системы организма, обеспечивающие его саморегуляцию. Оптимальная реакция возникает в тех случаях, когда нет чрезмерной тепловой нагрузки на организм и когда вызванные Т. изменения на клеточном, субклеточном и молекулярном уровнях ещё не перекрываются последствиями процесса нагрева тканей.
Т. применяют при некоторых заболеваниях опорно-двигательного аппарата, периферической нервной системы, уха, горла и носа, мочеполовой системы, при травмах, спаечном процессе в брюшной полости и малом тазу и др. Т. противопоказано при злокачественных и доброкачественных опухолях, активных формах туберкулёза, болезнях крови, заболеваниях сердечно-сосудистой системы с декомпенсацией кровообращения, острых воспалительных процессах и др.
Лит.: Олефиренко В. Т., Водотеплолечение, М., 1970; Redford J. В., Physical medicine, principles of thermotherapy, «Northwest medicine», 1960, v. 59, p. 919—24; Fizykoterapia ogolna i kliniczna, pod red. J. Jankowiaka, 2 wyd., Warsz., 1968.
В. М. Стругацкий.
В ветеринарии Т. (в виде компресса, припарки, душа, ванны, электрогрелки, светолечения, грязелечения, диатермии и др. методов) применяют при коликах, пневмонии, мастите, хирургических болезнях (ушиб, растяжение сухожилий и связок и др.).
Теплолюбивые растения
Теплолюби'вые расте'ния, растения, на которые губительно действуют низкие положительные температуры (ниже 6 °С). К Т. р. относятся выходцы из тёплых и жарких стран, в том числе культурные растения – рис, огурец, хлопчатник и др. Степень повреждения Т. р. при воздействии низкой положительной температуры зависит как от условий их произрастания (влажность воздуха, освещённость и пр.), так и от видовых особенностей, возраста и физиологического состояния растений. Повреждения растений под действием низкой положит. Температуры обнаруживаются не сразу (нередко уже после прекращения охлаждения). Гибель растений объясняется необратимым нарушением обмена веществ.
Теплоносители
Теплоноси'тели, движущаяся среда, применяемая для передачи теплоты от более нагретого тела к менее нагретому. Т. служат для охлаждения, сушки, термической обработки и т. п. процессов в системах теплоснабжения, отопления, вентиляции, в технологических тепловых и др. устройствах (см. Теплообменник ). Наиболее распространённые Т.: топочные (дымовые) газы, вода, водяной пар, жидкие металлы (калий, натрий, ртуть), фреоны, аэровзвеси сыпучих материалов и т. д. Т. могут в процессе передачи теплоты изменять своё агрегатное состояние (кипящие жидкости, конденсирующиеся пары) или сохранять его неизменным (некипящие жидкости, перегретые пары, неконденсирующиеся газы). В первом случае температура Т. остаётся неизменной, так как передаётся лишь теплота фазового перехода ; во втором случае температура Т. изменяется (понижается или повышается). Особые требования предъявляются к Т. в ядерных реакторах.
Лит.: Чечеткин А. В.. Высокотемпературные теплоносители, 3 изд., М.. 1971.
