Измерение и анализ коэффициента теплопроводности вспученного вермикулита методом «горячей проволоки» при температурах 300-1260 K

В настоящей статье представлены результаты измерения коэффициента теплопроводности λ сыпучего теплоизоляционного материала (ТИМ) вспученного вермикулита производства Санкт-Петербургской слюдяной фабрики (г. Колпино Ленинградской области). Изучались марки ВВФ-1.0 (фракция 0.35-1.60 мм) и ВВФ-2.0 (фракция 0.7-2.0 мм) в диапазоне температур T=300÷1260 К. Метод измерения нестационарный, описан в международном стандарте ISO 8894-2 (метод «горячей проволоки»). Проволока, по которой течет ток, и проволока измерительной термопары располагаются параллельно друг другу на расстоянии 15±1 мм, горячий спай находится на уровне середины. Применяемый прибор, работающий по данному методу, TCT-426 от компании Netzsch (Германия).  Приведено описание установки, кратко изложена методика измерения, представлены полученные значения коэффициентов температуропроводности a и теплопроводности λ. В доступной литературе не найдены данные по λ вермикулита для температур свыше 973 К. В настоящей статье приведены результаты измерения λ при T=1064 К и T=1264 К. Осуществлено сравнение значений λ, найденных и измеренных при T=300÷970 К, приведен обзор значений λ из литературных источников, а также сопоставление λ вспученного вермикулита с другими ТИМ. Представлено сравнение результатов измерения λ по ГОСТ 12170 и ISO 8894-2.

1. Скурихин А.В. Расчет коэффициента теплопроводности вермикулита и его сравнение с экспериментальными данными // Вестник Национального исследовательского ядерного университета «МИФИ», 2021, Т. 10, № 6, С. 493-504. DOI: 10.56304/S2304487X21060110

2. Скурихин А.В., Костановский А.В. Расчетная оценка коэффициента теплопроводности слоя вспученного вермикулита между черными стенками // Вестник Национального исследовательского ядерного университета «МИФИ», 2022, Т.1, № 1, С. 9-21. DOI: 10.56304/S2304487X22010102

3. Скурихин А.В., Костановский А.В., Маркелов С.А. Установка для измерения коэффициента теплопроводности сыпучих огнеупоров стационарным методом (на примере вспученного вермикулита) // Приборы. 2019. № 10 (232). С. 48-51.

4. Скурихин А.В., Скурихин В.В. Исследование теплопроводности вспученного вермикулита //Огнеупоры и техническая керамика,2019. № 4/5. С. 12-17.

5. Спирина В. С. , Ахтямов Р. Я. Керамовермикулитовые изделия для футеровки тепловых агрегатов в промышленности строительных материалов: Аналит. обзор (Промышленность строительных материалов ВНИИ НТИ и экономики пром-сти строит. материалов. Серия 4. Промышленность керамических стеновых материалов и пористых заполнителей. М.: ВНИИЭСМ, 1991. 54 с.

6. Кальянов Н.Н., Мерзляк А.Н. Вермикулит и перлит - пористые заполнители для теплоизоляционных изделий и бетонов / под ред. В.А. Китайцева. М.: Госстройиздат, 1961. - 155 с.

7. Дубенецкий К.Н., Пожнин А.П. Вермикулит (свойства, технология и применение в стр-ве). Ленинград : Стройиздат, [Ленингр. отд-ние], 1971. 175 с.

8. Никольский Г.Г., Пожнин А.П. Вермикулит, его свойства и применение в строительстве // Материалы краткосрочного семинара «Эффективные строительные материалы и применение их в конструкциях», Ленинград,1963.18 с.

9. Подоляк Ф.С., Астанин В.В., Спектор Г.Л. Вермикулит в строительстве (обзор). М., ЦНИИТЭстройматериалов, 1966. 58 С.

10. Писаренко И.М. Исследование и разработка технологии разливки спокойной стали под теплоизолирующими смесями на основе вермикулита, автореферат на соиск. учен. степ. канд. техн. наук, Киев, Институт проблем литья Академии наук Украинской ССР, 1971.

11. Суворов С.А., Скурихин В.В. Физико-химические исследования и свойства интегрированных высокотемпературных теплоизоляционных материалов // Новые огнеупоры, 2004. № 2. С. 44-52.

12. Жуковская А.Е., Хлебникова И.Ю. Сравнение зарубежных и российских стандартов на методы испытаний огнеупоров: Справочное издание. М.: Теплотехник, 2005. 208 с.

13. Владимиров В.С. Уравнения математической физики. изд. 4-е. М.: Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1981. 512 с.

14. Зигель Р., Хауэлл Дж. Теплообмен излучением: пер. с англ. /Под ред. Д-ра техн. наук Хрусталева Б.А., М.: Мир, 1975. 934 с.

15. Carniglia S.C., Barna G. L. Handbook of industrial refractories technology: principles, types, properties and applications. New Jersey, USA: Noyes Publications, Westwood, 1992. 627 р.

16. Багин В.В., Жигун И.Г., Кабыш Л.Д., Геринг Р.Я. Использование местных огнеупорных глин для производства керамовермикулитовых изделий. Вермикулит (пр-во и применение) // Сб. науч. трудов. Челябинск: УралНИИСтромпроект, 1988. 160 с., С. 55-67.

17. Влажностное состояние и теплофизические свойства вспученного вермикулита, изделий конструкций из него //Сборник статей «Материалы к совещ. «Проблемы применения вермикулита в стр-ве»» / под общ. ред. А.А. Марченко. Челябинск, УРАЛНИИСТРОМПРОЕКТ, 1965.

18. Юрков А.Л., Скурихин В.В., Скурихин А.В. Поровая структура вспученного вермикулита // Техника и технология силикатов, Т. 27, № 4. С. 103-107

19. Кащеев И.Д., Стрелов К.К., Мамыкин П.С. Химическая технология огнеупоров: учеб. пособие. М.: Интермет Инжиниринг, 2007. 752 с.

20. Гурова М.И., Деревянченко Л.Д., Карклит А.К., Каторгин Г.М., Левчук В.В., Маранц А.Г., Соломинская И.Ю., Тихонова Л.А. Огнеупорные изделия, материалы и сырье. Справочник. Изд. 3-е. М.:Металлургия, 1977, 216 с.

21. Кащеев И.Д., Алфеева В. Г., Ладыгичев М. Г., Нагинский М. З и др. Огнеупоры для промышленных агрегатов и топок: Справоч. изд.: в двух книгах. Кн. 1. Пр-во огнеупоров М.: Интермет Инжиниринг, 2000. 663 с.

22. Стрелов К.К., Мамыкин П.С. Технология огнеупоров, 3-е изд., перераб., М.: Металлургия, 1978. 376 с.