Tutaj znajdziesz wszystko, co chcesz wiedzieć o aerożelach

Czym jest aerożel?

Aerożel to trójwymiarowy, ciągły materiał porowaty, składający się z nanoporów i nanorusztowania. Jego unikalna struktura zapewnia mu niezrównane właściwości w porównaniu z materiałami konwencjonalnymi, w szczególności wyjątkowo niską przewodność cieplną.

Wielkość porów aerożelu (20-50 nm)

Mikrostruktura aerożelu

Przewodność cieplna różnych materiałów izolacyjnych

Zasada izolacji aerożelowej

Efekt nieskończonej ścieżki:

Siatkowa struktura aerożelu wydłuża ścieżkę przewodzenia ciepła w nieskończoność, utrudniając w ten sposób przewodzenie ciepła na granicy faz gaz-ciało stałe.

Efekt „zerowej konwekcji”:

Rozmiar porów aerożelu (20–50 nm) jest mniejszy niż średnia droga swobodna powietrza (70 nm), co uniemożliwia swobodny przepływ powietrza do środka.

Efekt nieskończonej bariery termicznej:

Struktura sieciowa aerożelu tworzy „efekt nieskończonej bariery termicznej” i w ten sposób chroni przed promieniowaniem cieplnym.

Materiały kompozytowe aerożelowe

Połączenie nanocząstek aerożelu z materiałami bazowymi, takimi jak włókno szklane, włókno ceramiczne itp., pozwala na idealne połączenie doskonałych właściwości aerożelu z elastycznymi podłożami. Maksymalnie zwiększa to lekkość i właściwości izolacyjne aerożelu, zapewniając jednocześnie elastyczność i wytrzymałość. Aerożel charakteryzuje się również ultradługą żywotnością, doskonałymi parametrami izolacyjnymi, wysoką ognioodpornością i wyjątkowymi właściwościami mechanicznymi, co czyni go szeroko stosowanym w takich dziedzinach jak lotnictwo, sieci elektroenergetyczne, przemysł petrochemiczny, pojazdy napędzane nowymi źródłami energii, transport szynowy, elektronika użytkowa, tekstylia i wiele innych.

Przykład zastosowania

W przypadku izolacji rurociągów i urządzeń przemysłowych aerożel wyróżnia się bezpieczeństwem, jest przyjazny dla środowiska, energooszczędny i skuteczny w porównaniu do konwencjonalnych rozwiązań z zakresu izolacji z wełny.

Na przykładzie rurociągu pary przemysłowej o średniej i wysokiej temperaturze, zainstalowano go napowietrznie przy temperaturze pary 465°C, ciśnieniu 5,3 MPa, wydajności 60 t/h i średnicy DN250. Oryginalna izolacja składała się z 150 mm krzemianu glinu. Porównanie wydajności izolacji z warstwą izolacyjną z aerożelu przedstawia się następująco:

W porównaniu do strat ciepła 150 mm krzemianu glinu, oszczędność energii przy zastosowaniu rozwiązania aerożelowego może wynieść ponad 40%.

Porównując oba systemy, uzyskano następujące roczne oszczędności energii i korzyści systemu aerożelowego w porównaniu z systemem glinokrzemianowym, obliczone na kilometr długości rury:

*Obliczono na podstawie 8000 godzin ciągłej pracy i ceny ciepła wynoszącej 70 RMB/GJ.

Ze względu na długą żywotność i wysoką wydajność, materiały aerożelowe mogą generować większą wartość ekonomiczną dla klientów w dłuższym okresie. Obliczenia oparte na efektywnym okresie użytkowania glinokrzemianu wynoszącym 3 lata i efektywnym okresie użytkowania mat aerożelowych wynoszącym 15 lat: W ciągu 15 lat, zastosowanie mat izolacyjnych z aerożelu zmniejsza liczbę instalacji o 4 w porównaniu z matami z glinokrzemianu. Całkowita inwestycja w maty izolacyjne z aerożelu jest o około 55% niższa niż w przypadku materiałów tradycyjnych, co przekłada się na średnie roczne oszczędności w wysokości 91 770 RMB w kosztach materiałów i budowy. Zastosowanie mat aerożelowych zamiast glinokrzemianu przynosi roczny zysk w wysokości 362 150 juanów, a dodatkowa inwestycja w zastosowanie mat aerożelowych może zwrócić się w ciągu 1,7 roku. W okresie użytkowania materiałów aerożelowych (w tym przykładzie 15 lat) stosowanie materiałów izolacyjnych aerożelowych w rurociągach może przynieść użytkownikom dodatkowe korzyści ekonomiczne rzędu 4,81659 mln RMB (362 150 RMB*13,3 roku ≈ 4,81659 mln RMB).

Uwzględniając cały cykl życia materiałów aerożelowych, rozwiązanie aerożelowe zmniejsza liczbę cykli konserwacji i wymiany w porównaniu z konwencjonalnymi rozwiązaniami izolacyjnymi, obniżając tym samym koszty eksploatacji i konserwacji izolacji rur. Ponadto, uzyskuje się oszczędność energii, co przekłada się na większe korzyści ekonomiczne dla klientów i znaczące obniżenie kosztów operacyjnych firm.

Ponadto maksymalizuje zapobieganie korozji pod izolacją (CUI) dzięki wyjątkowym właściwościom hydrofobowym i oddychającym materiałów aerożelowych.

Maty izolacyjne aerożelowe to idealny materiał izolacyjny do izolacji rurociągów przemysłowych, zbiorników, ochrony przeciwpożarowej i izolacji w sektorze motoryzacyjnym, a także do izolacji budynków i innych.

Oznaczono Aerożel