Чудо-теплоизолятор "теплее" воздуха в 23 раза. о_О

[melnikoff]

Наткнулся на чудо-теплоизолятор с фантастически низким коэффициентом теплопроводности $k=0.0011\frac{\text{Вт}}{\text{м}\cdot K}.$ Для сравнения коэффициент теплопроводности сухого воздуха равен $0.026\frac{\text{Вт}}{\text{м}\cdot K}.$

Принцип действия этого чудо-изолятора.

(Оффтоп)

re-therm-ufa.ru/teploizolyatsiya-re-therm/printsip-dejstviya-re-therm

1. Покрытия теплоизолятора на 80% состоят из керамических микросфер диаметром 10-30 мкм и на 20% из смеси силиконовых микросфер, акрилового связующего и различных целевых добавок.
Если посмотреть на данный теплоизолятор под микроскопом – мы увидим, что матрица из керамических и силиконовых микросфер устроена особым образом.

Находящиеся во взвешенном состоянии в акриловой композиции силиконовые полые микросферы (диаметром от 50-80 мкм.) оказываются «облепленными» полыми керамическими микросферами с разряженным воздухом внутри (диаметром 10-30 мкм). В результате образуется структура, составными частями которой являются кластеры (кластером мы назовём сочленение - силиконовая полая микросфера, облепленная несколькими вакуумированными керамическими микросферами). Такая структура нужна для того, чтобы материалы теплоизолятора работали как многослойная фольга, имеющая в качестве прослоек разряженный воздух. Керамические микросферы имеют большую отражательную способность, а силиконовые микросферы создают тончайшую прослойку между ними. Таким образом - 1 м² поверхности данного теплоизолятора толщиной 1 мм. отражает инфракрасное тепло так же эффективно как 50 м² фольги с камерами из разряженного воздуха между ними.


2. Из курса физики известно, что лучший теплоизолятор на земле есть воздух, т.к. воздух обладает наименьшей плотностью, а следовательно самым низким коэффициентом теплопроводности (λ воздуха ≈ 0,023…0,026 Вт/мС). Но если воздух оказывается разряженным, так что его состояние оказывается близким к вакууму – его теплопроводность значительно меняется. Вот именно такое состояние воздуха достигнуто внутри керамических микросфер. Теплопроводность микросфер керамических дана в справочнике «Физические величины. Справочник.», ред. «Энергоиздат» г. Москва, 1991г.. Согласно вышеупомянутого справочника, коэффициент теплопроводности микросферы керамической диаметром 10-30 мкм. равен 0,00083 Вт/мС. А материалы данного теплоизолятора на 75%...85% состоят из этих микросфер.
Благодаря высокой эффективности материалов в отношении сразу двух способов передачи теплоты, покрытия данного теплоизолятора обладают коэффициентом теплопроводности даже ниже чем у воздуха, равным 0,0011 Вт/мС.

Главный вопрос: Насколько все написанное может быть правдой? Реально ли вообще такое?

[Taus]

melnikoff в сообщении #843313 писал(а):

2. Из курса физики известно, что лучший теплоизолятор на земле есть воздух, т.к. воздух обладает наименьшей плотностью

Из курса "физики" должно быть известно, что вакуум обладает наименьшей теплопроводностью.
А материалы такие существуют, аэрогель например.

[melnikoff]

Taus в сообщении #843315 писал(а):

melnikoff в сообщении #843313 писал(а):

2. Из курса физики известно, что лучший теплоизолятор на земле есть воздух, т.к. воздух обладает наименьшей плотностью

Из курса "физики" должно быть известно, что вакуум обладает наименьшей теплопроводностью.
А материалы такие существуют, аэрогель например.

Скорей всего имелся в виду коэффициент теплопроводности при нормальных условиях.
Кстати, коэффициент теплопроводности аерогеля равен $0,017 \text{Вт}/(\text{м}\cdotK)$, что в 15 раз больше, чем у данного чудо-изолятора.

[DimaM]

melnikoff в сообщении #843317 писал(а):

коэффициент теплопроводности аерогеля равен $0,017 \text{Вт}/(\text{м}\cdotK)$, что в 15 раз больше, чем у данного чудо-изолятора

Какого именно "аэрогеля"? У них, в зависимости от способа приготовления, теплопроводность как бы не на порядок может отличаться.
Нельзя ли ссылку на источник первого сообщения? А то слово "силиконовые" кажется мне ошибкой перевода.

[melnikoff]

DimaM в сообщении #843385 писал(а):

Какого именно "аэрогеля"?

Аэрогель.

DimaM в сообщении #843385 писал(а):

Нельзя ли ссылку на источник первого сообщения? А то слово "силиконовые" кажется мне ошибкой перевода.

re-therm.ru/how-it-works

[DimaM]

melnikoff в сообщении #843425 писал(а):

Аэрогель.

Цытата оттуда (хотя ссылки на русскую Вики, по-моему, моветон): "плотность составляет от 1 до 150 $\mbox{кг/м}^3$" - вы про какой из них?

[melnikoff]

(Оффтоп)

DimaM в сообщении #843430 писал(а):

вы про какой из них?

Не знаю.

[GraNiNi]

melnikoff в сообщении #843313 писал(а):

Наткнулся на чудо-теплоизолятор с фантастически низким коэффициентом теплопроводности $k=0.0011\frac{\text{Вт}}{\text{м}\cdot K}.$

Все это развод.
Реальная теплопроводность этой композиции - на уровне обычного пенополистирола - примерно $k=0.04-0.05\frac{\text{Вт}}{\text{м}\cdot K}.$ и обусловлена передачей тепла теплопроводностью через латексную основу и стеклянные (керамические) стенки микросфер (пропорционально их доле в сечении).

[rockclimber]

Taus в сообщении #843315 писал(а):

Из курса "физики" должно быть известно, что вакуум обладает наименьшей теплопроводностью.

Да? Из курса "Процессы и аппараты химической технологии" мне известно, что теплопроводность вакуума слишком большая для криогенной техники.
Тепло передается с помощью конвекции, излучения и прямой теплопередачи. Вакуум, к сожалению, предотвращает только два из трех способов. Лучшие материалы (ну, на момент написания моего учебника) представляли из себя весьма сложную конструкцию, где слои тонкой алюминиевой фольги (предотвращающие передачу излучением) перемежались пористым материалом (поры - для уменьшения конвекции и прямой теплопередачи), а из всей этой конструкции откачивался воздух (опять же для уменьшения конвекции). Точные цифры не помню, но заявлялась теплопроводность раз в десять меньше, чем в стартовом посте. Ну и наверняка с момента написания учебника технологии продвинулись вперед еще немного.

[melnikoff]

rockclimber в сообщении #843914 писал(а):

Лучшие материалы (ну, на момент написания моего учебника) представляли из себя весьма сложную конструкцию, где слои тонкой алюминиевой фольги (предотвращающие передачу излучением) перемежались пористым материалом (поры - для уменьшения конвекции и прямой теплопередачи), а из всей этой конструкции откачивался воздух (опять же для уменьшения конвекции). Точные цифры не помню, но заявлялась теплопроводность раз в десять меньше, чем в стартовом посте. Ну и наверняка с момента написания учебника технологии продвинулись вперед еще немного.

То есть порядка $k=0.00011\frac{\text{Вт}}{\text{м}\cdot K}$?
Можно поподробней на эту тему? И что кстати за учебник?

[rockclimber]

melnikoff в сообщении #843951 писал(а):

rockclimber в сообщении #843914 писал(а):

Лучшие материалы (ну, на момент написания моего учебника) представляли из себя весьма сложную конструкцию, где слои тонкой алюминиевой фольги (предотвращающие передачу излучением) перемежались пористым материалом (поры - для уменьшения конвекции и прямой теплопередачи), а из всей этой конструкции откачивался воздух (опять же для уменьшения конвекции). Точные цифры не помню, но заявлялась теплопроводность раз в десять меньше, чем в стартовом посте. Ну и наверняка с момента написания учебника технологии продвинулись вперед еще немного.

То есть порядка $k=0.00011\frac{\text{Вт}}{\text{м}\cdot K}$?
Можно поподробней на эту тему? И что кстати за учебник?

Я закончил институт 10 лет назад и по специальности не работаю. Ничего не помню... Учебник был не по созданию теплоизолирующих материалов, там просто для примера вкратце написали, как выглядят утеплители для установки, работающей при температуре жидкого азота. Сильно подробнее там вряд ли было.

[Parkhomuk]

melnikoff в сообщении #843313 писал(а):

Наткнулся на чудо-теплоизолятор с фантастически низким коэффициентом теплопроводности

Однажды мне довелось тестировать подобный материал с перлитовыми микросферами на акриловом связующем (температура эксплуатации до +200 С).

DimaM в сообщении #843385 писал(а):

слово "силиконовые" кажется мне ошибкой перевода

Есть на силиконовом связующем с температурой эксплуатации свыше +400С (но такой я не испытывал).

По поводу тестов: заявлялся коэф. 0,001 Вт/мК. Материал поставляется в жидком виде (в бочке), затем он наносится на поверхность (которую нужно теплоизолировать) послойно, каждый следующий слой наносится после "высыхания" (полимеризации вяжущего) последнего, до требуемой толщины.
Результаты: средний коэф. теплопроводности сильно зависит от толщины слоя (чем толше, тем больше), сильно зависит от температуры эксплуатации (чем выше Т, тем меньше), сильно зависит от влажности воздуха при которой наносился ("высыхал") материал (чем выше влажность, тем больше). В итоге, заявленное значение коэф.-та достигалось при толщине слоя 0,5-1,0 мм, температуре на горячей стороне +200С и влажности воздуха при изготовлении менее 20%.
Для сравнения, коэф. теплопроводности слоя толщиной 5 мм при условиях близких к нормальным: 0,04 Вт/мК

[GraNiNi]

Parkhomuk в сообщении #844002 писал(а):

Однажды мне довелось тестировать подобный материал

Расскажите методику тестирования.

[Taus]

(Оффтоп)

rockclimber в сообщении #843914 писал(а):

Taus в сообщении #843315 писал(а):

Из курса "физики" должно быть известно, что вакуум обладает наименьшей теплопроводностью.

Да? Из курса "Процессы и аппараты химической технологии" мне известно, что теплопроводность вакуума слишком большая для криогенной техники.
Тепло передается с помощью конвекции, излучения и прямой теплопередачи. Вакуум, к сожалению, предотвращает только два из трех способов. Лучшие материалы (ну, на момент написания моего учебника) представляли из себя весьма сложную конструкцию, где слои тонкой алюминиевой фольги (предотвращающие передачу излучением) перемежались пористым материалом (поры - для уменьшения конвекции и прямой теплопередачи), а из всей этой конструкции откачивался воздух (опять же для уменьшения конвекции). Точные цифры не помню, но заявлялась теплопроводность раз в десять меньше, чем в стартовом посте. Ну и наверняка с момента написания учебника технологии продвинулись вперед еще немного.

Я не писал, что вакуум лучший теплоизолятор. Перечитайте ещё раз мой пост.

[Parkhomuk]

GraNiNi в сообщении #844144 писал(а):

Расскажите методику тестирования.

Тут все боле-мене просто. Бралась емкость с низким термическим сопротивлением (всмысле можно не учитывать), покрывалась снаружи (и крышка тоже) "чудо-теплоизолятором". Внутрь заливалась водо-ледяная смесь (количество и пропорции известны). Все это ставилось в термошкаф (мог не только греть, но и холодить до -10С) и выдерживалось в течении нескольких часов (от 2 до 8). Температура на наружной поверхности контролировалась пирометром. После выдержки в шкафу определялось конечное соотношение воды и льда в емкости. Ну дальнейший пересчет думаю понятен.

Parkhomuk в сообщении #844002 писал(а):

заявленное значение коэф.-та достигалось

Тут я был не полностью откровенен, при соответствующих условиях толщина изолятора минимальна и контролировать ее сложно, это вносило больший (по моей оценке) вклад в погрешность расчетного коэф.-та теплопроводности (примерно пол порядка). Так вот заявленное значение достигалось по нижней границе, а на самом деле там могло быть и в три раза хуже.