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Gaine de protection Alutex
Physique du transfère de la chaleur
Pendant la vérification de l'efficacité de la protection nous avons rentré quelques phénomènes en mesurant la température à l'intérieur. C'est pourquoi nous avons développé un test qui s'explique par le schéma ci-dessous (image 1) :
| mesure |
épaisseurverre (parois)[mm] |
surface/ revêtement |
Température
t2 [°C] |
Jugé d'après des critères visuels |
| bande |
colle |
Type |
épaisseur [µm] |
24h/ 200°C |
48h/ 200°C |
24h/ 250°C |
| 11 |
0,6 |
Alu |
Polysiloxan |
4 |
50 |
80 |
+++ |
+++ |
++ |
| 12 |
0,6 |
Alu |
Acrylique |
1 |
30 |
84 |
+++ |
+++ |
+ |
| 13 |
1,0 |
Alu |
Acrylique |
1 |
30 |
78 |
+ |
+ |
+ |
| 14 |
0,6 |
Alu |
Acrylique |
2 |
80 |
81 |
++ |
++ |
+ |
| 15 |
1,0 |
Alu |
Polysiloxan |
4 |
50 |
76 |
+ |
+ |
++ |
| 16 |
0,6 |
Alu |
Acrylique |
3 |
30 |
72 |
++ |
++ |
+ |
| 17 |
0,6 |
Fil de fer tricoté, doublé env. 20% |
224 |
+++ |
+++ |
+++ |
| 18 |
1,4 |
PET- film Alu vaporisé |
Acrylique |
|
120 |
94 |
0 |
0 |
+ |
En regardant le
transfère de la chaleur chez les gaines / des corps tuyaux, voir image 2
vous pouvez constater, que la chiffre du transfère de la chaleur K, est la
valeur décisive pour la différence de température entre le radiateur
chaud et la gaine froide à
l’intérieur. La valeur K se compose de la résistance transversale de la
chaleur Rw et aussi des chiffres de transfère de la chaleur  a
et i.
 |
Abréviation
des signes formules et des constantes
|
|
DJ(as)
|
Différence
temp. Radiation /surface [K]
|
|
l
|
Conducteur
de la chaleur [W/(K*m)]
|
|
DJ(ai)
|
Différence
Temp surface /à l’intérieur [K]
|
|
T1
|
Température
du radiateur [K]
|
|
T2
|
Température
produit [K]
|
|
Aa
|
Surface
gaine extérieure [m²]
|
|
Ai
|
Surface
gaine intérieure [m²]
|
|
Am
|
Surface
moyenne gaine [m²]
|
|
D
|
Différence
|
|
a
|
Transfère
chaleur extérieure [W/(m² * K)]
|
|
i
|
Transfère
chaleur intérieure [W/(m² * K)]
|
|
s
|
Transfère
radiation [W/(m² * K)]
|
|
J
|
Température
[°C]
|
|
k
|
Transfère
chaleur extérieure, convectif [W/(m² * K)]
|
|
K
|
Résistance
transfère chaleur [W/(m² * K)]
|
|
d
|
Épaisseur
parois (ra - ri) = s [m]
|
|
ra
|
Radius
extérieur [m]
|
|
ri
|
Radius
intérieur [m]
|
|
l
|
Longueur
[m]
|
|
C
|
Constante
d’émission, dépend de la matière [W/(m²*K4)]
|
|
Cs
|
Radiateur
noir 5,77 [W/(m²*K4)] (Quelle 2)
|
|
e
|
Chiffre
spécifique d’émission
|
|
Rw
|
Résistance
transversale de la chaleur [K/W]
|
La
conductivité chaleur
l
est une constante et ne dépend pas de l’épaisseur de la paroi de la
gaine. Même remarque pour le transfère chaleur
i
à l’intérieur de la gaine (Les différences de température à l’intérieur
peuvent être négligées.) Pour bien interpréter les résultats en tableau
1 vous devez d’abord regarder qualitativement l’équitation
1.
L’équation
1 source 1
Nous
recommandons de regarder l’équation
par chaque élément.
les
conditions du transfère de la chaleur du côté intérieur de la gaine sont
constantes (les différences de la température à l’intérieur peuvent être
négligées) nous n’interprétons plus cette partie de l’équation.
Vu
notre argument que la résistance
transversale de la chaleur Rw ,seulement la géométrie est un
facteur d’influence, la conductivité de
la chaleur l
comme constante matière ne se regarde pas.
Pour
l’estimation qualitative il faut voir, avec un diamètre comparable,
seulement l’épaisseur de la paroi
d
de la gaine en soie de verre. C’est pourquoi nous regardons seulement
la condition que se trouve à gauche.
Avec
le constat et les relations ci dessus nous obtenons l’équation 2
suivante
:
équation 2 source 1
équation 3 source 1
( )
(équation 3a)
L’influence de
l’épaisseur de la paroi de
la gaine et le résultat des différentes épaisseurs selon l’équation 2.
On examine toujours 1 m.
Tableau 2:
|
intérieur-Æ
[mm]
|
parois
[mm]
|
ra
[m]
|
ri
[m]
|
Aa
[m2]
|
Ai
[m²]
|
Am
[m²]
|
d
[m]
|
Rw*
l
[m-1]
|
|
14,0
|
1,4
|
8,4*10-3
|
7,0*10-3
|
0,05278
|
0,04398
|
0,04825
|
1,4*10-3
|
7,68*10-3
|
|
1,0
|
8,0*10-3
|
0,05027
|
0,04705
|
1,0*10-3
|
7,49*10-3
|
|
0,6
|
7,6*10-3
|
0,04775
|
0,04584
|
0,6*10-3
|
7,30*10-3
|
Sans
connaissance de la constante de la matière première l
(influence factorielle) on peut constater à cause des différences faibles,
que la paroi n’a pas d’influence significative sur la température
intérieure de notre système. Ceci est prouvé par de résultats de
mesures.
La
surface
Aa est comparable à nos essais. Les conditions de
l’environnement sont pour toutes les mesures comparables. Il faut alors
seulement voir la valeur de transfère de la chaleur
a.
a
est composé de
a
et
k.
Le transfère convectif de la chaleur
k
est pour toutes les mesures pareils et ne joue pas avec une vitesse de
courant faible et une chaleur radiante forte. Nous ne continuons pas
l’analyse.
L’influence
significative sur la température à l’intérieur doit alors être la
valeur de transfère de la chaleur pour la chaleur radiante, bien entendu le
comportement pour l’absorption ou le reflet
de la surface est le facteur d’influence dominant pour toute la
gaine. Ceci est défini avec
s.
équation 4 et la définition
quantitative sur l’exemple de
la gaine Alutex- en comparaison avec une gaine en soie de verre avec un
revêtement en fil de fer. Environ
20%, c. a. d. 80% de la gaine voilent le radiateur. Nous ne prenons pas en
compte DJ
de la paroi de la gaine ainsi nous considérons que la température intérieure T2 comme donne.
équation 4
source 2
équation 4a
source 2
|
échantillon
|
t1
[°C]
|
t2
[°C]
|
T1
[K]
|
T2
[K]
|
e
(source1)
|
as [W/(m*K]
|
|
12
|
600
|
84
|
873
|
297
|
0,039
|
2,47
|
|
17
|
224
|
597
|
0,940
|
60,09
|
Ci dessous une représentation schématique, montrant le comportement différent, des surfaces reflétant.
L'influence des courants chauds donnent un résultat sur les températures.
D'après les mesures et les réflexions théoriques, on peut tirer les constatations suivantes :
-
De plus la valeur k est petite, le courant chaud et la température du tuyau sont également réduits.
-
L'épaisseur de la gaine en soie de verre a une influence moindre sur la température intérieure en particulier avec la chaleur
radiante.
-
Les particularités de réflexion sur la surface ont une considérable influence sur la température intérieure lors de la chaleur radiante. Plus le nombre de l'amélioration de l'étoffe spécifique est grand la température intérieure est faible. Ici le tuyau avec revêtement en inox a une influence
favorable.
-
Un revêtement en pur aluminium est une préférence par rapport aux plastiques polymères porteur ou une couche d'aluminium émise par vapeur, car lors d'un afflux de température on observe un changement de couleur du plastique porteur, ce qui influence négativement la fonction de la réflexion de la chaleur du
tuyau.
D'après ces constatations, les gaines en Alutex ont une paroi en soie de verre intérieure fine avec un pur revêtement en aluminium. Selon l'application on peut toujours appliquer sur un Acrylique une colle ou une colle en polysiloxan qui aide en cas d'un grand afflux de chaleur.
Quelle 1 Dubbel, Taschenbuch für den Maschinenbau, 19. Auflage Kapitel D, Abschnitt 10, Wärmeübertragung
Quelle 2 Winter F. W., Technische Wärmelehre, 8. Auflage Kapitel XI, Wärmeübertragung
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