عایق (Insulation)

عایق عبارت است از ماده ای که نرخ انتقال جریان ماده یا انرژی را بین دو فضا کاهش داده یا آن را کاما مسدود میکند. ملا عایق های حرارتی نرخ انتقال حرارت (انرژی گرمایی) را به میزان چشمگیری کاهش می دهند و یا عایق
های الکتریکی از جاری شدن جریان برا جلوگیری می کنند. عمده ترین عایق ها، عایق های حرارتی، صوتی، ضد آتش، الکتریکی و رطوبتی هستند.

دلایل عایق کاری که توسط سایت کناف انجام میشود

۱ – ذخیره انرژی
۲ – کنترل انتقال دما
۳ – کنترل درجه حرارت
۴ – پیشگیری از نخ زدگی
۵ – افزایش بهره حرارتی
۶ – فراهم ساختن کنترل میعان
۷ – محافظت در برابر یخ زدگی
۸ – تامین محافظت از خوردگی

خواص عمده عایق های حرارتی که مورد توجه می باشد به شرح زیر است :

۱ – حدود درجه حرارت عملکرد
۲ – مقاومت در برابر شوک های حرارتی
۳ – گسترش حرارتی diffusivity
۴ – جذب حرارت از ریق تشعشع Radiance (در مواردی که سطح عایق از محیط اطراف خنک تر نباشد
مهم می باشد)

-۵ هدایت حرارتی conductance
۶ – گرمای ویژه ( تعیین کننده مقدار گرمای جذب شده با دفع شده برای بالا و پایین آمدن درجه حرارت عایق
است)

مهمترین ویژگی که عایق حرارتی باید داشته باشد پایین بودن رسانایی حرارتی و پایداری آن است

هدایت (Conduction)

عبارت است از انتقال حرارت از طریق تماس اجرام مختلف که با هم اختلاف دمایی دارند. عایق هدایت بین هر دو سطحی که اختلاف دمایی داشته و به صورت فیزیکی با هم در تماس باشند، اتفاق می افتد. نرخ انتقال حرارت به صورت
هدایت، بستگی به چند مواد و ضریب انتقال حرارت آنها و اختلاف دمای بین دو سطح دارد.

همرفت یا جابه جایی (Convection)

همرفت عبارت است از انتقال حرارت از طریق یک سیال مانند هوای پیرامون اجسام گرم و همچنین مایعات. هوا به عنوان اصلی ترین منبع انتقال حرارت به طریق همرفت شناخته می شود. در همرفت همواره هوای گرم به سمت
هوای سرد جریان می یابد.

تابش (Radiation)

نور یکی از انواع انرژی است که اصطلاحا از طریق تابش، انتقال می یابد. در صورتی که نور به جسمی تابیده شود، آن جسم گرم می شود بدین معنی که انرژی نور در جسم تبدیل به حرارت می شود. همچنین، جسمی که نور می تاباند،

گرما از دست می دهد. پس میتوان نتیجه گرفت که تابش یکی از راه های انتقال حرارت است. بارزترین ملال رسیدن گرمای خورشید به زمین است، چرا که چون بین زمین و خورشید اتمسفری وجود ندارد (و تقریبا خالی است)،
تنها راه انتقال حرارت از خورشید به زمین تابش بوده و هدایت و همرفت امکان پذیر نیستند.

لازم به ذکر است که تمامی اجسام تابش می کنند. وقتی نور به یک جسم تابیده می شود، کسری از آن جذب شده و کسری از آن انعکاس می یابد. کسر جذب شده مجددا توسط ماده، تحت فرکانس مشخصی بسته به جنس و رنگ سطح آن، تابش می یابد. در واقع علت اصلی که چشم می تواند اجسام را ببیند، تابش اجسام در یک فرکانس مشخص (رنگ) است. مقدار تابش اجسام، ارتباط مستقیم با درجه حرارت آنها دارد. ملا بعضی مواد اگر بسیار داغ شوند، قبل ذوب، به رنگ کاما قرمز در می آیند که نشان از تابش زیاد آنها دارد.

مواد عایق ضد تابش معمولا کسر جذب شده را به حداقل رسانده و کسر انعکاس را افزایش می دهند و به این ترتیب ماده انرژی از دست نمی دهد. به این دلیل است که عایق های ضد تابش اکلر به صورت فویل های صیقلی ساخته میشوند.

مشخصه های فیزیکی ماده عایق

ضریب انتقال حرارت، استحکام فشاری و ضریب نفوذ ر طوبت از جمله مهمترین مشخصه های فیزیکی تاثیرگذار در انتخاب نوع عایق محسوب می شوند. هرچه ضریب انتقال حرارت عایق کمتر باشد (و یا درمقابل، هرچه مقاومت
حرارتی عایق بالاتر باشد)، عایق در مقابل انتشار حرارت مقاوم تر بوده، برای عایق کاری مناسب تر و مقدار سود عایق کاری نیز بالاتر خواهد بود.

ظرفیت گرمایی و گرمای ویژه

ظرفیت گرمایی خاصیتی فیزیکی از ماده بوده و عبارت است از مقدار گرمایی که لازم است به ماده داده شود تا دمای آن یک واحد دما (ملا یک درجه سانتی گراد یا یک درجه فارنهایت) افزایش پیدا کند. ظرفیت گرمایی را با C نشان
می دهند و واحد آن در سیستم متریک K0J/ (ژول بر درجه کلوین) می باشد. همچنین، گرمای ویژه عبارت است از مقدار گرمایی که لازم است به واحد جرم ماده داده شود تا دمای آن یک واحد
دما (ملا یک درجه سانتی گراد یا یک درجه فارنهایت) افزایش پیدا کند.

گرمای ویژه را معمولا با mC نشان داده و واحد آن K0J/m (ژول بر جرم درجه کلوین) است. ظرفیت گرمایی جرم مشخصی از یک ماده برابر است با مقدار جرم ماده ضرب در گرمای ویژه آن.
در بیشتر سیستم های ترمودینامیکی، ظرفیت گرمایی سیستم ثابت نیست و به پارامترهای مختلفی از جمله فشار و دمای سیستم بستگی دارد.

ضریب هدایت گرمایی ضریب انتقال حرارت

ضریب هدایت گرمایی ( k ) خاصیتی از ماده بوده و عبارت است مقدار عایق بودن انرژی گرمایی که ماده می تواند در واحد سطح، در واحد ضخامت و در واحد زمان و در دمای مشخصی، از خود عبور دهد. هرچه ضریب هدایت گرمایی کمتر باشد،

نشان می دهد که ماده قابلیت انتقال انرژی گرمایی کمتری داشته و بیشتر برای عایق مناسب است. واحد ضریب انتقال حرارت در سیستم متریک K0W/m (وات بر متر درجه کلوین) و در سیستم اینچی F0Btu/hft (واحد
گرمای بریتیش بر ساعت فوت درجه فارنهایت) می باشد. در اینجا BTU تقریبا ۰۵۱۵۵ ژول است. ضریب انتقال حرارت را با k نشان می دهند.
ضریب انتقال حرارت عایق های مختلف، بستگی به اختلاف درجه حرارت بین سطوح عایق، چگالی و عمر عایق دارد.
معمولا هرچه درجه حرارت بالاتر رود، ضریب انتقال حرارت عایق ها نیز افزایش یافته و عملکرد عایق افزایش مییابد. همچنین، با کاهش چگالی و افزایش عمر، ضریب انتقال حرارت افزایش می یابد.