Cosa devi sapere sull'aerogel
Che cosa è l'aerogel?
L'aerogel è un materiale poroso continuo tridimensionale costituito da pori di dimensioni nanometriche e da uno scheletro nanometrico. La sua struttura unica gli conferisce proprietà ineguagliabili rispetto ai materiali convenzionali, in particolare la sua conduttività termica estremamente bassa.
Dimensione dei pori dell'aerogel (20-50 nm)
Microstruttura dell'aerogel
Conduttività termica dei diversi materiali isolanti
Il principio isolante dell'aerogel
Effetti di "Infinite Path":
Lo scheletro a maglie dell'aerogel estende all'infinito i percorsi di conduzione termica, rendendo difficile la trasmissione del calore all'interfaccia tra gas e solido.
Effetto "Zero Convection":
La dimensione dei pori dell'aerogel (20–50 nm) è inferiore al cammino libero medio dell'aria (70 nm), quindi l'aria al suo interno non può fluire liberamente.
Effetto "Barriera di calore infinita":
La struttura a rete dell'aerogel crea un "effetto barriera termica infinita", bloccando la radiazione termica.
Compositi di aerogel
Combinando l'aerogel di dimensioni nanometriche con substrati quali fibre di vetro o di ceramica, le prestazioni superiori dell'aerogel si integrano perfettamente con i substrati flessibili. In questo modo si massimizzano le proprietà isolanti e di leggerezza dell'aerogel, conferendogli al contempo flessibilità e robustezza. Presenta proprietà aggiuntive, quali una durata di vita estremamente lunga, le migliori prestazioni di isolamento, un'elevata resistenza al fuoco ed eccellenti proprietà meccaniche, che lo rendono ampiamente utilizzato nei settori aerospaziale, delle reti di energia termica, petrolchimico, dei veicoli a nuova energia, del trasporto ferroviario, degli elettrodomestici, del tessile e in altri settori. Di più.
Esempi di applicazione
Rispetto alle tradizionali soluzioni isolanti in cotone, l'aerogel è più sicuro, più ecologico, più efficiente dal punto di vista energetico e più efficace nell'isolamento di tubazioni e apparecchiature industriali.
Prendiamo come esempio una conduttura di vapore industriale a temperatura medio-alta. La condotta del vapore ha una temperatura del vapore di 465°C, una pressione di 5,3 MPa, una portata di 60 t/h e un diametro di DN250 ed è posata in alto. L'isolamento originale era costituito da 150 mm di alluminosilicato. Il confronto dell'effetto isolante con una coperta isolante in aerogel è il seguente:
Rispetto alla perdita di calore di 150 mm di alluminosilicato, il risparmio energetico utilizzando la soluzione di aerogel può superare i 40%.
Un calcolo comparativo dei due metodi mostra che il risparmio energetico annuo e i vantaggi del metodo dell'aerogel rispetto al metodo dell'alluminosilicato, calcolati per km di lunghezza del tubo, sono i seguenti:
*Calcolato sulla base di un funzionamento costante di 8000 ore, con un prezzo del calore di 70 RMB/GJ.
La lunga durata utile e l'elevata efficienza dei materiali aerogel consentono loro di creare un valore economico maggiore per i clienti nel lungo termine. I calcoli si basano su una vita utile di 3 anni per l'alluminosilicato e di 15 anni per la guaina in aerogel. In un periodo di 15 anni, le coperte isolanti in aerogel hanno ridotto il numero di installazioni di quattro volte rispetto alle coperte in alluminosilicato. L'investimento totale in coperte isolanti in aerogel sarà di circa 55% in meno rispetto ai materiali tradizionali. Ciò consentirà un risparmio medio di 91.770 RMB all'anno in costi di materiali e costruzione. Utilizzando coperte di aerogel al posto di quelle di alluminosilicato si può ottenere un profitto annuo di 362.150 yuan, mentre l'investimento aggiuntivo derivante dall'utilizzo di coperte di aerogel può essere recuperato in 1,7 anni. Durante il ciclo di vita utile del materiale aerogel (15 anni in questo esempio), l'uso dell'isolamento in aerogel nelle condotte accumulerà ulteriori vantaggi economici per gli utenti pari a circa 4.816.590.000 RMB (362.150 RMB*13,3 anni≈4.816.590.000).
Considerando l'intero ciclo di vita dei materiali aerogel, le soluzioni in aerogel riducono il numero di cicli di manutenzione e sostituzione rispetto alle tradizionali soluzioni in cotone isolante, abbassando i costi operativi e di manutenzione dell'isolamento delle condotte. Inoltre, consente di ottenere risparmi energetici, garantendo notevoli vantaggi economici ai clienti e riducendo sensibilmente i costi operativi e di gestione per le aziende.
Inoltre, le esclusive proprietà idrofobiche e traspiranti del materiale aerogel garantiscono la massima protezione contro la corrosione sotto isolamento (CUI).
La coperta isolante in aerogel è il materiale isolante più ideale per l'isolamento di condotte industriali, serbatoi, protezione antincendio e isolamento di automobili, edifici e altri settori.
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