O que você precisa saber sobre aerogel

O que é aerogel?

Aerogel é um material poroso contínuo tridimensional que consiste em poros nanométricos e um nanoesqueleto. Sua estrutura única lhe confere propriedades incomparáveis quando comparado aos materiais convencionais, principalmente sua condutividade térmica extremamente baixa.

Tamanho dos poros do aerogel (20-50 nm)

Microestrutura do aerogel

Condutividade térmica de diferentes materiais de isolamento

O princípio isolante do aerogel

Efeitos do "Caminho Infinito":

O esqueleto em forma de malha do aerogel estende os caminhos de condução térmica infinitamente, dificultando a transmissão de calor na interface entre o gás e o sólido.

Efeito "Convecção Zero":

O tamanho dos poros do aerogel (20–50 nm) é menor que o caminho livre médio do ar (70 nm), portanto o ar em seu interior não pode fluir livremente.

Efeito "Barreira de Calor Infinita":

A estrutura de rede do aerogel cria um "efeito de barreira térmica infinita", bloqueando a radiação térmica.

Compósitos de aerogel

Ao combinar aerogel de nanoescala com substratos como fibras de vidro ou cerâmica, o desempenho superior do aerogel é perfeitamente integrado aos substratos flexíveis. Isso maximiza as propriedades leves e isolantes do aerogel, ao mesmo tempo que confere flexibilidade e resistência. Possui propriedades adicionais, como vida útil ultralonga, melhor desempenho de isolamento, alta resistência ao fogo e excelentes propriedades mecânicas, o que o torna amplamente aplicado em indústrias aeroespaciais, redes de energia térmica, petroquímicas, veículos de nova energia, transporte ferroviário, eletrodomésticos, têxteis e outros campos. mais.

Exemplos de aplicação

Comparado com as soluções tradicionais de algodão isolante, o aerogel é mais seguro, mais ecológico, mais eficiente em termos de energia e mais eficaz no isolamento de tubulações e equipamentos industriais.

Tomemos como exemplo uma tubulação industrial de vapor de média-alta temperatura. O gasoduto tem uma temperatura de vapor de 465°C, pressão de 5,3Mpa, vazão de 60t/h e diâmetro de DN250 e é instalado no alto. O isolamento original era de 150 mm de aluminossilicato. A comparação do efeito de isolamento com uma manta isolante de aerogel é a seguinte:

Comparado à perda de calor de 150 mm de aluminossilicato, a economia de energia usando a solução de aerogel pode exceder 40%.

Um cálculo comparativo dos dois métodos mostra que a economia anual de energia e os benefícios do método do aerogel em comparação ao método do aluminossilicato, calculados por km de comprimento de tubo, são os seguintes:

*Calculado com base em uma operação constante de 8000h, com um preço de aquecimento de 70 RMB/GJ.

A longa vida útil e a alta eficiência dos materiais de aerogel permitem que eles criem maior valor econômico para os clientes a longo prazo. Os cálculos são baseados em uma vida útil de 3 anos para o aluminossilicato e 15 anos para a manta de aerogel. Ao longo de um período de 15 anos, as mantas isolantes de aerogel reduziram o número de instalações em quatro em comparação às mantas de aluminossilicato. O investimento total em mantas isolantes de aerogel será aproximadamente 55% menor que os materiais tradicionais. Isso economizará uma média de RMB 91.770 por ano em custos de materiais e construção. O uso de mantas de aerogel em vez de aluminossilicatos pode gerar um lucro anual de 362.150 yuans, e o investimento adicional do uso de mantas de aerogel pode ser recuperado em 1,7 anos. Durante a vida útil do material de aerogel (15 anos neste exemplo), o uso de isolamento de aerogel em dutos acumulará benefícios econômicos adicionais para os usuários de aproximadamente RMB 4.816.590.000 (RMB 362.150*13,3 anos≈4.816.590.000).

Considerando todo o ciclo de vida dos materiais de aerogel, as soluções de aerogel reduzem o número de ciclos de manutenção e substituição em comparação às soluções tradicionais de algodão isolante, diminuindo os custos operacionais e de manutenção do isolamento de dutos. Além disso, também proporciona economia de energia, proporcionando benefícios econômicos significativos aos clientes e reduzindo significativamente os custos operacionais e de gestão para as empresas.

Além disso, as propriedades hidrofóbicas e respiráveis exclusivas do material de aerogel fornecem proteção máxima contra corrosão sob isolamento (CUI).

A manta isolante de aerogel é o material de isolamento mais ideal para isolamento de tubulações industriais, isolamento de tanques, proteção e isolamento contra incêndio de automóveis, isolamento de edifícios e outros campos.

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