थर्मल इन्सुलेशन | अपने सभी महत्वपूर्ण अवधारणाओं और अनुप्रयोगों

चर्चा का विषय: थर्मल इन्सुलेशन

  • थर्मल इंसुलेशन परिभाषा;
  • ऊष्मीय विसंवाहक
  • गर्मी और गर्मी हस्तांतरण
  • स्थानांतरण के थर्मल इन्सुलेशन मोड
  • थर्मल इन्सुलेशन क्यों? इसके उद्देश्य और आवश्यकताएं
  • थर्मल इन्सुलेशन के लाभ
  • थर्मल इन्सुलेशन के लिए प्रयुक्त सामग्री
  • थर्मल इन्सुलेशन के प्रकार
  • परमाणु क्षेत्र में थर्मल इन्सुलेशन
  • इन्सुलेशन के थर्मल गुण

थर्मल इंसुलेशन परिभाषा;

जब दो वस्तुएं एक दूसरे के साथ या विकिरण के प्रभाव में थर्मल संपर्क में होती हैं, तो संस्थाओं के बीच गर्मी हस्तांतरण की कमी को थर्मल इन्सुलेशन के रूप में जाना जाता है। यह काफी विपरीत है कि तापीय चालकता को किस रूप में परिभाषित किया जा सकता है। अनिवार्य रूप से, बहुत कम तापीय चालकता वाली एक वस्तु को एक अच्छी तरह से अछूता सामग्री माना जा सकता है। 

ऊष्मीय विसंवाहक

जबकि थर्मल इन्सुलेशन गर्मी हस्तांतरण की कमी की प्रक्रिया है, थर्मल इंसुलेटर ऐसी सामग्री है जो इन्सुलेशन प्रक्रिया को नियोजित करते हैं। यह ऊष्मा ऊर्जा को एक वस्तु से दूसरी वस्तु में स्थानांतरित होने से रोकता है। ऊष्मा ऊर्जा सिद्धांतों और अधिक को समझने के दौरान एक ऊष्मागतिकी के दृष्टिकोण से इसे विस्तार से देखा जा सकता है।

गर्मी इन्सुलेशन

यह ऊर्जा का एक रूप है जो तापमान नामक एक अन्य कारक पर निर्भर करता है। ऊष्मा के रूप में ऊर्जा का हस्तांतरण एक शरीर से दूसरे में तापमान अंतर में होता है। गर्मी आमतौर पर एक गर्म से ठंडे शरीर में बहती है। यह ऊष्मप्रवैगिकी के सिद्धांतों में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। यदि कोई शरीर ठंडा है, तो इसका मतलब है कि गर्मी को हटा दिया गया है और ठंड को नहीं जोड़ा गया है, जो ऊर्जा के इस रूप के बारे में एक मजेदार तथ्य लाता है।

गर्मी को तीन अलग-अलग तरीकों से स्थानांतरित किया जा सकता है।

  1. प्रवाहकत्त्व
  2. सम्मेलन
  3. विकिरण

चालन दो वस्तुओं के बीच ऊर्जा हस्तांतरण प्रक्रिया है जहां विनिमय के माध्यम सीधे संपर्क के माध्यम से होते हैं। उसी समय, संवहन पदार्थ के माध्यम से ऊर्जा का स्थानांतरण होता है, एक माध्यम के रूप में हवा का उपयोग करते हुए। विकिरण स्थानांतरण प्रक्रिया है जो बिना किसी माध्यम के होती है लेकिन विद्युत चुम्बकीय तरंगों की सहायता से होती है।

गर्मी हस्तांतरण के तीन रूपों से संबंधित तीन समीकरण निम्नानुसार हैं,

चालन: Q = [k · A · (Thot - Tcold)] / d

संवहन: Q = hc · A · (Ts - Tf)

विकिरण: P = e · σ · A · (Tr4 - Tc4) (स्टीफन-बोल्ट्जमन कानून का उपयोग करके)

स्थानांतरण के उन तरीकों के उदाहरण जो हमारे रोजमर्रा के जीवन में चालन के तहत मिल सकते हैं, एक गर्म कॉफी मग के संपर्क में होने पर हाथ में त्वरित हिल कणों के रूप में सरल हो सकते हैं। इसका मतलब है कि हाथ गर्म हो गया है जहां ऊर्जा का हस्तांतरण सीधे संपर्क के माध्यम से हुआ है। 

संवहन का एक विशिष्ट उदाहरण प्रशीतन होगा, जहां फ्रिज में रखे खाद्य पदार्थों को अनिवार्य रूप से हवा और अन्य शीतलक के संवहन के माध्यम से ठंडा किया जाएगा। 

विकिरण एक शून्य के माध्यम से स्थानांतरण की विधि है, जैसे कि पृथ्वी से पहुंचने वाले सूरज से गर्मी।

थर्मल इन्सुलेशन क्यों? इसके उद्देश्य और आवश्यकताएं

थर्मल इंसुलेशन का उद्देश्य व्यक्तिगत रिएक्टर के रूप में परमाणु रिएक्टर के रूप में जटिल के रूप में छोटे से कुछ में तापमान को कम करना है। थर्मल इन्सुलेशन घटक पर नमी या थर्मल प्रभाव से होने वाले नुकसान के खिलाफ निर्माण तत्वों को मजबूत करना है। थर्मल इन्सुलेशन के साथ सर्दियों के दौरान वस्तु या भाग पर पहनने को कम किया जा सकता है। इसी समय, गर्मियों के दौरान, ओवरहीटिंग काफी कम हो जाती है। 

थर्मल इन्सुलेशन के लाभ

थर्मल इन्सुलेशन एक इष्टतम वातावरण बनाता है जो गर्मियों के दौरान सर्दियों और ठंड में आसपास के वातावरण को गर्म रखता है, एक आरामदायक रहने और संचालन को सक्षम करता है। आरामदायक जीवन शैली के वातावरण की मांग के कारण, थर्मल इन्सुलेशन ऊर्जा संरक्षण और रखरखाव की लागत को बहुत बढ़ाता है। यह एक कमरे या कंटेनर की आंतरिक दीवारों पर नमी के जमाव को रोकने में मदद करता है जो तापमान और आर्द्रता के प्रभाव के कारण हो सकता है।

थर्मल इन्सुलेशन सामग्री

  1. शीसे रेशा
  2. पॉलीयूरीथेन फ़ोम
  3. सेलूलोज़
  4. polystyrene
  5. खनिज ऊन

थर्मल इन्सुलेशन रेशा: 

यह आधुनिक दिनों के घरों में थर्मल इन्सुलेशन विधि के लिए सबसे आम और अक्सर उपयोग किया जाता है। यह बारीक बुने हुए सिलिकॉन, पुनर्नवीनीकरण कांच के टुकड़ों और कांच के पाउडर वाले रेत कणों से प्राप्त होता है। 

शीसे रेशा या कांच के ऊन का उपयोग आमतौर पर ध्वनिक इन्सुलेशन सामग्री के रूप में किया जाता है, जो कि एक आंतरिक सामग्री होती है, जिसे छतों या लकड़ी के फर्श के नीचे लगाया जाता है। चूंकि फाइबरग्लास नम या नमी के संपर्क में होने पर अपना मूल्य इन्सुलेशन खो देता है, वे ज्यादातर घरों के अंदर और बाहर नहीं देखे जाते हैं।

सामग्री के इन्सुलेशन मान द्वारा दिए गए हैं,

  • घनत्व = 25 किग्रा / मी³
  • ताप भंडारण क्षमता = 800 J / kgK
  • अग्नि वर्ग => A2, S1, d0 (स्वयं और कम लौ क्षमता द्वारा बुझाना)
  • λ = 0.032 से लेकर डब्ल्यू डब्ल्यू डब्ल्यू / एमएल-के
  • प्रसार प्रतिरोध: 1

सेल्यूलोज:

इस प्रकार के थर्मल इन्सुलेशन विधि को आधुनिक-दिन में सबसे अधिक पर्यावरण के अनुकूल प्रक्रियाओं में से एक माना जाता है। सेलूलोज़ में 70-80% पुनर्नवीनीकरण डेनिम, कागज या कार्डबोर्ड के साथ ढीले फोम के रूप में इलाज किया जाता है (15% मात्रा) (NH)) ₄SO₄, बोरिक एसिड या बोरेक्स के साथ। यह अग्नि प्रतिरोध समाधानों के खिलाफ थर्मल इन्सुलेशन का सबसे अच्छा रूप माना जाता है जो अनिवार्य रूप से मध्यम गर्मी के नुकसान और लाभ संचरण के लिए उपयोग किया जाता है। 

सेलूलोज़ के गुण, 

  • तापीय चालकता = 40 mW / m · K 
  • R मान = R-2.6 से R-3.8 प्रति 100 मिमी 
  • घनत्व = 57 किग्रा / एम 3

खनिज ऊन:

ग्लास ऊन या खनिज ऊन का उपयोग इसके कार्यात्मक गुणों, आसान खरीद और सरल हैंडलिंग के लिए व्यापक रूप से किया जाता है। खनिज ऊन में पिघल या पुनर्नवीनीकरण ग्लास या पत्थर (रॉक ऊन) से निर्मित काता यार्न होता है। रॉक ऊन को बेसाल्ट से बनाया जाता है, जहां इन्सुलेशन के लिए एक ऊनी संरचना के लिए धागे को एक अनोखे तरीके से जोड़ा जाता है। इसके बाद ऊन को खनिज बैट या बोर्डों में संपीड़ित किया जाता है जिसे इन्सुलेशन प्रयोजनों के लिए बाजार से खरीदा जा सकता है। 

खनिज ऊन का उपयोग आम तौर पर गुहा की दीवारों, बाहरी दीवारों, विभाजन की दीवारों और संग्रहीत फर्श को इन्सुलेट करने के लिए किया जाता है। उन्हें बड़े पैमाने पर औद्योगिक अनुप्रयोगों जैसे मशीनों, एयर कंडीशनर, आदि में भी लगाया जाता है। 

गुण: 

  • λ = 0.03 डब्ल्यू / एमके से 0.04 डब्ल्यू / एमके
  • घनत्व = 30-200 किग्रा / मी kg
  • आर = 0.035 डब्ल्यू / एमके

पॉलीस्टाइनिन:

यह आमतौर पर स्टायरोफोम के रूप में भी जाना जाता है, एक जलरोधक थर्मोप्लास्टिक फोम है जो तापमान और ध्वनि को बहुत प्रभावी ढंग से इन्सुलेट करता है। वे दो प्रकार में आते हैं: ईपीएस (विस्तारित) और एक्सईपीएस (एक्सट्रूस्ड), लागत और प्रदर्शन में भिन्न। उनके पास इन्सुलेशन की बहुत चिकनी सतह होती है जो किसी अन्य प्रकार में नहीं मिलती है, आमतौर पर कट ब्लॉकों में बनाई जाती है, जिससे यह इन्सुलेशन के लिए बहुत आदर्श होता है। फोम कभी-कभी ज्वलनशील होता है और इसमें अग्निरोधी रसायन हेक्साब्रोमोसायक्लोडोडेकेन (HBCD) की कोटिंग की आवश्यकता होती है। 

इसके महत्वपूर्ण लाभ यह हैं कि इसमें शानदार कुशनिंग गुण, प्रकृति में हल्के, कम तापीय चालकता, और बहुत कम नमी को अवशोषित किया जाता है, ज्यादातर 98% हवा और 100% पुनर्नवीनीकरण। 

गुण: 

  • आर = 4-5.5
  • घनत्व = 0.05 ग्राम / सेमी 3
  • λ = 0.033 डब्ल्यू / (एम · के)
  • अपवर्तक सूचकांक = 1.6

पॉलीयूरीथेन फ़ोम:

यह ओजोन परत की क्षति को कम करने के लिए एक उड़ाने वाले एजेंट के रूप में गैर-क्लोरोफ्लोरोकार्बन (सीएफसी) का उपयोग करने वाले थर्मल इन्सुलेशन का सबसे प्रचुर और असाधारण रूप है। वे कम घनत्व वाले फोम होते हैं जो उनके गोले में कम चालकता गैस से युक्त होते हैं जो कि अछूता वाले क्षेत्रों पर छिड़का जा सकता है। 

वे सापेक्षता में हल्के होते हैं और लगभग 2lb / ft3 का वजन करते हैं। वे अग्निरोधक भी हैं और प्रत्यक्ष निर्धारण द्वारा ईंट ब्लॉक, कंक्रीट आदि जैसी सतहों पर उपयोग किया जाता है। फोम को वांछित आकार और आकार में काटकर अधूरा चिनाई के मामले में भी इसका उपयोग किया जाता है। फोम को फिर रचनात्मक चिपकने के साथ कवर किया जाता है, इसे चिनाई की सतह के खिलाफ दबाया जाता है और विस्तार फोम के साथ चादर के बीच जोड़ों को सील किया जाता है। 

गुण:

  • λ = 0.022 डब्ल्यू / एमके से 0.028 डब्ल्यू / एमके
  • घनत्व = 30 किग्रा / मी3 100 किलो / मीटर तक3
  • आर = 6.3 / इंच की मोटाई

थर्मल इन्सुलेशन के प्रकार

कंबल: लड़ाई और रोल इंसुलेशन

इन्सुलेशन का सबसे प्रसिद्ध और व्यापक रूप से सुलभ प्रकार ब्लैंकेट इन्सुलेशन है, जो बैट्स या रोल्स में आता है। यह लचीला फाइबर, शीसे रेशा शामिल हैं। बैट और रोल्स भी खनिज-ऊन, प्लास्टिक और प्राकृतिक फाइबर, जैसे कपास और भेड़ के ऊन से समाप्त होते हैं। कंबल इन्सुलेशन का उपयोग अधूरी दीवारों, फर्श, और छत में उपयोग किए जाने की संभावना है और इन इन्सुलेशन को आसानी से स्टड, जोस्ट्स और बीम के बीच में फिट किया जा सकता है। यह इन्सुलेशन प्रकार अत्यधिक उपयोग किया जाता है क्योंकि यह मानक स्टड और जोस्ट रिक्ति के लिए अनुकूल है जो तुलनात्मक रूप से विभिन्न अवरोधों से मुक्त है। दूसरों की तुलना में यह प्रकार अपेक्षाकृत महंगा भी है।

कंक्रीट ब्लॉक थर्मल इंसुलेशन

कंक्रीट ब्लॉक इन्सुलेशन को कई तरह से शामिल किया गया है, जैसे वांछित आर-मान प्राप्त करने के लिए कंक्रीट मिश्रण में फोम बीड या हवा को जोड़ना। कंक्रीट ब्लॉक इन्सुलेशन व्यापक रूप से अधूरा दीवारों के लिए उपयोग किया जाता है, नींव दीवारों सहित, और निर्माण और नवीकरण के लिए भी प्रमुखता से उपयोग किया जाता है। इंस्टॉलेशन के लिए विशिष्ट कौशल की आवश्यकता होती है जैसे मोर्टार, और सतह बॉन्डिंग का उपयोग किए बिना कंक्रीट ब्लॉकों को स्टैकिंग करना। कोर आर के वांछित मूल्यों को प्राप्त करने के लिए अछूता है, जो हमें मध्यम तापमान के साथ-साथ मदद करता है।

कंक्रीट फोम इन्सुलेट 

इसे बनाने में प्रयुक्त सामग्री फोम बोर्ड या फोम ब्लॉक है। इस तरह के इन्सुलेशन का उपयोग अधूरा दीवारों को पूरा करने के लिए किया जाता है, साथ ही नए निर्माण के लिए नींव की दीवारें। उन्हें भवन विधानसभा के एक भाग के रूप में भी शामिल किया गया है। इन्सुलेशन की यह श्रेणी निर्माण के लिए उपयोग में अत्यधिक है। चूंकि वे घर की दीवारों में निर्मित होते हैं, इसलिए यह थर्मल प्रतिरोध को बढ़ाता है।

कठोर रेशेदार या फाइबर इन्सुलेशन

फाइबर इन्सुलेशन को आत्मसात करने के लिए रेशा और खनिज ऊन का उपयोग किया जाता है। कठोर तंतुमय इन्सुलेशन का उपयोग उन क्षेत्रों में किया जाता है जो उच्च तापमान का सामना करते हैं और अक्सर बिना शर्त स्थानों में नलिकाओं के लिए उपयोग किया जाता है। फाइबर इन्सुलेशन एचवीएसी ठेकेदारों द्वारा स्थापित किया जाता है, आमतौर पर इन्सुलेशन का निर्माण होता है और उन्हें वेंट पर स्थापित किया जाता है। ये मुख्य रूप से उच्च अस्थायी सामना करने की क्षमता के कारण उपयोग किए जाते हैं।

संरचनात्मक अछूता पैनल (SIP)

यह मुख्य रूप से फोम-बोर्ड या तरल-फोम इन्सुलेशन कोर और स्ट्रॉ-कोर इन्सुलेशन है। वे अधूरी दीवारों, छत, फर्श और छतों के प्रारंभिक निर्माण में शामिल हैं। उन्हें निर्माण श्रमिकों द्वारा लागू किया जाता है जो दीवार और छत बनाने के लिए एसआईपी के साथ फिट होते हैं। इस प्रकार के इन्सुलेशन का उपयोग करने वाले भिक्षु पारंपरिक इन्सुलेशन की तुलना में सुसंगत और उच्च इन्सुलेशन प्रदान करते हैं। एसआईपी को लागू करने के लिए सीमित समय लगता है।

परमाणु क्षेत्र में थर्मल इन्सुलेशन

परमाणु ऊर्जा संयंत्र का सामान्य विचार यह है कि इसका उपयोग परमाणु विखंडन के साथ बिजली उत्पन्न करने के लिए किया जाता है। 

नाभिकीय रिएक्टर कोर ऊष्मा और कार्य उत्पादन में भारी मात्रा में ऊर्जा को जारी करने में एक विशेष उद्देश्य की पूर्ति करते हैं। एक कंटेनर में परमाणु रिएक्टर की भागीदारी एक बड़ी जगह है जो परमाणु भाप आपूर्ति प्रणाली (एनएसएसएस) को शामिल करती है।

 एनएसएसएस में एक रिएक्टर, वाल्व, पाइप, पंप और अन्य विभिन्न घटक और उपकरण हैं। एनएसएसएस एक बहुत ही शुद्ध शुद्ध धनात्मक भार पैदा करता है। रिएक्टर के अंदर गर्म पाइप और उपकरणों पर इन्सुलेशन का एक उद्देश्य है: नियंत्रण शीतलन भार को नियंत्रित करना। कन्टेनमेंट कूलिंग को एक वॉटर बॉडी (नदी, झील इत्यादि) या वाष्प संपीड़न शीतलन जैसे एयर कंडीशनिंग से सीधे जुड़े हुए ताप को हटाने के लिए किया जाता है। अगर परमाणु स्रोत गर्मी मानक में शीतलन दर की तुलना में अधिक गर्मी जारी करते हैं, तो परमाणु संयंत्रों की तकनीकी विशिष्टताओं को चिंतित किया जाएगा।

इन्सुलेशन के थर्मल गुण

इन्सुलेशन की चयन प्रक्रिया के दौरान चुने जाने वाले विशेष प्राथमिक विचार हैं। ये गुण चयनित सामग्री के साथ भिन्न होते हैं, ऊन से लेकर परमाणु रिएक्टर थर्मल इन्सुलेशन तक। इन्सुलेशन प्रकार के थर्मल गुणों में अंतर दक्षता, प्रदर्शन और स्थिरता की मात्रा में अंतर करता है। 

विचार किए जाने वाले विभिन्न गुण हैं: 

एमिसिटी (E):

Ε के रूप में लिखी गई सामग्री को एक समान तापमान पर एक काले शरीर द्वारा उत्सर्जित ऊर्जा के लिए सामग्री द्वारा विकिरणित ऊर्जा के अनुपात के रूप में परिभाषित किया गया है। आम आदमी की शर्तों में, यह थर्मल विकिरण जैसे अवरक्त ऊर्जा के रूप में ऊर्जा का उत्सर्जन करने में उपयोगी है।

तापीय चालकता (C):

इसे दो पिंडों के बीच इकाई तापमान अंतर के द्वारा कहा जा सकता है जो दी गई सामग्री के एक इकाई क्षेत्र के माध्यम से एक स्थिर-राज्य ऊष्मा प्रवाह की समय दर का अनुमान लगाते हैं। 

थर्मल इन्सुलेशन | अपने सभी महत्वपूर्ण अवधारणाओं और अनुप्रयोगों

तापमान सीमा:

तापमान के ऊपरी और निचले स्तर को इन्सुलेशन के लिए चुनी गई सामग्रियों से संतुष्ट होना चाहिए। 

थर्मल प्रतिरोध (आर-वैल्यू): दो सतहों के बीच तापमान का अंतर वस्तुओं की इकाई क्षेत्र (किमी) के माध्यम से एक इकाई गर्मी प्रवाह दर को प्रेरित करता है2/ डब्ल्यू)। 

थर्मल इन्सुलेशन | अपने सभी महत्वपूर्ण अवधारणाओं और अनुप्रयोगों

थर्मल संप्रेषण (यू):

एक विधानसभा के माध्यम से, गर्मी प्रवाह के समग्र प्रवाहकत्त्व को थर्मल संप्रेषण के रूप में गढ़ा जाता है। 

तापीय चालकता (k-value): 

थर्मल इन्सुलेशन | अपने सभी महत्वपूर्ण अवधारणाओं और अनुप्रयोगों

जहां, एल = सामग्री की मोटाई, (एम)

टी = तापमान, (के)

q = ऊष्मा प्रवाह दर, (W / m2)

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शक्तिवेल भास्कर के बारे में

थर्मल इन्सुलेशन | अपने सभी महत्वपूर्ण अवधारणाओं और अनुप्रयोगोंमेरा नाम शक्तिवेल भास्कर है, कोई है जो रोजमर्रा की जिंदगी में हमारे द्वारा उपयोग की जाने वाली चीजों के यांत्रिकी के बारे में उत्साही रहा है क्योंकि मुझे एक छोटा बच्चा होने पर आकर्षक खिलौने दिए गए थे। यह जुनून मैकेनिकल इंजीनियरिंग के लिए मेरे प्यार को जोड़ता है, जिसने मुझे उक्त क्षेत्र में अपनी मास्टर डिग्री पूरी करने के लिए प्रेरित किया। मैंने SAE, India और FS, UK द्वारा आयोजित दो परियोजनाओं पर काम किया है। वास्तविकता से मेरा बचना मेरा वैकल्पिक जुनून होगा, फुटबॉल जो मुझे अपने काम पर ध्यान केंद्रित करने में मदद करता है जब मैं उस पर थोड़ा समय बिताता हूं।

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