Kriyojenik Sistemlerde Yalıtım

Kriyojenik
Sistemlerde Yalıtım
Çağlar CANŞE – 12522004(YL)
Onur YARAY – 11522104 (YL)
Can EKİCİ – 11522301 (DR)
Giriş
• Cyrogenic, kısaca çok düşük sıcaklıklarla ilgili
çalışarak bunların nasıl üretilip korunduğunu,
ayrıca malzemelerin bu sıcaklıklarda nasıl
davrandığıyla ilgilenen bir daldır.
GİRİŞ
• Endüstriyel amaçlar için kullanılan 120 K
sıcaklığın altındaki uygulamalar, kryojenik
uygulamalar tanımına girebilir.
• Sabit olarak ne kadar düşük sıcaklıklarda
çalışılmak isteniliyorsa o kadar iyi yalıtım
yapılmalıdır.
GİRİŞ
• Kryojenik izolasyon çeşitleri, uygulama alanlarına
göre optimize edilerek seçilir. Bu optimizasyonda
hesaba katılan faktörler ise;
ekonomi,uygunluk,ağırlık,hacim ve yalıtım
verimliliği olarak söylenebilir.
• Çok özel uygulamalar her zaman en iyi verimlilği
sağlayacak izolasyonla uyumlu olmayabilirler. Bu
gibi durumlarda verimlilik 2. plana atılarak uygun
olan izolasyon tipi seçilmelidir.
GİRİŞ
• Genel olarak termal izolasyon performansı
aşağıdaki faktörlere bağlıdır.
• -Sıcaklık
• -Sınır yüzeylerin yaydığı radyant enerji
• -Malzeme yoğunluğu
• -Malzeme içinde bulunan gazın basıncı
• -Nem oranı
• -Mekanik titreşimlerin etkisi
GİRİŞ
Cryogenic uygulamalarda kullanılan izolasyon
tiplerini altı başlık altında inceleyebiliriz.
• 1) Köpüklü(poliüretan) İzolasyon
• 2) Gaz doldurulmuş tozlar ve fiber malzemeler
• 3)Vakum İzolasyonu
• 4)Boşaltılmış gözenekli izolasyon
• 5)Çok katmanlı izolasyon
• 6)Opaklaştırılmış Tozlar
KÖPÜK İZOLASYONU
• İnşaat sektöründe kullanımı yaygın olan
poliüretan köpük, poliol ve MDİ(izosiyanat) adı
verilen iki kimyasal maddenin birleşmesiyle
meydana gelmektedir.
• Köpük, üretimi sırasında ortaya çıkan
karbondioksit gazından dolayı hücresel bir
yapıya sahiptir.
KÖPÜK İZOLASYONU
KÖPÜK İZOLASYONU
• Köpük izolasyonu kullanılan malzemeye göre,
poliüretan,polistren köpük,kauçuk,silikon
olarak gruplara ayrılırlar.
• Homojen malzeme olmadıklarından dolayı
termal iletkenlikleri, hücre
yoğunluğu,barındırdıkları gazlar ve sıcaklığa
göre değişmektedir.
KÖPÜK İZOLASYONU
• Aşağıda polistren köpük için termal iletkenliğin
yoğunluğa göre değişimini gösteren grafik
verilmiştir.
KÖPÜK İZOLASYONU
KÖPÜK İZOLASYONU
• Köpük bir kaç ay boyunca çevre havasına
maruz kalırsa hücrelerin içindeki
karbondioksitin yerini hava alır ve bu da
iletkenliği artırabilir. Bunun yanında köpüğün
hidrojen ve helyum içeren bir ortamda uzun
süre kalması durumunda ise bu sefer bu gazlar
boşluklara difüze olarak köpüğün termal
iletkenliğini yüksek iletkenliklerinden dolayı 34 kat artırabilirler…
KÖPÜK İZOLASYONU
• Bu izolasyonun en büyük dezavantajlarından
biri yüksek termal genleşme katsayısının
olmasıdır. Dolayısıyla belirli sıcaklık
değişimlerinde diğer malzemelere göre 2-5
kat(Al) veya 4-10 kat(çelik) fazla genleşebilirler.
Dolayısıyla metal yüzeylere direk olarak
uygulanmazlar...
KÖPÜK İZOLASYONU
KÖPÜK İZOLASYONU
KÖPÜK İZOLASYONU
İzolasyonun verimliliğini artıran faktörler:
• -Hücresel yapıların küçük ve birbirleriyle
temas etmiyor olması
• -Gaz basıncının düşürülmesi(decreasing mean
free path)
KÖPÜK İZOLASYONU
KÖPÜK İZOLASYONU
KÖPÜK İZOLASYONU
• Genel olarak köpük izolasyonunda termal
iletkenlik, dokular arasındaki gazların
kondüksiyonuna ve az da olsa radyasyonla ısı
transferine bağlıdır. Bu gazların dokulardan
çekilmesi ile termal iletkenlik azaltılabilir.
KÖPÜK İZOLASYONU
• Ayrıca cam ve silika köpükler kapalı hücrelere
sahip oldukları için dokulara difüze olabilecek
hava,hidrojen veya helyuma karşı bir engel
teşkil ederler. Ancak bu özellikleri onların
termal iletkenliklerinin çok düşük olduğunu
göstermez.
KÖPÜK İZOLASYONU
GAZ İÇEREN TOZ VE FİBER
MALZEMELER
• Düşük yoğunluktaki toz partikülleri ve fiberler
ile doku aralarında bulunan gazla sağlanan
yalıtımdır.
• Toz olarak kömür,perlit,silika-kömür karışımı,
fiber malzeme olarak da fiber glass(cam elyaf),
taş yünü kullanılmaktadır.
GAZ İÇEREN TOZ VE FİBER
MALZEMELER
• Bu yalıtımın en önemli özelliği, bu yalıtımdaki
kondüksiyon miktarının köpük izolasyonuna
göre ısı transfer yolunun süreksiz olması
dolayısıyla daha düşük olmasıdır. Ayrıca küçük
boşluklar içermesinden dolayı konveksiyonun
yok denecek kadar azaltılabilmesidir.
GAZ İÇEREN TOZ VE FİBER
MALZEMELER
GAZ İÇEREN TOZ VE FİBER
MALZEMELER
GAZ İÇEREN TOZ VE FİBER
MALZEMELER
GAZ İÇEREN TOZ VE FİBER
MALZEMELER
GAZ İÇEREN TOZ VE FİBER
MALZEMELER
GAZ İÇEREN TOZ VE FİBER
MALZEMELER
GAZ İÇEREN TOZ VE FİBER
MALZEMELER
• Aslında yalıtım içindeki toz ve fiberler ısı
akışını kısa devre yaparak termal iletkenliği
artırırlar, ancak çok kaliteli partikül
kullanıldığında, partiküller arası mesafe ‘mean
free path’ mesafesinden çok daha küçük olup,
bu olay termal iletkenliği bu sefer
azaltmaktadır.Dolayısıyla boşlukların toz ile
doldurulması ile yapılan yalıtım, boşlukta gaz
olmasına dayanan yalıtımdan daha etkilidir.
GAZ İÇEREN TOZ VE FİBER
MALZEMELER
• Bu yalıtımlarda difüzyonla içeri su buharı
girmesi durumunda içteki soğuk katmanlara
ilerleyen su buharı buralarda buz olarak tortu
bırakır ve termal iletkenliği bir hayli
artırırlar.Bu yüzden önlem olarak yalıtımın dış
sınırına hava kanalları açılabilir.
GAZ İÇEREN TOZ VE FİBER
MALZEMELER
• Diğer gazlar için de bu durumun önlenmesi
için soğuk yüzeyin sıcaklığının gazın
yoğunlaşma noktasının altında olmaması
gerekir. Bu sınırlar hava için 81,5 K, nitrojen
için 77 K’dir.77 K’nin altındaki çalışmalarda
pratikte uygulanan en verimli gaz helyumdur..
• Uygulama seçiminde titreşimler göz ardı
edilmemelidir.
GAZ İÇEREN TOZ VE FİBER
MALZEMELER
GAZ İÇEREN TOZ VE FİBER
MALZEMELER
GAZ İÇEREN TOZ VE FİBER
MALZEMELER
GAZ İÇEREN TOZ VE FİBER
MALZEMELER
Nusselt’in Termal İletkenlik Formülü
Vr , partikül hacminin/ toplam hacme oranı
ks, katı malzemenin ısıl iletkenliği
kg , Yalıtım içindeki gazın ısıl iletkenliği
σ, Stefan Boltzman Sabiti (0,1714 x 10-8 Btu/hr.ft2. ᵒR4)
T, izolasyon sıcaklığı
d, partikül çapı
GAZ İÇEREN TOZ VE FİBER
MALZEMELER
Vakumlu Yalıtım Sistemleri
• Kriyojenik sistemlerin izole edilmesinde
kullanılan başlıca yöntemlerden biri de
vakumlu yalıtım sistemleridir.
• Vakumlu yalıtım sistemleri ilk olarak İskoç
fizikçi James Dewar tarafından tasarlanmıştır.
Bu tasarımına ithafen tasarımı literatürde
‘’Dewar Kanalı’’ olarak adlandırılmıştır.
Vakumlu Yalıtım Sistemleri
• Bu sistemlerin tasarım bazında en büyük getirisi
gazların iletimle ve taşınımla ısı transferini
engelleyebiliyor oluşudur.
• Uygun katı yalıtkanların desteğini aldığı durumda
radyasyon ve taşınımla ısı transferinin de büyük
oranda önüne geçebilmektedir.
• En yaygın kullanılan iki tip Dewar kanalı ise Pyrex
Glass ve metal kanallardır.
Vakumlu Yalıtım Sistemleri
Pyrex Glass
• Bu tip yalıtımda kriyojenik
maddeyi depolayan cam tüpün
dışında, aradaki hacmin
vakumlandığı bir cam tüp daha
bulunmaktadır.
• Dış tüpün dış yüzeyi ise gümüşle
kaplanmıştır. Böylelikle taşınımla
ısı transferi miktarının
azaltılması amaçlanmıştır.
Vakumlu Yalıtım Sistemleri
Metal Tüpler
• Bu tip yalıtımda da kriyojenik
maddeyi depolayan tüpün dışında,
aradaki hacmin vakumlandığı bir
tüp daha bulunmaktadır ancak tüp
malzemesi bakırdır.
• Bakırın yüzey pürüzlülüğünün çok
düşük olması nedeniyle
sürtünmelerin önüne geçileceği ve
vakum etkisinin daha uzun süre
korunabileceği görüşü
savunulmaktadır.
• Bakır malzeme lehimleme
yöntemiyle birleştirilmektedir.
Vakumlu Yalıtım Sistemleri
Radyasyonla Isı Transferi
• Seçilecek malzeme ve tüpün geometrik tasarımı saklanması
düşünülen kriyojenik maddenin tipine ve miktarına bağlı olarak
değişmektedir.
• Radyasyonla gerçekleşen ısı transfer miktarını bulmak için
Stefan-Boltzmann denkliğinden yararlanılır. İki yüzey arası
transfer miktarı ise yine benzer bir türetmeyle elde edilir.
e: Toplam yayınım
T: Sıcaklık
A: Toplam Isı Transfer Alanı
σ: Sabit (5,67x10^-12)
Vakumlu Yalıtım Sistemleri
• Yalıtımın geometrisine bağlı olarak ısı transfer miktarı değişmektedir.
• Aşağıdaki tabloda gri yüzeylerde farklı geometriler için yayınma
katsayıları verilmiştir. e değerleri iki yüzeyin farklı malzemelerden
olması durumu göz önüne alınarak formülize edilmiştir.
Vakumlu Yalıtım Sistemleri
• Seçilecek malzeme türü de radyasyonla ısı transferi miktarına
doğrudan etkimektedir.
• Aşağıdaki tabloda farklı malzemeler için 300 ̊K sıcaklığında bir
kaynaktan farklı sıcaklık aralıklarındaki yüzeylere birim zamanda
gerçekleşen transfer miktarına bağlı olarak iletim katsayıları
verilmiştir.
Vakumlu Yalıtım Sistemleri
• Tüp malzemesinin ısı transfer miktarı çeşitli mekanik yüzey işlemleri
ile değişime tabi tutulabilmektedir.
• Aşağıdaki tabloda çeşitli malzemeler için yapılan yüzey işlemleri
sonrası ısı transfer katsayılarının değişimi gösterilmektedir. Bu
tabloya göre yüzey düzenleme ve pürüzlülüğü azaltma işlemleriyle
yayınım gücü azalmaktadır.
Vakumlu Yalıtım Sistemleri
• Düşük sıcaklıklar için yapılan deneyler sonucu elde edilen ortak veriler
şöyledir;
• En iyi reflektör görevindeki malzemeler aynı zamanda en iyi elektrik
iletkenleridir(bakır,gümüş,altın,alüminyum).
• Yayınım sıcaklık düşüşüyle düşmektedir.
• İyi reflektörlerin yayınım gücü iyi yüzey kontaminasyonu ile artmaktadır.
• Bir metali iyi bir reflektörle alaşımlamak yayınım gücünü azaltır.
• Yüzey düzenleme ve pürüzlülüğü azaltma işlemleriyle yayınım gücü
artmakta, vakum yüzeylerde ise sürtünme etkisini azalttığı için yayınım
gücü azalmaktadır.
• Görsel değişimler, yayınma gücü konusunda uzun dalga boylu yayınımlarda
güvenilir bir kriter değildir.
Vakumlu Yalıtım Sistemleri
• Kinetik teoriye göre kısa mesafeli ısı transferlerinde basınç değişimi
oldukça düşük olduğundan etkisi ihmal edilmektedir.
• Basınç değişiminin etki alanı, ısı transferinde serbest akım alanı
olarak bilinen mesafenin belirlenmesinde rol oynamaktadır. Basınç
etkisiyle moleküler hareketin salınım alanı kısıtlanır ve bu ısı transfer
katsayılarını artış yönünde etkiler.
Vakumlu Yalıtım Sistemleri
Gaz Kaçakları
• Vakum etkisindeki alanlarda zamanla ölçülür miktarda gaz kaçakları
yaşanabilmekte, bu durum radyasyonla ısı transferine olumsuz etkimektedir.
• Bu kaçakların başlıca nedeni vakum alanındaki gazın içinde bulunan harici
gazlardır. Oluşan yoğunluk farkı nedeniyle vakum alanında hareketlenmeler
ve kaçakların oluşumu kaçınılmazdır. Isıtma yöntemiyle bu gazın giderilmesi
mümkündür ancak özellikle metal yüzeylerde tercih edilmemektedir.
• Çeşitli solventler, teflon, polietilen, polistren ve epoksi katkılı yüzey
oluşumları, absorber etkileri nedeniyle kaçakların giderilmesinde önlem
olarak sunulabilir.
• Sistemin çeşitli solüsyonlarla temizliğinin yapılması da bu yoğunluk farkları
oluşumunun önüne geçtiğinden bir önlem olarak gösterilmektedir.
Vakumlu Yalıtım Sistemleri
Gaz Gidericiler
• Vakum alanında oluşan çeşitli kimyasal reaksiyonlar ve
adsorpsiyonlar sonrası oluşan gazların tahliyesi gerekmektedir.
• Belirlenen en geçerli üç yöntem ise;
• Kimyasal gaz alma işlemi,
• Solüsyonlar ile gaz alma işlemi,
• Adsorbentler ile gaz alma işlemi.
Vakumlu Yalıtım Sistemleri
Isı Transferinde Destek Sistemler - Malzeme
• Isı iletim katsayısı, gerilme katsayısı ve elastisite modülü destek
sistemlerinin tasarımında en önemli parametrelerdir.
• Bu parametrelerden ısı iletim katsayısı ile maksimum çalışma
gerilmesi miktarlarının oranları belirleyici faktörlerin başında gelir.
• Bu oranlar göz önüne alındığında endüstriyel ürünler olan
Dacron,Nomex ve glass-fiber maddelerinin paslanmaz çelik ve
titanyum alaşmlarına göre daha seçkin oldukları görülmektedir.
• Öte yandan tasarıma ait özel koşullara bakılarak maksimum yükte
uzama yüzdesi ve ısıl genleşme katsayısı gibi parametreler de göz
önüne alınmalıdır.
Vakumlu Yalıtım Sistemleri
Isı Transferinde Destek Sistemler - Malzeme
Vakumlu Yalıtım Sistemleri
Isı Transferinde Destek Sistemler - Gerilme
• Vakum sistemlerde gerilmeleri azaltmak amacıyla çeşitli destek
sistemleri geliştirilmiştir. Bunlardan en yaygın ikisi aşağıda
gösterilmiştir.
• İlk sistem 3 adet rijit destekle, diğer sistem ise tanka farklı
noktalardan bağlanan ve yer değişikliği yapılabilen destekle gösterim
şeklinde özetlenmiştir.
Toz Vakumlu Yalıtım Sistemleri
• Yalıtımı sağlayan alana brüt yoğunluğu, yani gazla dolu hali katı
materyallere nazaran daha az hacim kaplayan tozlarla destek
verildiği durumlarda ısı transfer oranlarının düştüğü
gözlemlenmiştir.
• Bu tozların desteklediği gazın yalıtım alanına basınçlı gönderimi
esnasında görünür ısı iletimi belirli bir noktaya kadar değişim
göstermemiş ancak deneylerle belirlenen bir basınç aralığından
sonra artış göstermiştir.
Toz Vakumlu Yalıtım Sistemleri
• Perlit: Volkanik camsı taşlardan elde edilir. Çok yüksek
sıcaklıklarda genişleme gösterir. Poroz yapısı nedeniyle
düşük yoğunluklu bir maddedir. Kolay elde edilirliği
nedeniyle tercih oranı yüksektir.
• Kolloidal Silika: Silikon tetraklorid maddesinin sıcak gaz
ortamında hidrolizi (1100 ̊C) sonucu ortaya çıkan beyaz
ve kabarık bir maddedir.
• Silika Aerogel: Su ile alkolün yer değişimi ile hazırlanan
bir jeldir. Daha sonra alkolün çekilmesi ile katı tutucu
bir madde ortaya çıkar. Bu maddenin metalik maddeler
ve karbonla karışımı yalıtımda kullanılır.
Toz Vakumlu Yalıtım Sistemleri
• Özellikle dielektrik maddelerin toz olarak kullanıldığı sistemlere metalik
tozların katkısı ile ısı transfer miktarı azaltılabilir.
• Aşağıdaki grafikte bu dielektrik maddelere (Cab-O-Sil,perlit,Sancotel)
alüminyum tozu ilavesi sonrası ısıl iletkenliklerindeki değişimi
gözlemleyebiliriz.
• İletimdeki değişim ilave edilen Al tozunun miktarına bağlı olarak
değişkenlik göstermektedir ve bu etki Cab-O-Sil maddesinde perlite göre
daha yüksektir.
Toz Vakumlu Yalıtım Sistemleri
Perlit
Kolloidal Silika
Silika Aerogel
Toz Vakumlu Yalıtım Sistemleri
• Toz vakumlu izolasyon sistemleri yüksek vakumlu ve
çok katmanlı yalıtım sistemlerinden daha az etkindir.
• Yine de bu toz maddeler adsorber etki göstererek
belirgin miktarda nemi hapseder ve vakum alanının
kuru olmasını sağlar.
• Buna ek olarak bu tozlar vakum pompalarına doğru
filtrasyon uygulanmazsa yalıtım alanında ve pompa
gövdesinde aşınmalara neden olabilir.
Opaklaştırılmış Toz Vakumlu Yalıtım
Sistemleri
• Toz vakumlu sistemlere bakır ya da aluminyum pullar
eklenerek oluşturulan yalıtım sistemidir.
• Bu pulların ilavesi ile radyasyonla ısı transferinde büyük
oranda düşüş gözlemlenmiştir. Yalıtımda metal pulların
kulanım oranının ise toz içinde yaklaşık %35-50
arasında optimum olduğu tespit edilmiştir.
• Aşağıdaki grafikte metal pulların katkı oranlarına göre
ısı transfer miktarının değişimini gözlemleyebiliriz.
Opaklaştırılmış Toz Vakumlu Yalıtım
Sistemleri
• Grafiğe bakıldığında
optimum oranın
%45 dolaylarında
olduğu
görülmektedir.
Opaklaştırılmış Toz Vakumlu Yalıtım
Sistemleri
• Opaklaştırılmış toz sistemlerde, vakum alanında
oluşması muhtemel titreşimler sonucu tozun opak
metal maddelere zarar verme ihtimali vardır.
• Ayrıca metal pulların çarpışarak paket vaziyete geçmesi
ısı transfer miktarına artış yönünde etki eder.
• Alüminyum tozlar oksijenle birleştiğinde yanma
sıcaklığı çok yüksektir ve bu sistemde çeşitli mekanik
sorunlara neden olabilir. Dolayısıyla bakır malzeme
daha yoğun tercih edilmektedir.
Çok Katmanlı Yalıtım
Genel Bilgi
• Çok katmanlı yalıtım ilk olarak 1951 yılında
İsveçli Petersen tarafından geliştirilmiştir.
Çok Katmanlı Yalıtım
Çok Katmanlı Yalıtım
• Alternatif birden fazla katmandan oluşur.
• Yüksek yansıtıcılığa sahip tabakalar (shield)
• Düşük iletkenliğe sahip ayırıcılar (spacer)
• Katmanlar arası çok iyi vakum
Çok Katmanlı Yalıtım
• Tabakalar arası vakum
taşınım etkisinin
azalmasını sağlayacaktır.
• Yüksek yansıtıcılık
radyasyon etkisi açısından
önemlidir.
Çok Katmanlı Yalıtım
• Yüksek yansıtıcı katmanlar
için genellikle Al, Cu veya
alimunized mylar denilen
bir çeşit film malzemesi
kullanılır. Bu malzeme
fiberglas vb. yalıtım
malzemesinin mekanik
dayanımın aliminyum ile
kaplanarak artırılması
sonucu elde edilir.
Çok Katmanlı Yalıtım
• Her bir yalıtım elemanının kendine has bir özelliği
bulunmaktadır.
• Yansıtıcı plaka (shield): Yüksek yansıtıcılıkla
birlikte radyasyonla ısı transferini düşürürler.
• Ayırıcılar (spacer): Naylon ayırıcılar çok düşük ısıl
iletkenliğe sahiplerdir, böylece iletimle ısı
transferini düşürürler.
• Katmanlar arası vakum: Vakumun mükemmele
yakın olması katmanlar arasındaki oluşacak
konveksiyon ile ısı transferini düşürecektir.
Çok Katmanlı Yalıtım
• Özetle; çok katmanlı yalıtımda ısı transferinin tüm
çeşitleri (radyasyon, taşınım, iletim) minimuma
indirilmeye çalışılmaktadır.
• Düşük ısıl iletkenliğe sahip ve az noktaya dokunan
spacer kullanılarak kondüksiyon, yüksek vakum ile
konveksiyon, yüksek yansıtıcılıkta bir çok katman
plaka (shield) kullanılarak radyasyon etkileri
bertaraf edilmeye çalışılmaktadır.
Çok Katmanlı Yalıtım
Çok Katmanlı Yalıtım
• Her bir katmanın kalınlığı genellikle 6 µm
civarındadır.
• Katmanlar arasında kalan artık gaz miktarı
konveksiyon değerini etkileyecektir.
• Optimum performans için vakum değerinin
7,5E-05 Torr civarında olması gerekmektedir.
• 1 Torr = 133,32 Pascal
Çok Katmanlı Yalıtım
• Optimum performans için MLI ısı transferi
yönüne dik olmalıdır.
Çok Katmanlı Yalıtım
Çok Katmanlı Yalıtım
• Yalıtım performansı = f (a,b,c,d,e)
a: uygulanan sıkıştırma yükü
b: katman sayısı
c: gaz tipi ve basıncı
d: delik boyutları ve sayıları
e: çalışma sıcaklığı
Çok Katmanlı Yalıtım
Çok Katmanlı Yalıtım
Vakum ile MLI performans ilişkisi
• Sıcaklık kontrol altında
• Yoğunluk: 24 katman/cm
Çok Katmanlı Yalıtım
MLI Yığınının Yoğunluğu
• MLI yığınının yoğunluğu yalıtım için önemli bir
parametredir.
Her bir yansıtıcı plakanın kalınlığı
Her bir yansıtıcı plakanın yoğunluğu
Spacer birim alanı
Birim kalınlığa düşen katman sayısı
Birim alana düşen toplam kütle
Birim hacme düşen yoğunluk
(N plaka için)
Çok Katmanlı Yalıtım
Farklı Malzemelerin Değerleri
Vakum: 1E-05 Torr
Sıcaklık şartları aynı
Çok Katmanlı Yalıtım
MLI için Isı Transferi Denklemleri
1 no’lu plaka için denklem
Çok Katmanlı Yalıtım
N adet katman için düzenlenirse;
İlk başta katman sayısı artarken radyasyon
ile ısı transferindeki düşüş katı iletimdeki
yükselişten daha fazladır. Fakat grafiğin alt
noktasından sonra katı iletimden
kaynaklanan ısı transferi artış hızı
radyasyon ile ısı transferinin düşüş
hızından daha hızlıdır.
Çok Katmanlı Yalıtım
Yapılmış bir çalışmadan örnek
Çok Katmanlı Yalıtım
Değişik Yalıtım Malzemelerine Bakış
Çok Katmanlı Yalıtım
Kriyojenik Sistemlerde Kullanımı
MLI’nin kriyojenik sistemlerde kullanımı yaygındır.
Uzay uygulamaları ve parçacık hızlandırmalarda
yaygın olarak kullanılırlar.
Çok Katmanlı Yalıtım
Kriyojenik Sistemlerde Kullanımı
Burada flexible bir hatta kullanım
görülmektedir.
Çok Katmanlı Yalıtım
Kriyojenik Sistemlerde Kullanımı
Flexible sistemler için bir tasarım
Çok Katmanlı Yalıtım
Kriyojenik Sistemlerde Kullanımı
Flexible sistemler için bir tasarım
Çok Katmanlı Yalıtım
Sarmal Çok Katmanlı Yalıtım
Tank Yalıtımı
Çok Katmanlı Yalıtım
Sarmal Çok Katmanlı Yalıtım
• Kryojenik bir çok
sistemde, kryojenik
akışkan içeren
borulama ve
tüplerde yalıtım
uygulanır.
Çok Katmanlı Yalıtım
Yorumlar
• Vakum ortamında dominant olan ısı tranfer tipi
radyasyondur. (Örn: Uzay, havasız ortam)
• MLI, yüksek yansıtıcı plakalar ve düşük iletime
sahip spacerlardan oluşan katmanları içerir.
• MLI, iyi vakum uygulanırsa 77 K ve 4 K sıcaklıkları
arasında daha verimlidir.
• Optimum plaka yoğunluğunda ısı geçiş katsayısı
minimum olacaktır.
Teşekkürler.