حول الأيروجيل، إليك ما تريد معرفته

ما هو الأيروجيل؟

الأيروجيل هو مادة مسامية مستمرة ثلاثية الأبعاد تتكون من مسام بحجم النانو وهيكل نانوي. تمنحه بنيته الفريدة خصائص لا مثيل لها مقارنة بالمواد التقليدية، وأبرزها التوصيل الحراري المنخفض للغاية.

حجم مسام الأيروجيل (20-50 نانومتر)

البنية المجهرية للأيروجيل

التوصيل الحراري لمواد العزل المختلفة

مبدأ عزل الأيروجيل

“تأثير ”المسار اللانهائي":

يمتد الهيكل الشبكي للأيروجيل مسار التوصيل الحراري بشكل لا نهائي، مما يجعل من الصعب توصيل الحرارة عند السطح البيني بين الغاز والصلب.

“تأثير ”الحمل الحراري الصفري":

حجم مسام الأيروجيل (20-50 نانومتر) أصغر من المسار الحر المتوسط للهواء (70 نانومتر)، مما يمنع الهواء الداخلي من التدفق بحرية.

“تأثير ”الحاجز الحراري اللانهائي":

يخلق الإطار الشبكي للأيروجيل “تأثير حاجز حراري لانهائي”، مما يوفر حماية ضد الإشعاع الحراري.

مواد الأيروجيل المركبة

من خلال الجمع بين الأيروجيل النانوي والمواد الأساسية مثل الألياف الزجاجية، والألياف السيراميكية، وغيرها، يتم دمج الأداء الممتاز للأيروجيل بسلاسة مع الركائز المرنة. وهذا يعظم خصائص الوزن الخفيف والعزل الحراري للأيروجيل، مع منحه المرونة والمتانة. كما يمتلك خصائص إضافية مثل عمر الخدمة الطويل للغاية، وأداء العزل الفائق، ومقاومة عالية للحريق، وخصائص ميكانيكية استثنائية، ويُستخدم على نطاق واسع في مجالات مثل الفضاء الجوي، وشبكات الطاقة الحرارية، والبتروكيماويات، ومركبات الطاقة الجديدة، والنقل بالسكك الحديدية، والإلكترونيات الاستهلاكية، والمنسوجات، وغيرها.

مثال تطبيقي

لعزل خطوط الأنابيب والمعدات الصناعية، مقارنة بحلول قطن العزل التقليدية، يوفر الأيروجيل ميزات الأمان، والصداقة البيئية، وكفاءة الطاقة، والفعالية العالية.

بأخذ خط أنابيب بخار صناعي متوسط إلى عالي الحرارة كمثال، يتم تركيبه فوق الأرض بدرجة حرارة بخار تبلغ 465 درجة مئوية، وضغط 5.3 ميجاباسكال، ومعدل تدفق 60 طن/ساعة، وقطر DN250. كان العزل الأصلي 150 مم من سيليكات الألومنيوم. مقارنة تأثير العزل مع بطانية عزل الأيروجيل كما يلي:

مقارنة بفقدان الحرارة مع 150 مم من سيليكات الألومنيوم، يمكن أن يتجاوز معدل توفير الطاقة باستخدام حل الأيروجيل 40%.

في حساب المقارنة بين المخططين، بالنسبة لمخطط سيليكات الألومنيوم، محسوبًا لكل كيلومتر من طول الأنبوب، فإن كمية توفير الطاقة السنوية وفوائد مخطط الأيروجيل هي كما يلي:

*يُحسب على أساس تشغيل ثابت لمدة 8000 ساعة، بسعر حرارة 70 يوان/جيجاجول.

نظرًا لعمر الخدمة الطويل والكفاءة العالية، يمكن لمواد الأيروجيل أن تخلق قيمة اقتصادية أكبر للعملاء على مدى فترة زمنية أطول. بناءً على عمر الخدمة الفعلي لألومينو-سيليكات الذي يبلغ 3 سنوات، وعمر الخدمة الفعلي لبطانية الأيروجيل الذي يبلغ 15 عامًا: على مدى 15 عامًا، يؤدي استخدام بطانية عزل الأيروجيل إلى تقليل عدد التركيبات بمقدار 4 مقارنة باستخدام بطانيات ألومينو-سيليكات. إجمالي الاستثمار في بطانيات عزل الأيروجيل أقل بنحو 55% من الاستثمار في المواد التقليدية. يؤدي هذا إلى توفير سنوي متوسط قدره 91,770 يوان في تكاليف المواد والبناء. استخدام بطانية الأيروجيل بدلاً من ألومينو-سيليكات يحقق ربحًا سنويًا قدره 362,150 يوان، ويمكن استرداد الاستثمار الإضافي في استخدام بطانية الأيروجيل في 1.7 سنة. خلال عمر خدمة مواد الأيروجيل (15 عامًا في هذا المثال)، يمكن أن يؤدي استخدام مواد عزل الأيروجيل على خطوط الأنابيب إلى تجميع حوالي 4.81659 مليون يوان (362,150 يوان * 13.3 سنة ≈ 4.81659 مليون يوان) من الفوائد الاقتصادية الإضافية للمستخدمين.

بالنظر إلى دورة الحياة الكاملة لمواد الأيروجيل، يقلل حل الأيروجيل من عدد دورات الصيانة والاستبدال مقارنة بحلول قطن العزل التقليدية، مما يقلل من تكاليف التشغيل والصيانة لعزل خطوط الأنابيب. بالإضافة إلى ذلك، يحقق توفيرًا في الطاقة، مما يخلق فوائد اقتصادية أكبر للعملاء ويقلل بشكل كبير من تكاليف الإدارة التشغيلية للشركات.

علاوة على ذلك، نظرًا للخصائص الفريدة لمواد الأيروجيل الطاردة للماء والمنفذة للهواء، فإنها تمنع إلى أقصى حد التآكل تحت العزل (CUI).

بطانيات عزل الأيروجيل هي مواد العزل الأكثر مثالية لعزل خطوط الأنابيب الصناعية، وعزل الخزانات، والحماية من الحرائق والعزل في السيارات، وعزل المباني، من بين مجالات أخرى.

منتجات الأيروجيل ذات الصلة

اطلب عرض أسعار لهذه المنتجات

حول الأيروجيل، إليك ما تريد معرفته

ما هو الأيروجيل؟

مبدأ عزل الأيروجيل

“تأثير ”المسار اللانهائي":

“تأثير ”الحمل الحراري الصفري":

“تأثير ”الحاجز الحراري اللانهائي":

مواد الأيروجيل المركبة

مثال تطبيقي

منتجات الأيروجيل ذات الصلة

مقالات وتطبيقات ذات صلة

بطانية إيروجيل معززة (AG90 Plus)

بطانية إيروجيل من الألياف الزجاجية الخاصة (AG90)

بطانية إيروجيل من الألياف العضوية (AG40)

فيلم الأيروجيل اللاصق الذاتي AGF-TADR