Giới thiệu về Aerogel: Những điều quý khách muốn biết
Aerogel là gì?
Aerogel là vật liệu xốp liên tục ba chiều, được cấu thành từ các lỗ xốp kích thước nano và khung nano. Cấu trúc độc đáo này mang lại cho aerogel những đặc tính vượt trội so với vật liệu thông thường, trong đó nổi bật nhất là độ dẫn nhiệt cực thấp.
Kích thước lỗ xốp của aerogel (20-50nm)
Cấu trúc vi mô của aerogel
Độ dẫn nhiệt của các vật liệu cách nhiệt khác nhau
Nguyên lý cách nhiệt của aerogel
Hiệu ứng “đường dẫn vô hạn”:
Khung dạng lưới của aerogel kéo dài vô hạn đường dẫn truyền nhiệt, khiến nhiệt khó được dẫn truyền tại bề mặt tiếp xúc khí–rắn.
Hiệu ứng “đối lưu bằng không”:
Kích thước lỗ xốp của aerogel (20-50nm) nhỏ hơn quãng đường tự do trung bình của không khí (70nm), ngăn không khí bên trong lưu thông tự do.
Hiệu ứng “rào cản nhiệt vô hạn”:
Khung mạng của aerogel tạo ra “hiệu ứng rào cản nhiệt vô hạn”, giúp che chắn bức xạ nhiệt.
Vật liệu composite aerogel
Bằng cách kết hợp aerogel kích thước nano với các vật liệu nền như sợi thủy tinh, sợi gốm, v.v., hiệu suất vượt trội của aerogel được tích hợp liền mạch vào các chất nền linh hoạt. Điều này tối đa hóa đặc tính nhẹ và khả năng cách nhiệt của aerogel, đồng thời mang lại độ linh hoạt và độ dai. Sản phẩm còn có thêm các đặc tính như tuổi thọ sử dụng rất dài, hiệu suất cách nhiệt vượt trội, khả năng chống cháy cao và tính chất cơ học đặc biệt, được ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực như hàng không vũ trụ, mạng lưới nhiệt điện, hóa dầu, xe năng lượng mới, giao thông đường sắt, điện tử tiêu dùng, dệt may, v.v.
Ví dụ ứng dụng
Đối với cách nhiệt đường ống và thiết bị công nghiệp, so với các giải pháp bông cách nhiệt truyền thống, aerogel mang lại các đặc tính an toàn, thân thiện với môi trường, tiết kiệm năng lượng và hiệu quả cao.
Lấy một đường ống hơi công nghiệp có nhiệt độ trung bình đến cao làm ví dụ: đường ống được đặt trên cao, nhiệt độ hơi 465°C, áp suất 5.3Mpa, lưu lượng 60t/h và đường kính DN250. Lớp cách nhiệt ban đầu là 150mm aluminosilicate. Kết quả so sánh hiệu quả cách nhiệt với chăn cách nhiệt Aerogel như sau:
Lấy một đường ống hơi công nghiệp có nhiệt độ trung bình đến cao làm ví dụ: đường ống được đặt trên cao, nhiệt độ hơi 465°C, áp suất 5.3Mpa, lưu lượng 60t/h và đường kính DN250. Lớp cách nhiệt ban đầu là 150mm aluminosilicate. Kết quả so sánh hiệu quả cách nhiệt với chăn cách nhiệt Aerogel như sau:
So với tổn thất nhiệt của lớp aluminosilicate dày 150mm, tỷ lệ tiết kiệm năng lượng khi sử dụng giải pháp aerogel có thể vượt quá 40%.
Trong phép tính so sánh giữa hai phương án, lấy phương án aluminosilicate làm mốc, tính trên mỗi km chiều dài đường ống, lượng năng lượng tiết kiệm được hằng năm và lợi ích của phương án aerogel như sau:
*Tính toán dựa trên chế độ vận hành liên tục 8000h, với giá nhiệt là 70 RMB/GJ.
Do tuổi thọ dài và hiệu suất cao, vật liệu aerogel có thể tạo ra giá trị kinh tế lớn hơn cho khách hàng trong thời gian dài hơn. Tính toán dựa trên tuổi thọ hiệu dụng của aluminosilicate là 3 năm và tuổi thọ hiệu dụng của chăn aerogel là 15 năm: trong 15 năm, sử dụng chăn cách nhiệt aerogel giảm số lần lắp đặt 4 lần so với sử dụng chăn aluminosilicate. Tổng đầu tư cho chăn cách nhiệt aerogel thấp hơn khoảng 55% so với vật liệu truyền thống. Điều này dẫn đến tiết kiệm trung bình hàng năm 91.770 RMB trong chi phí vật liệu và thi công. Sử dụng chăn aerogel thay cho aluminosilicate mang lại lợi nhuận hàng năm là 362.150 nhân dân tệ, và khoản đầu tư bổ sung khi sử dụng chăn aerogel có thể thu hồi trong 1,7 năm. Trong suốt thời gian sử dụng của vật liệu aerogel (15 năm trong ví dụ này), sử dụng vật liệu cách nhiệt aerogel trên đường ống có thể tích lũy khoảng 4,81659 triệu RMB (362.150 RMB * 13,3 năm ≈ 4,81659 triệu RMB) lợi ích kinh tế bổ sung cho người dùng.
Xét trên toàn bộ vòng đời của vật liệu aerogel, giải pháp aerogel giúp giảm số chu kỳ bảo trì và thay thế so với các giải pháp bông cách nhiệt truyền thống, từ đó giảm chi phí vận hành và bảo trì hệ thống cách nhiệt đường ống. Ngoài ra, giải pháp này còn tiết kiệm năng lượng, tạo ra lợi ích kinh tế lớn hơn cho khách hàng và giảm đáng kể chi phí quản lý vận hành cho doanh nghiệp.
Hơn nữa, nhờ đặc tính kỵ nước và thoáng khí độc đáo của vật liệu aerogel, giải pháp này tối đa hóa việc ngăn ngừa ăn mòn dưới lớp cách nhiệt (CUI).
Chăn cách nhiệt aerogel là vật liệu cách nhiệt lý tưởng nhất cho cách nhiệt đường ống công nghiệp, cách nhiệt bồn chứa, chống cháy và cách nhiệt ô tô, cũng như cách nhiệt tòa nhà và các lĩnh vực khác.
Aerogel silica: Chuẩn mực thương mại
Aerogel silica, trên nền SiO2, là chuẩn mực thương mại cho gần như mọi sản phẩm aerogel cách nhiệt tại đây. Mạng lưới lỗ nano của nó mang lại các đặc tính nêu trên với chi phí khả thi.
Cấu trúc nano của Aerogel
Thuật ngữ aerogel nano dùng để chỉ mạng lưới lỗ xốp dưới 70 nm đó. Đó là cấu trúc chứ không phải một vật liệu riêng biệt, và chính cấu trúc này kéo dài đường truyền nhiệt và ngăn cản sự đối lưu.
Độ dẫn nhiệt của Aerogel: Cái nhìn tổng quan
Đối với người chỉ định, độ dẫn nhiệt của aerogel từ 0,019 đến 0,021 W trên m K ở 25 C là con số quan trọng để so sánh với bông khoáng hoặc xốp.
Đọc thêm: aerogel là gì? Hướng dẫn cho người mua
Anchor-Aerogel cung cấp vật liệu cách nhiệt aerogel công nghiệp – chăn cách nhiệt, tấm cứng, lớp phủ và màng cho đường ống, tòa nhà, LNG và điện tử, từ -200°C đến 850°C.
Đối với sản phẩm cấp cách nhiệt aerogel – chăn cách nhiệt Aerogel, tấm cứng Aerogel, lớp phủ Aerogel và màng Aerogel từ -200°C đến 850°C – truy cập trang chủ Anchor-Aerogel.
Bài viết & ứng dụng liên quan
Cách nhiệt Aerogel cho Thiết bị Công nghiệp: Một Trường hợp Cải tạo Đường ống Hơi Thực tế
Tấm nỉ aerogel và lớp phủ Aerogel dùng để cách nhiệt thiết bị công nghiệp và đường ống. Giảm tổn thất năng lượng và...
Đọc thêm →
Aerogel cách nhiệt đường ống công nghiệp: Độ dày chỉ bằng một phần ba, hiệu suất tương đương
Cách chăn cách nhiệt aerogel giảm tổn thất nhiệt và ngưng tụ trên đường ống công nghiệp. Mỏng hơn i...
Đọc thêm →
Chăn Aerogel cho Lưu trữ & Vận chuyển LNG: Hiệu suất Đông lạnh Đã được Chứng minh
Bông aerogel cho bồn chứa LNG và đường ống đông lạnh. Cách nhiệt ổn định từ -200°C, kỵ nước và...
Đọc thêm →
Bột & Huyền phù Aerogel: Chất độn chức năng cho lớp phủ và vật liệu tổng hợp
Cách bột aerogel và bột nhão được sử dụng trong lớp phủ, vật liệu tổng hợp và cách nhiệt. Khám phá các ứng dụng chính...
Đọc thêm →