EN ISO 8497 Aislamiento térmico: determinación de las propiedades de transferencia de calor en estado estacionario del aislamiento térmico para tubos circulares.

En la norma “EN ISO 8497 Aislamiento térmico. Determinación de las propiedades de transferencia de calor en estado estacionario del aislamiento térmico para tuberías circulares”, que se basa en una norma europea y está publicada por la Organización Internacional de Normalización (ISO), se especifican los requisitos de rendimiento del dispositivo, pero no se define el diseño del dispositivo. Esta norma es generalmente válida para tuberías circulares que operan a temperaturas superiores a la temperatura ambiente. El tipo de muestra, las temperaturas y las condiciones de prueba a las que se aplica esta norma se especifican en detalle en la norma.

La geometría del aislamiento de tuberías requiere términos especiales que no se aplican a las muestras planas. El concepto de lineal se utiliza para indicar propiedades basadas en la longitud unitaria (en la dirección del eje de la tubería) de una dimensión de aislamiento determinada. Estas propiedades lineales son útiles porque la pérdida total de calor se puede calcular conociendo la longitud de la tubería y la temperatura aplicable. El concepto de lineal no se refiere al flujo de calor en dirección axial. En esta norma, la dirección del flujo de calor es predominantemente radial.

A los efectos de esta norma, las definiciones y símbolos dados se basan en los que figuran en la norma ISO 7345, con excepción de la transferencia térmica lineal. Además,

• La transferencia térmica lineal se refiere a la densidad lineal del caudal de calor dividida por la diferencia de temperatura entre la superficie de la tubería y el aire ambiente en condiciones de estado estable. Se relaciona con un tamaño de aislamiento particular y es una medida del calor transferido desde el aislamiento a la atmósfera ambiente.
• La resistencia térmica lineal es la diferencia de temperatura entre la superficie de la tubería y la superficie exterior del aislamiento dividida por la densidad del caudal de calor lineal en condiciones de estado estable. Está relacionado con un tamaño de aislamiento dado y es la inversa de la conductividad térmica lineal de la tubería.
• La conductividad térmica lineal es el recíproco de la resistencia térmica lineal desde la superficie de la tubería hasta la superficie exterior del aislamiento. Se relaciona con un determinado tamaño de aislamiento.
• El coeficiente de transferencia de calor de la superficie es la densidad del área del caudal de calor en la superficie en condiciones de estado estable, dividida por la diferencia de temperatura entre la superficie y el aire ambiente circundante.
• La conductividad térmica se define mediante una relación que se aplica específicamente a la geometría del aislamiento de la tubería. Se aplica a material homogéneo en condiciones de estado estable y es la inversa de la resistividad térmica. Dado que se utiliza la temperatura de la superficie de la tubería, la conductividad térmica incluye el efecto de cualquier espacio presente entre el aislamiento y la tubería.
• La resistividad térmica es el recíproco de la conductividad térmica. Se requiere para un material homogéneo en condiciones de estado estable.
• La resistencia térmica del área expresa la diferencia de temperatura entre la superficie de la tubería y la superficie exterior del aislamiento dividida por la densidad del área del caudal de calor en condiciones de estado estable. Es la inversa de la conductividad térmica del área. Aquí se debe especificar la superficie del área (generalmente la superficie de la tubería, a veces la superficie exterior del aislamiento o algo más elegido). Las propiedades de área más comunes basadas en el área de la unidad a menudo son confusas cuando se aplican al aislamiento de tuberías porque el área debe elegirse arbitrariamente y puede variar desde la superficie de la tubería hasta la superficie exterior del aislamiento.

Las probetas pueden ser rígidas, semirrígidas o flexibles (tipo manta) o rellenas de forma suelta, según corresponda. Puede ser homogéneo o no homogéneo, isótropo o anisotrópico, contener ranuras, juntas o elementos metálicos y puede incluir camisas u otros recubrimientos. Las muestras deben ser uniformes en tamaño y forma en toda su longitud (excepto irregularidades intencionales que ocurran dentro de la sección de prueba dimensionada) y deben estar diseñadas para usarse en tuberías del mismo tamaño que el aparato de prueba presente. Generalmente, las muestras tendrán una forma exterior circular concéntrica con el orificio; Se permiten otras formas externas pero solo se puede determinar la transferencia térmica.

El tubo puede funcionar a temperaturas hasta la temperatura máxima de servicio de la muestra o de los materiales utilizados en la construcción del dispositivo. El límite inferior de la temperatura del tubo está determinado por la restricción de que debe ser suficientemente mayor que la temperatura de la superficie exterior de la muestra para proporcionar la precisión de medición deseada. Normalmente, el dispositivo funciona en aire quieto mantenido a una temperatura ambiente de entre 15 y 35 grados, pero esto se puede ampliar a otras temperaturas, otros gases y otras velocidades. La temperatura de la superficie externa de la muestra también se puede estabilizar mediante el uso de una funda o manta exterior calentada o enfriada o mediante el uso de una capa adicional de aislamiento. Si se utiliza una funda o revestimiento exterior frío, es posible operar a temperaturas más bajas siempre que la tubería se mantenga a una temperatura más alta.

El tubo de prueba debe tener una sección transversal circular. El tubo de ensayo normalmente tiene una orientación horizontal. Se pueden utilizar otras orientaciones, pero se deben tener consideraciones especiales debido a los posibles efectos de convección dentro y alrededor del tubo de ensayo y de la muestra.

En esta norma se consideran dos tipos de dispositivos de tuberías claramente diferentes: el extremo protegido y el extremo calibrado o calculado, que difieren en el tratamiento de la transferencia de calor axial en los extremos o en la sección de prueba, y las muestras que contienen elementos con alta conductividad axial, como camisas metálicas, se prueban solo en el dispositivo de tipo extremo protegido.

La transferencia térmica lineal se puede calcular para todas las muestras y es la propiedad más útil para medir el rendimiento del aislamiento de tuberías. Conociendo su valor y las temperaturas medias de la tubería y del aire ambiente circundante, se puede calcular directamente la pérdida de calor para una longitud dada de tubería aislada, siempre que las condiciones de utilización sean comparables a las condiciones de prueba.

La conductividad térmica se utiliza a menudo en las propiedades. En teoría, sólo se puede calcular para muestras homogéneas de forma circular concéntrica que encajen perfectamente en el tubo de ensayo sin dejar espacio para el aire. En la práctica, a menudo es necesario desviarse de las condiciones ideales para que los errores que se producen puedan considerarse aceptables. La conductividad térmica es útil para derivar la transferencia lineal u otras propiedades para dimensiones de aislamiento distintas de la medición normal. Otras funciones están disponibles cuando se especifican adecuadamente.

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