EN ISO 8497 Isolamento Térmico - Determinação das Propriedades de Transferência de Calor em Estado Estacionário do Isolamento Térmico para Tubos Circulares

Na norma “EN ISO 8497 Isolamento térmico - Determinação das propriedades de transferência de calor em estado estacionário do isolamento térmico para tubos circulares”, que se baseia em uma norma europeia e é publicada pela Organização Internacional de Normalização (ISO), os requisitos de desempenho do dispositivo são especificados, mas o projeto do dispositivo não é definido. Esta norma é geralmente válida para tubos circulares que operam em temperaturas acima da temperatura ambiente. O tipo de amostra, as temperaturas e as condições de teste às quais esta norma se aplica são especificados em detalhes na norma.

A geometria do isolamento de tubos requer termos especiais que não se aplicam a amostras planas. O conceito de linear é usado para indicar propriedades baseadas no comprimento unitário (na direção do eixo do tubo) de uma determinada dimensão de isolamento. Essas propriedades lineares são úteis porque a perda total de calor pode ser calculada conhecendo o comprimento do tubo e a temperatura aplicável. O conceito de linear não se refere ao fluxo de calor na direção axial. Neste padrão, a direção do fluxo de calor é predominantemente radial.

Para os propósitos desta norma, as definições e símbolos fornecidos são baseados naqueles fornecidos na ISO 7345, com exceção da transferência térmica linear. Além disso,

• Transferência térmica linear refere-se à densidade linear da taxa de fluxo de calor dividida pela diferença de temperatura entre a superfície do tubo e o ar ambiente em condições de estado estacionário. Ela se refere a um tamanho específico de isolamento e é uma medida do calor transferido do isolamento para a atmosfera ambiente.
• A resistência térmica linear é a diferença de temperatura entre a superfície do tubo e a superfície externa do isolamento dividida pela densidade da taxa de fluxo de calor linear em condições de estado estacionário. Está relacionado a um determinado tamanho de isolamento e é o inverso da condutividade térmica linear do tubo.
• A condutividade térmica linear é o recíproco da resistência térmica linear da superfície do tubo à superfície externa do isolamento. Está relacionado a um determinado tamanho de isolamento.
• O coeficiente de transferência de calor da superfície é a densidade de área da taxa de fluxo de calor na superfície em condições de estado estacionário, dividida pela diferença de temperatura entre a superfície e o ar ambiente ao redor.
• A condutividade térmica é definida por uma relação que se aplica especificamente à geometria do isolamento do tubo. Ela se aplica a materiais homogêneos em condições de estado estacionário e é o inverso da resistividade térmica. Como a temperatura da superfície do tubo é usada, a condutividade térmica inclui o efeito de quaisquer lacunas presentes entre o isolamento e o tubo.
• A resistividade térmica é o recíproco da condutividade térmica. É necessário para um material homogêneo em condições de estado estacionário.
• A resistência térmica da área expressa a diferença de temperatura entre a superfície do tubo e a superfície externa do isolamento dividida pela densidade de área da taxa de fluxo de calor em condições de estado estacionário. É o inverso da condutividade térmica da área. A superfície da área deve ser especificada aqui (geralmente a superfície do tubo, às vezes a superfície externa do isolamento ou algo escolhido). As propriedades de área mais comuns baseadas na área unitária costumam ser confusas quando aplicadas ao isolamento de tubos porque a área deve ser escolhida arbitrariamente e pode variar da superfície do tubo até a superfície externa do isolamento.

Os espécimes de teste podem ser rígidos, semirrígidos ou flexíveis (tipo manta) ou preenchidos frouxamente, conforme apropriado. Pode ser homogêneo ou não homogêneo, isotrópico ou anisotrópico, conter ranhuras, juntas ou elementos metálicos e pode incluir jaquetas ou outros revestimentos. Os espécimes devem ser uniformes em tamanho e forma em todo o seu comprimento (exceto por irregularidades intencionais que ocorram bem dentro da seção de teste dimensionada) e devem ser projetados para uso em tubos do mesmo tamanho que o aparelho de teste presente. Geralmente, as amostras terão um formato externo circular concêntrico com o furo; outras formas externas são permitidas, mas somente a transferência térmica pode ser determinada.

O tubo pode ser operado em temperaturas até a temperatura máxima de serviço da amostra ou dos materiais usados ​​na construção do dispositivo. O limite inferior da temperatura do tubo é determinado pela restrição de que ela deve ser suficientemente maior que a temperatura da superfície externa da amostra para fornecer a precisão de medição desejada. Normalmente, o dispositivo é operado em ar parado mantido a uma temperatura ambiente de 15 a 35 graus, mas isso pode ser estendido a outras temperaturas, outros gases e outras velocidades. A temperatura da superfície externa da amostra também pode ser estabilizada pelo uso de uma capa ou manta externa aquecida ou resfriada ou pelo uso de uma camada adicional de isolamento. Se uma capa ou revestimento externo frio for usado, a operação em temperaturas mais baixas será possível, desde que o tubo seja mantido em uma temperatura mais alta.

O tubo de teste deve ter uma seção transversal circular. O tubo de ensaio normalmente tem uma orientação horizontal. Outras orientações podem ser usadas, mas considerações especiais devem ser tomadas devido aos possíveis efeitos de convecção dentro e ao redor do tubo de ensaio e da amostra.

Dois tipos distintos de dispositivos de tubulação são considerados nesta norma: a extremidade blindada e os tipos de extremidade calibrada ou calculada, que diferem no tratamento da transferência de calor axial nas extremidades ou na seção de teste, com amostras contendo elementos com alta condutividade axial, como revestimentos metálicos, sendo testadas apenas no dispositivo do tipo extremidade blindada.

A transferência térmica linear pode ser calculada para todas as amostras e é a propriedade mais útil na medição do desempenho do isolamento de tubos. Conhecendo seu valor e as temperaturas médias do tubo e do ar ambiente ao redor, a perda de calor para um determinado comprimento de tubo isolado pode ser calculada diretamente, desde que as condições de uso sejam comparáveis ​​às condições de teste.

A condutividade térmica é frequentemente usada em propriedades. Em teoria, ele só pode ser calculado para amostras homogêneas de formato circular concêntrico que se encaixem perfeitamente no tubo de ensaio, sem nenhum espaço de ar. Na prática, muitas vezes é necessário desviar das condições ideais para que os erros que ocorrem sejam considerados aceitáveis. A condutividade térmica é útil para derivar transferência linear ou outras propriedades para dimensões de isolamento diferentes da medição normal. Outros recursos estão disponíveis quando especificados adequadamente.

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