Elfen graidd cyfnewidydd gwres pibell gwres yw'r bibell wres

Elfen graidd cyfnewidydd gwres pibell gwres yw'r bibell wres

Mae pibell gwres yn fath newydd o newid cam elfen trosglwyddo gwres effeithlonrwydd uchel, ac mae ei nodweddion trosglwyddo gwres unigryw wedi ennyn diddordeb mawr. Mae ei feysydd cais wedi ehangu o'r gofod i'r ddaear, ac o ddiwydiant i ddefnydd sifil. Fodd bynnag, yn natblygiad ffyniannus technoleg pibellau gwres heddiw, mae rhai problemau o hyd yn ei gymhwysiad diwydiannol, a fydd yn cyfyngu ar y defnydd a datblygiad manwl o dechnoleg pibellau gwres. Mae'r awdur wedi cynnal ymchwil ar y materion hyn ac wedi cynnig atebion rhesymol.

1. Cydweddoldeb pibellau gwres

Sylwodd ymchwilwyr pibellau gwres cynnar y mater o gydnaws cemegol rhwng deunyddiau cregyn a hylifau gweithio. Yn gyffredinol, roedd pibellau gwres diwydiannol cynnar yn defnyddio waliau tiwb copr neu diwbiau cyfansawdd copr dur, a oedd â chostau cynnyrch uchel ac yn cyfyngu ar gymhwysiad eang technoleg pibellau gwres mewn diwydiant. Mae pibellau gwres dur wedi'u cydnabod yn eang am eu cost isel, cryfder uchel, proses weithgynhyrchu syml, ac addasrwydd ystod tymheredd eang, ac fe'u defnyddiwyd yn helaeth mewn diwydiant. Fodd bynnag, mae bywyd gwasanaeth pibellau gwres dur yn llai na 0.5 mlynedd, na all fodloni gofynion cymwysiadau diwydiannol. Trwy flynyddoedd o ymchwil, cydnabuwyd bod adweithiau cemegol ac electrocemegol mewn pibellau gwres dur tawdd, sy'n anochel ac yn amhosibl i ddileu prosesau cyrydiad metel. Ni ellir ond eu hatal neu eu gohirio. Felly, dim ond ymestyn oes gwasanaeth y pibellau gwres all yr ateb i faterion cydnawsedd mewn pibellau gwres dur tawdd.

1.1 Mecanwaith cyrydiad

Oherwydd yr anghydnawsedd cemegol rhwng y deunydd pibell a'r hylif gweithio, mae cyrydiad yn digwydd y tu mewn i'r bibell wres dur tawdd, gan gynhyrchu nwy hydrogen nwy nad yw'n gyddwysadwy. Po fwyaf o hydrogen sydd yna, y gwaethaf yw'r effaith trosglwyddo gwres. Gall cronni hydrogen i raddau achosi i'r bibell wres golli ei swyddogaeth trosglwyddo gwres yn llwyr.

1.1.1 Cyrydiad adwaith cemegol

Pan fydd y bibell wres yn gweithredu ar dymheredd uchel am amser hir, mae adweithiau cemegol yn digwydd yn y dur tawdd, gan achosi newidiadau y tu mewn i'r bibell. Mae'r prif brosesau adwaith cemegol fel a ganlyn:

Fe+H2O{{2}FeO+H2 ↑

2Fe+3H2O{{3}Fe2O3+3H2 ↑

3Fe+4H2O{{3}Fe3O{5}}H2 ↑

Mae'r adwaith uchod yn arwain at gyrydiad y wal bibell, gan gynhyrchu FeO, Fe2O3, a Fe3O4, tra hefyd yn cynhyrchu rhywfaint o hydrogen nwy nad yw'n gyddwysadwy.

Ac eithrio Fe3O4, ni all y ddwy haen ocsid arall (FeO a Fe2O3) atal ymwthiad dŵr ac mae angen iddynt adweithio â haearn o hyd i gynhyrchu nwy hydrogen.

1.1.2 Adweithiau electrocemegol

Yn y bibell wres dur tawdd, mae haearn, amhureddau a dŵr yn ffurfio batri sylfaenol. Yn eu plith, haearn yw'r anod ac amhureddau yw'r catod. Mae amhureddau yn gyffredinol yn cynnwys FeC3, graffit, ac ati, sydd wedi'u cynnwys mewn dur carbon a dŵr. Er bod gradd ïoneiddiad dŵr yn fach, mae ychydig bach o OH - a H+ yn dal i gael ei gynhyrchu. Mae'r prif brosesau adwaith electrocemegol y tu mewn i'r tiwb fel a ganlyn:

2H++2e=H2 ↑

Fe{0}}e=Fe2+

Fe{0}}OH -=Fe (OH) 2 ↓

3Fe (OH) {{1}Fe3O4+2H2O+H2 ↑

www.superbheater.com