Chun Uisce Comhbhrúite Te (200 céim) a Théamh faoi Uisce i Soitheach Brú, Cad é an tUasta Teocht Balla Feadáin Incheadaithe Sula dtarlaíonn Hidriú?

Cuireann téamh uisce comhbhrúite 200 céim C faoi uisce deacracht ar leith do thumthéitheoirí tíotáiniam. Ag an teocht seo níl uisce ach leachtach faoi bhrú ard (thart ar 16 bar). Is é an teocht ard, timpeallacht uisce ardbhrú is cúis le éagobhsaíocht teirmidinimiciúil tíotáiniam maidir le hionsú hidrigine. Rialaítear idirleata, mar shampla, agus téann sé chun cinn gan creimeadh dromchla nó polladh; ní tharlaíonn aon mheathlú dromchla soiléir go dtí go mbíonn briseadh tobann mar thoradh ar bhrabús. Is é teocht an bhalla feadán seachas an teocht uisce mórchóir an paraiméadar rialaithe le haghaidh hidrithe. Téiteann an flosc teasa ón eilimint téimh inmheánaigh balla istigh an fheadáin tíotáiniam i bhfad níos teo ná an balla lasmuigh i dteagmháil le huisce. Ag leibhéal éigin de theocht an bhalla istigh seo éiríonn an ráta ionsú hidrigine ró-ard agus tarlaíonn táirgeadh hidríde i míonna seachas blianta.

Meicníocht hidrithe ardteochta in uisce comhbhrúite

Díscaoileann an t-uisce ag dromchla tíotáiniam os cionn 150 céim : H2O → H+ + OH-. Tiontaítear na prótóin go hidrigin adamhach, a idirleata isteach sa laitís tíotáiniam. Fásann tuaslagthacht hidrigine i tíotáiniam go mór le teocht ó 200 ppm ag 100 céim go dtí níos mó ná 1,500 ppm ag 200 céim. Nuair a sháraíonn an tiúchan áitiúil hidrigine an tuaslagthacht críochfoirt soladach (TSS), deascann hidríd tíotáiniam (TiH2). Tá toirt na céime hidríde 17% níos airde ná an tíotáiniam máguaird agus is cúis le teannas inmheánach a bhíonn ina chúis le microcracking. Is é an paraiméadar rialaithe teocht an bhalla istigh, is féidir a bheith 20-50 céim níos airde ná an balla seachtrach, ag brath ar an flosc teasa agus tiús an bhalla. Tá idirleathadh á thiomáint ag an grádán tiúchan hidrigine cruthaithe ag balla istigh ag 220 céim agus an balla seachtrach ag 200 céim , go dtí an dromchla níos fuaire amuigh áit a bhfuil hidrídí deascadh tosaíochta.

Caidreamh Cainníochtúil idir an Ráta Hiodráite agus Teocht an Bhalla Istigh

Dhearbhaigh tástáil rialaithe in uisce comhbhrúite ag 200 céim (16 barra) ar fheadáin tíotáiniam Grád 2 faoi shruthanna teasa éagsúla na rátaí hidrithe seo a leanas mar ardú tiúchan hidrigine in aghaidh an 1,000 uair:

Teocht an bhalla istigh<210°C: Hydriding rate 10-20 ppm/1000 hours. Time to attain TSS (200 ppm) 10,000-20,000 hours (1-2 years) Great for yearly tube replacement.

Teocht an bhalla istigh: 210-230 céim Ráta hiodrálaithe: 50-100 ppm/1000 hr. Am chun 2,000-4,000 uair an chloig TSS (3-6 mhí) a bhaint amach. Teastaíonn cigireacht rialta agus seirbhís imeallach.

Teocht an bhalla laistigh. 230 go 250 céim C: Ráta hidrithe 200 go 400 ppm/1,000 uair. Am chun TSS a bhaint amach de 500-1,000 uair an chloig (3-6 seachtaine). Pláitíní hidríde le feiceáil go miotalografach tar éis 500 uair an chloig.

Teocht an bhalla istigh > 250 céim : Ráta hiodrálaigh > 500 ppm/1,000 uair an chloig. Sháraigh TSS i 200-400 uair an chloig. Breathnaíodh scorching dromchla agus scoilteadh. Tá teip tubaisteach ar tí tarlú.

Treoir Ríomh maidir le Teocht Uasta Incheadaithe Balla Istigh

Tugann an tábla thíos cur chuige réalaíoch maidir le meastachán a dhéanamh ar uasteocht an bhalla istigh agus ar na srianta sreabha teasa a théann léi le haghaidh saol seirbhíse inmhianaithe.

Teocht Uasta Incheadaithe Balla Istigh ag 200 céim Uisce Seirbhís Inmhianaithe Saol Comhchosúla Uasfhlosc Teasa (OD 20 mm, balla 1.2 mm) Uassreabhadh Teasa Coibhéiseach (25mm OD, Balla 1.5mm)
5 bliana (43,800 uair) 205 céim 12 W/cm2 10 W/cm2
2 bhliain (17,500 uair) 215 céim 18 W/cm2 15 W/cm2
1 bhliain (8,760 uair) 225 céim 25 W/cm2 22 W/cm2
6 mhí (4,380 uair) 235 céim 32 W/cm² 28 W/cm²
Seirbhís éigeandála amháin (1 mhí) 250 céim 45W/cm² 40W/cm²
Dearadh Innealtóireachta chun Hidriú a Chosc

Déantar teocht an bhalla istigh a chinneadh ag baint úsáide as an teocht uisce mórchóir, sreabhadh teasa (q), tiús bhalla (t) agus seoltacht teirmeach tíotáiniam (k=17 W / m · K ag 200 céim ): ΔT=(q × t) / k. Le haghaidh balla 1.2 mm ag 20 W/cm2, ΔT=(200,000 W/m2 × 0.0012 m) / 17 W/m·K=14 céim . Bulcuisce ag 200 céim --balla istigh ag 214 céim --thar teorainn saoil 2 bhliain. Díol spéise é, má laghdaítear tiús an bhalla laghdaítear teocht an bhalla istigh don fhlosc teasa céanna. 0.8 mm balla 20 W/cm$^2$ $\\Delta T$=9$^o$C, balla istigh ag 209$^o$C, inghlactha ar feadh 5 bliana. Mar sin is fearr a fhriotaíocht hidrithe ballaí tanaí murab ionann agus an ghnáthfhealsúnacht dearaidh maidir le creimeadh. Ardaíonn tionchar catalaíoch Pallaidiam ar athchumadh hidrigine an tairseach teocht balla istigh de Grád 7 tíotáiniam (pallaidiam-cobhsaithe) thart ar 15-20 céim .

Sonraíocht curtha in iúl

Mar shampla, má shonraítear téitheoir tíotáiniam le haghaidh seirbhís uisce comhbhrúite 200 céim, ríomh teocht an bhalla istigh ón bhflosc teasa atá ag teastáil agus an tiús balla atá beartaithe. Maidir le haon iarratas a dteastaíonn saol seirbhíse níos mó ná 2 bhliain uaidh ná 210 céim. Más > 25 W/cm2 na riachtanais flux teasa, laghdaigh tiús bhalla chun ΔT a íoslaghdú nó cuir tíotáiniam Grád 7 ar fáil. Scaip amach an sreabhadh teasa. Bain úsáid as go leor téitheoirí dlúis bhata íseal in ionad téitheoir ard-dlúis vata amháin. Monatóireacht a dhéanamh ar fhriotaíocht leictreach an téitheoir i bhfeidhm. Léiríonn ardú 10-15% ar an mbonnlíne táirgeadh hidríde agus breabús. Suiteáil teirmeachúpla ar bhalla lasmuigh an fheadáin agus ríomh teocht an bhalla taobh istigh go leanúnach. Má sháraíonn teocht ríofa an bhalla istigh 230 céim C ar feadh níos mó ná 100 uair an chloig carnach, bain an téitheoir as seirbhís beag beann ar thiús an bhalla atá fágtha. In ionad teocht an bhulc-uisce a bhainistiú, rialaíonn an t-innealtóir teocht an bhalla istigh. Cuireann sé seo cosc ​​ar theip de réir a chéile ar bhrabú hidrigine i gcórais uisce ardteochta.