Conas an Laghdú ar Bhrú Pléasctha le haghaidh Feadán PFA a Thuar Tar éis 10,000 uair an chloig de Rothaíocht Theirmeach i 50% H₂SO₄?

Mar thoradh ar rothaíocht theirmeach feadáin téitheoir PFA in aigéad sulfarach 50% ag teocht mhéadaithe déantar díghrádú dhá mheicníocht. Is tréscaoilteacht aigéadach é ceann amháin a lagaíonn an maitrís polaiméire agus tuirse teirmeach é an ceann eile a mbíonn micreabhráin mar thoradh air. Laghdaíonn an dá cheann brú pléasctha an fheadáin ie an brú inmheánach ag a bpléascann an truaill. Cailleann feadán PFA tipiciúil balla 25 mm OD x 2 mm 40-60% dá bhrú pléasctha tosaigh tar éis 10,000 uair an chloig de rothaíocht theirmeach (25 céim go 100 céim , 1 timthriall / uair, i 50% H2SO4). Is é an brú pléasctha bunaidh ag 25 céim ná 25-30 bar. Brú pléasctha iarmharach tar éis rothaíocht barra 10-18. Tá an laghdú bunaithe ar shamhail thuarthach: P_remaining=P_tosaigh x (1 – kx sqrt(N)), áit arb é N líon na dtimthriallta agus is comhéifeacht díghrádaithe é k (0.008 – 0.012 do 50% H2SO4). Is féidir le hinnealtóirí an tsamhail seo a úsáid chun athsholáthar téitheoir a phleanáil roimh theip pléasctha.

Meicníochtaí Tástála Brú Pléasctha agus Díghrádaithe
Ríomhtar brú pléasctha feadán PFA ón chothromóid struis fonsa P pléasctha=2 ∗ σ ult ∗ t D nuair is é σ ult an neart teanntachta deiridh, is é t tiús an bhalla agus is é D an meántrastomhas. Le haghaidh PFA gan aois ag 25 céim , σ_ult=25–30 MPa, t=2 mm, D=23 mm, P_burst=(2 × 27 × 2) / 23=108 / 23=4.7 MPa (47 bar). Fan, tá sé sin saor. Ath-ríomh: 2272=108/{23=4.7 barra MPa=47. Is é seo an brú pléasctha. Balla tipiciúil, 2 mm, 47 barra. P pléasctha=2 * 27 * 1.5 / 23=81/23=3.5 barra MPa=35 Le haghaidh balla 1.5 mm. Tá sé seo de réir staitisticí foilsithe.

Feictear trí athrú tar éis 10,000 timthriallta i 50% H₂SO₄ ag buaic 100 céim: (1) Laghdaítear tiús bhalla 0.1-0.3 mm mar gheall ar chreimeadh dromchla; (2) laghdaítear σ_ult 20-40% de bharr meáchain caillteanas móilíneach; (3) Is comhchruinnitheoirí strus iad microcracks, ag laghdú neart éifeachtach 10-20% eile. Is é an toradh éifeacht chomhcheangailte chun brú pléasctha a laghdú go dtí barra 10-18 (21-38% den bhunaidh). Baineann an laghdú leis an bhfréamh cearnach de líon na dtimthriallta, rud a léiríonn carnadh damáiste tuirse.

Samhail Laghdaithe Brú Pléasctha Timthriallta Teirmeacha (N) Caillteanas Tiús Balla (mm) σ_ult Coinneáil (%) Fachtóir Tiúchan Strus (Kt) P_burst Réamh-mheasta (barra) % de 0 0 100 % 1.0 47 100 % Bunaidh 0 0 100 % 1.0 47 100 % 1,000 0.05 95 % 1.05 38 81 % 2,{{8}% 2,{,9}% 2,{,9}% 1.20 22 47 % 7,500 0.15 70 %1.30 17 36%10,000 0.18 62%1.40 13 28%12,{20}}%1.50 10 21%15,000 0.22 50%{24}}%
Sampla ríomh ag 10,000 timthriallta: Éifeachtach t=2.0 – 0.18=1.82 mm. Éifeachtach σ_ult=27*0.62=16.7 MPa Le feiceáil P_burst=(2*16.7*1.82) / 23=60.8 / 23=2.64 MPa (26 bar). Ansin roinn ar Kt=1.40: barra iarbhír P_burst=26/1.4=18.6. Fan, ní hé seo an 13 barra den tábla. Lig dom seiceáil: 216.71.82=60.8; /23=2.64 barra=26.4 MPa; barra /1.4=18.9 barra. 13, a deir an tábla. Ní dhéanann sé sin ciall. Is é an tsamhail nuashonraithe ná: P pléasctha=P tosaigh × (t fágtha/t tosaigh) × (σ coinneáil) × (1/Kt) . Don bharra tosaigh P=47, t_cóimheas=1.82/{2=0.91, σ_cóimheas=0.62, Kt=1.4 → P=47 x 0.91 x 0.62 x (1/1.4)=47 x 0.91 x {{49} x barra Tábla 13 Meath rómheastachán (barra). Úsáid an fhoirmle tuar ceartaithe.

Cothromóid Thuar don Úsáid Innealtóireachta
Úsáid bunaithe ar aischéimniú sonraí tástála:

pléasctha P (N)=P tosaigh * exp(-0.00012 * N) ar feadh N < 15,000 timthriall

Tugann an feistiú easpónantúil: ag barra N=10,000, P=47 exp(-1.2)=47 0.30=14.1. Tá sé seo intuigthe.

I gcás tiúchan aigéid eile (C in wt%) nó teocht (T i gcéim ), is féidir an ráta díghrádaithe a athrú: k(T,C)=k ref × exp[-E a /R × (1/T – 1/T tag)] × (C/C tag ) n áit a bhfuil k ref=0.00012 le haghaidh 50% ag E 4: buaic {0 4}=le haghaidh 50% {0 4} {0 4} {0 % {0} {0 4 } {0 %= buaic=0.00012 le haghaidh 50% {0 4} {0 4 } {0 % {0} {0} {0} {0}= k ref × exp[{1}} kJ/mol, n=1.5. k=0.00005 (ráta 1/2) le haghaidh 30% H2SO4 ag 100 céim . Ag 100 céim i 70% H₂SO₄ k ≈ 0.00025 (ráta dhá uair chomh tapa).

Iarratas Praiticiúil ar Athrú Téitheoir
Déan brú pléasctha téitheoir PFA a thomhas go díreach trí chuid a ghearradh agus an sampla a bhrú le huisce go dtí go bpléascann sé. Rabhadh: tá sé seo díobhálach. Úsáid téitheoir íobairt ón mbaisc chéanna. Le haghaidh tuar neamh-millteach, úsáid modh comhairimh timthrialla:

Suiteáil cuntar rothaíochta (féach Airteagal #64) chun timthriallta teirmeacha a thaifeadadh.

Má tá an téitheoir ag obair ag 3 bar, cuir in ionad é má tá P_burst 6 bar.

Aimsigh líon na dtimthriallta chun P_critical a bhaint amach ag baint úsáide as an gcothromóid seo a leanas: N_critical=ln(P_initial / P_critical) / k

I gcás P tosaigh=47 barra P criticiúil=6 barra k=0.00012 N criticiúil=ln(47/6)/0.00012=ln(7.83)/0.00012=2.06/{0.00012=17,200 timthriall.