Содержание к диссертации
Введение
1 Анализ свойств композиционных охлаждающих материалов и влияния на них условий хранения и эксплуатации 10
1.1 Газогенерирующие системы и их назначение 10
1.2 Физическая химия композиционных охлаждающих материалов 15
1.3 Физико-химические свойства композиционных охлаждающих материалов 18
1.3.1 Композиционные охлаждающие материалы с порошкообразным наполнителем на основе аммонийных солей и карбамида 18
1.3.1.1 Композиционный охлаждающий материал с наполнителем на основе карбамида 21
1.3.1.2 Охлаждающие материалы с наполнителем на основе оксалата аммония 23
1.3.1.3 Охлаждающий материал с наполнителем на основе бикарбоната аммония 25
1.3.2 Охлаждающие газогенерирующие материалы 27
1.3.2.1 Композиционный охлаждающий материал на основе азида натрия 29
1.3.2.2 Безазидный охлаждающий материал
1.4 Технология переработки композиционных охлаждающих материалов 33
1.5 Зависимость свойств композиционных охлаждающих материалов от условий хранения и эксплуатации 35
2 Теоретические основы оценки и прогнозирования стабильности композиционных охлаждающих материалов
2.1 Назначение режимов ускоренных климатических испытаний для композиционных охлаждающих материалов 39
2.1.1 Изотермический режим термостатирования 39
2.1.2 Циклический режим изменения температуры 41
2.2 Методы исследований образцов материалов 51
3 Методология определения гарантийных сроков эксплуатации композиционных охлаждающих материалов 55
3.1 Анализ возможных условий эксплуатации материалов 55
3.2 Программа расчета гарантийного срока эксплуатации композиционных охлаждающих материалов 58
3.3 Программа исследований по продлению сроков эксплуатации композиционных охлаждающих материалов 66
4 Экспериментальная оценка физико-химической стабильности композиционных охлаждающих материалов в процессе хранения и эксплуатации 69
4.1 Композиционный охлаждающий материал на основе карбамида.. 69
4.1.1 Экспериментальная оценка физико-химической стабильности охлаждающего материала 09-МП-1 после длительного натурного хранения в составе низкотемпературного газового генератора 69
4.1.2 Исследования по продлению срока эксплуатации охлаждающего материала 09-МП-1
4.2 Композиционные охлаждающие газогенерирующие материалы АГТиБАС 79
4.3 Композиционные охлаждающие материалы с наполнителем на основе солей аммония 89
Заключение 101
Библиографический список
- Композиционный охлаждающий материал с наполнителем на основе карбамида
- Изотермический режим термостатирования
- Программа расчета гарантийного срока эксплуатации композиционных охлаждающих материалов
- Исследования по продлению срока эксплуатации охлаждающего материала 09-МП-1
Введение к работе
Актуальность темы. Широкое применение низкотемпературных газовых генераторов (НТГГ) и генераторов холодного газа в технике различного назначения для решения задач народно-хозяйственного значения определило ряд проблем, связанных с необходимостью оценки и прогнозирования стабильности композиционных охлаждающих материалов, используемых в данных конструкциях.
В зависимости от назначения НТГГ в процессе эксплуатации могут подвергнуться воздействию широкого диапазона температурных полей различных климатических зон страны, автономных климатических установок, влаги и других факторов. Композиционные охлаждающие материалы могут храниться и эксплуатироваться в составе НТГГ как в естественных климатических условиях, так и в отапливаемых и неотапливаемых складских помещениях, характеризующихся циклическим изменением температур. В этих условиях возникает необходимость оценки влияния вышеназванных факторов на изменение эксплуатационных свойств композиционных охлаждающих материалов. При этом важно знать характер и степень изменения свойств, а также причины, вызывающие эти изменения в исследуемых материалах. Это позволит эффективно решать проблемы обеспечения стабильности характеристик композиционных охлаждающих материалов в условиях эксплуатации.
Ведущими специалистами ФГУП «ФНПЦ «Алтай» были разработаны различные по своему назначению рецептуры и технологические процессы получения охлаждающих материалов на основе солей аммония. Исследованиями, выполненными Комаровым В.Ф., Шандаковым В.А., Шейтельманом Г.Ю., Лоскутовым А.И., Афанасьевым Ю.Г. и др. установлено, что материалы на основе солей аммония, рекомендованные в качестве охладителей в конструкциях ряда НТГГ, способны образовывать сублимат при герметичном хранении в условиях циклического воздействия температур. Традиционные методы исследования физико-химической стабильности с целью прогноза гарантийного срока хранения, основанные на ускоренных климатических испытаниях (УКИ) в изотермических условиях, вследствие последней особенности для подобных материалов неприемлемы.
Выход в решении данной проблемы следует искать в выявлении основ
ных закономерностей процессов старения охлаждающих материалов под воз
действием различных факторов, реализуемых как при хранении, так и при
эксплуатации в составе НТГГ, с учетом влияния циклического характера из
менения температур в различных климатических зонах. Кроме того, в на
стоящее время возникла необходимость продления сроков эксплуатации ранее
разработанных охлаждающих материалов, эксплуатирующихся в составе
НТГГ различного назначения. ______
і СОС. НАЦИОНАЛЬНА^!
I БИБЛИОТЕКА I
К настоящему времени разработан ряд новых композиционных материалов, представляющих собой низкотемпературное твердое топливо со сквозной пористостью, используемых в генераторах холодного газа. Однако имеющиеся к настоящему времени экспериментальные данные по физико-химической стабильности их свойств еще не достаточны для осуществления прогноза гарантийных сроков эксплуатации в составе конструкции изделия. Поэтому работы по исследованию физико-химической стабильности разработанных и вновь разрабатываемых композиционных охлаждающих материалов остаются актуальными и требуют системных исследований в этом направлении.
Целью работы является оценка и прогнозирование стабильности композиционных охлаждающих материалов в процессе хранения и эксплуатации.
Задачами, соответствующими поставленной цели, являются:
разработка методологии и алгоритма расчета гарантийных сроков хранения и эксплуатации различных классов композиционных охлаждающих материалов и его реализация в виде компьютерного программного продукта;
прогнозирование гарантийных сроков хранения охлаждающих материалов с учетом климатического районирования территории страны и условий эксплуатации;
проведение исследования физико-химической стабильности охлаждающих газогенерирующих азидных и безазидных материалов для прогноза их гарантийного срока хранения;
- проведение исследований, необходимых для продления сроков эксплуатации композиционных охлаждающих материалов в составе НТГГ;
- апробация и подтверждение прогнозируемого гарантийного срока хра
нения и эксплуатации композиционных охлаждающих материалов результа
тами длительного естественного хранения.
Объект и методы исследования. Объектом исследования являются композиционные охлаждающие материалы на основе солей аммония, выполняющие роль твердого химического охладителя в блоке охлаждения низкотемпературного газового генератора, и охлаждающие газогенерирующие материалы со сквозной пористостью, применяемые в генераторах холодного газа.
Данные материалы представляют собой гетерогенную высоконаполнен-ную полимерную систему, состоящую из твердого порошкообразного наполнителя и связующего.
Исследования проведены с использованием расчетно-аналитических и экспериментальных методов.
Научная новизна:
- на основе разработанной методологии, алгоритма и реализующей его
компьютерной программы в среде Delphi дан прогноз гарантийных сроков
хранения охлаждающих материалов с учетом климатического районирования территории страны;
разработан и экспериментально апробирован комплекс исследований по продлению сроков эксплуатации композиционных охлаждающих материалов;
подтверждены прогнозируемые гарантийные сроки эксплуатации композиционных охлаждающих материалов результатами длительного естественного хранения.
Практическая значимость.
Разработанная методология оценки и прогнозирования гарантийного срока хранения позволяет прогнозировать физико-химическую стабильность композиционных охлаждающих материалов, используемых в газогенераторах различного назначения для решения задач народнохозяйственного значения;
Реализация работы. На основе проведенных исследований разработан стандарт предприятия, который используется для оценки гарантийных сроков хранения композиционных охлаждающих материалов, что подтверждено техническим актом внедрения.
Результаты исследований физико-химической стабильности композиционного охлаждающего материала на основе карбамида позволили продлить срок его эксплуатации с 10 до 15 лет, что подтверждено техническим актом внедрения.
Диссертационная работа выполнена в рамках договора о научно-техническом сотрудничестве между ФГУП «ФНПЦ «Алтай» и Бийским технологическим институтом.
Апробация работы. Научные результаты и положения диссертационной работы обсуждались на Третьей Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Достижения науки и техники - развитию сибирских регионов» (Красноярск, 2001); Международной конференции «Физико-химические процессы в неорганических материалах (Кемерово, 2001); Межрегиональной научно-практической конференции «Ресурсосберегающие технологии в машиностроении» (Бийск, 2001); Второй Международной научно-технической конференции «Экспериментальные методы в физике структурно-неоднородных конденсированных сред (Барнаул, 2001); Всероссийской научно-технической конференции «Современные проблемы технической химии» (Казань, 2002); Международной научно-технической и методической конференции «Современные проблемы технической химии» (Казань, 2004).
Положения, выносимые на защиту:
- методология определения гарантийных сроков хранения композицион
ных охлаждающих материалов, алгоритм расчета и реализующая его компью
терная программа, позволяющие производить расчеты основных критериаль-
ных параметров охлаждающих материалов с целью проведения ускоренных климатических испытаний и прогноза гарантийных сроков хранения с учетом климатических зон страны;
результаты экспериментального исследования влияния условий хранения на стабильность композиционных охлаждающих материалов;
комплекс исследований по продлению сроков эксплуатации охлаждающих материалов в составе низкотемпературного газового генератора.
Публикации. Результаты диссертационной работы представлены в 13 печатных работах.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из 119 наименований и содержит 115 страниц машинописного текста.
Композиционный охлаждающий материал с наполнителем на основе карбамида
Композиционные охлаждающие материалы на основе аммонийных солей и карбамида представляют собой гетерогенную высоконаполненную полимерную систему, состоящую из твердого порошкообразного наполнителя и связующего. Разработана и широко применяется следующая рецептура [19]: порошкообразный наполнитель; полимерное связующее; технологические добавки.
Под воздействием теплового потока продуктов сгорания заряда охлаждающий материал претерпевает физико-химические превращения (плавление, сублимацию, фазовые переходы, разложение), сопровождающиеся эндотермическими эффектами. Следовательно, для получения низких температур газов на выходе газогенератора потребуются вещества с низкой температурой начала эндотермических превращений.
Материалы, используемые для охлаждения, при эндотермическом разложении должны образовывать газы, минуя жидкую фазу. Продукты их разложения и газы, образующиеся при их взаимодействии с продуктами горения порохового заряда, не должны конденсироваться в процессе работы и содержать большое количество твердого остатка, так как он оседает на стенках конструкций газогенератора и нарушает нормальный режим работы при 19 водимых в действие устройств. В устройствах, для приведения в работу которых требуются высокие давления рабочих газов при низкой температуре разложения охлаждающего материала, недопустимо большое содержание воды в продуктах разложения, химическая агрессивность по отношению к конструкционным материалам [18, 19].
Композиционные охлаждающие материалы в процессе транспортировки и хранения подвергаются интенсивным механическим, температурным и эрозионным воздействиям, в результате чего может происходить их разрушение, слёживание, перекристаллизация. Поэтому к охлаждающим материалам предъявляются высокие требования по механической прочности таблеток и окатышей, плотности охлаждающего материала, которая должна быть максимальной для обеспечения минимальных габаритов и массы блока охлаждения, а также массы газогенератора в целом.
Таким образом, можно сформулировать общие требования к охлаждающим материалам данного класса: - низкая температура начала эндотермических превращений; - высокая удельная величина тепловых эффектов; - высокая газопроизводительность; - минимальное количество твердого остатка и конденсирующихся продуктов; - неагрессивность по отношению к конструкционным материалам; - высокая скорость разложения; - высокие физико-механические характеристики; - физико-химическая стабильность при хранении. Комплексный анализ веществ, обладающих высокой газопроизводительностью, высоким значением эндотермического эффекта и удовлетворяющих основным принципам, базирующимся на анализе целевого назначения газогенераторов, позволил выбрать в качестве наполнителей для композиционных охлаждающих материалов карбамид, карбонат, бикарбонат и оксалат аммония [19]. Основным требованием, предъявляемым к полимерным связующим, является повышение прочности охлаждающих материалов и сохранение ее в течение срока эксплуатации газогенератора при минимальном содержании. Находясь в составе охлаждающего материала, связующее не должно препятствовать разложению индивидуальных веществ при работе газогенератора. В работах [52-57] приведены свойства веществ, рассматриваемых в качестве возможных связующих. Проведенные дериватографические исследования связующих позволили выявить существенные отличия в характере их влияния на свойства охлаждающего материала и рекомендовать то или иное связующее к индивидуальному веществу.
Технологические добавки вводятся в охлаждающий материал для придания смеси требуемых технологических свойств. Кроме того, в состав могут вводиться модифицирующие добавки (катализаторы, ингибиторы, стабилизаторы) с целью улучшения того или иного параметра термолиза.
Составы исследуемых композиционных охлаждающих материалов, разработанных ФГУП «ФНПЦ «Алтай», приведены в табл. 1.1 [58]. Композиционный охлаждающий материал 09-МП-1 представляет собой таблетки диаметром 12 мм и высотой 6-7 мм от светлого до темно-коричневого цвета. Цвет таблеток определяет входящая в состав охлаждающего материала в качестве связующего фенолформальдегидная смола.
Карбамид - химическая формула NH2CONH2. Плотность 1335 кг/м при 293 К, молекулярная масса 60,05. Температура плавления равна 405,7 К. Теплоемкость равна 92,5 кДж/(мольК), теплота образования 293 кДж/моль, теплота сгорания 626,1 кДж/моль [59]. Суммарный тепловой эффект в интервале температур разложения составляет 1148 кДж/кг. Схема термолиза приведена на рис. 1.3, газообразный продукт, выделившийся при термолизе, - аммиак.
Фенолформальдегидные связующие марок ПБ (пульвербакелит) и ПК-1004 представляют собой смеси фенолформальдегидного связующего с уротропином и различаются содержанием последнего [60]. Структурная формула новолачной смолы представлена на рис. 1.4.
Фенолформальдегидные смолы новолачного типа способны многократно плавиться и затвердевать, имеют температуру плавления от 338 до 378 К, в неплавкое состояние медленно переходят при 403-453 К. Температура плавления, вязкость и скорость отверждения при хранении изменяются незначительно [61-63]. Наличие свободных реакционноспособных центров в новолачной смоле определяет способность этих смол отверждаться при обработке формальдегидом и уротропином и тем самым увеличивать прочность таблеток.
Композиционные охлаждающие материалы с наполнителем в виде карбамида применяются в НТГТ с температурой газов не более 630 К, температурный интервал эксплуатации от 223 до 323 К. Основные свойства приведены в табл. 1.2 [58].
Оксалат аммония моногидрат - химическая формула (NH4)2C204 Н20. Плотность 1500 кг/м3при 293 К, молекулярная масса 142,11. Очень стабильное, малогигроскопичное вещество, разлагающееся с высоким эндотермическим эффектом; разлагается на неагрессивные газы NH3, Н20, СО, С02. Схема термолиза представлена на рис. 1.5, газообразные продукты, выделившиеся при термолизе, - СО и Н2 в соотношении 60:40 [64].
Изотермический режим термостатирования
Изложенный выше метод испытания таблеток на прочность при сжатии в осевом и радиальном направлениях оказался неприемлемым в случае изменения формы таблеток охлаждающего материала с цилиндрической на полусферическую с выпуклыми торцами. Для таблеток подобной формы разработан метод «усадки» при сжатии. Суть метода заключается в следующем: навеска таблетированного композиционного охлаждающего материала в количестве 0,150 кг помещается в металлический стакан, приспособленный для сжатия, закрывается пуансоном и встряхивается три-пять раз. Сжатие проводится на той же машине при той же скорости. В процессе сжатия таблеток регистрируется время накопления усилия сжатия до 100 Н. Подобное усилие сжатия соответствует средним значениям реальных нагрузок, которые испытывают таблетки охлаждающего материала при работе низкотемпературного газогенератора.
Определение «усадки» при сжатии таблетированного композиционного охлаждающего материала проводится по пяти испытаниям [58, 101]. По результатам каждого испытания вычисляется «усадка» ( ст) при сжатии по формуле: где и - скорость нагружения, м/с; t - время накопления усилия сжатия 100 Н, с. Оценка термической стойкости композиционных охлаждающих материалов была проведена на дериватографе ОД-102 системы F. Paulik, I. Paulik, L. Erdey с линейной скоростью 5 град/мин до температуры 773 К. Величина навески составляла (0,1-0,2) 10"4 кг.
Дериватографический метод исследования позволяет определять с высокой точностью энергетическое состояние вещества или составляющих его компонентов; характер физико-химических превращений, протекающих в данном веществе; эффективность подбора компонентов смесей, удовлетворяющих требуемому качеству; эффективность катализирующих добавок и т.п. [102, 103].
Методом дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК) выполнено исследование тепловых свойств охлаждающих материалов [102]. Исследования производились на термоанализаторе Shimadzu приставка ДСК 60, температурный диапазон от 293 до 773 К, скорость нагрева 10 град/мин в среде инертного азота; величина навески составляла (2-2,5) 10"6 кг, ячейка с образцом герметично закрыта. Экспериментальные кривые представляют собой зависимость теплового потока от температуры.
Изучение микроструктуры объекта проводится по фотографиям. Для анализа делается серия фотоснимков, отличающихся положением объекта, степенью увеличения, режимом изображения [101].
В целях изучения структурных изменений образцов рассматриваются боковая, торцевая части, а также поверхность излома таблетки материала на предмет трещин, микротрещин, сколов, раковин, неоднородностей. Микроструктурный анализ подразделяется на качественный и количественный. Качественный анализ предполагает: - определение формы; - изучение внешнего вида поверхности; - изучение дефектности поверхности; - определение присутствия частиц сублимата. Количественный анализ дает возможность определить степень дефектности (диаметр пор, если таковые имеются, их характерная форма, ширина и длина микротрещин и т.п.).
Метод исследования сорбции влаги материалом основан на определении количества влаги, содержащейся в образцах до начала испытаний, и количества влаги, поглощенной образцом при достижении сорбционного равновесия в условиях заданной относительной влажности [104]. За критерий оценки было принято влияние атмосферной влаги на механическую прочность.
За сорбционное равновесие принимается состояние, когда изменение массы образца при двух последних взвешиваниях не превышает 210" кг.
Изменение влагосодержания образцов (Wb %) для каждого времени взвешивания рассчитывается по формуле: = G G-100% G0 где G, - масса образца, увлажненного при заданной относительной влажности за время Т{, кг; Go начальная масса образца, кг.
Для каждой относительной влажности строят экспериментальную кинетическую кривую в координатах W{ - т(. Суммированием удаленной влаги из образца при нулевой относительной влажности и изменения влагосодержания материала по экспериментальной кривой сорбции получают расчетную кривую сорбции при заданных относительных влажностях увлажнения материала. По значениям влагосодержания зависимость равновесного влагосодержания от относительной влажности воздуха строят изотерму сорбции влаги исследуемого образца.
Программа расчета гарантийного срока эксплуатации композиционных охлаждающих материалов
Из данных рис. 4.5 видно, что процесс разложения в рассматриваемом температурном интервале сопровождается эндотермическим эффектом. Первый эндотермический пик относится к плавлению карбамида, последующий связан с разложением продуктов, образующихся при плавлении карбамида. Дальнейшее повышение температуры будет способствовать разложению с экзотермическим эффектом полимерного связующего на основе фенолфор-мальдегидной смолы [63]. Таким образом, выполненный комплекс исследований позволяет сделать вывод о том, что охлаждающий материал 09-МП-1 в процессе его хранения в герметичных условиях в течение 15 лет сохранит и обеспечит свою работоспособность. Данный вывод подтвержден результатами длительного естественного хранения композиционного охлаждающего материа 78 ла 09-МП-1 в составе НТГТ в течение 15 лет в жаркой сухой климатической зоне. Образцы композиционного охлаждающего материала 09-МП-1 после хранения в составе НТГГ в течение 15 лет подвергались испытаниям на механическую прочность. В табл. 4.7 приведены данные об осевом и радиальном усилии разрушения образцов материала.
Из данных табл. 4.7 видно, что снижения показателей механической прочности не наблюдается. Тепловые эффекты, термическая стойкость, микроструктура образцов охлаждающего материала 09-МП-1 после 15 лет хранения остаются на уровне исходных значений.
На основании результатов анализа условий длительного хранения охлаждающего материала 09-МП-1 как элемента снаряжения в составе газогенератора, положительных результатов технических осмотров, оценки технического состояния и натурных испытаний следует считать технически возможным и экономически целесообразным продление назначенного срока его эксплуатации с 10 до 15 лет. Результаты испытаний по продлению сроков эксплуатации композиционного охлаждающего материала 09-МП-1 подтверждаются актом внедрения, приведенным в Приложении Б
С целью исследования физико-химической стабильности и прогноза гарантийного срока хранения охлаждающих газогенерирующих материалов оценивались следующие показатели: - термическая стойкость; - механические свойства до и после ускоренных климатических испытаний, имитирующих длительное (до 20 лет) хранение; - тепловые эффекты до и после УКИ; - влияние различной относительной влажности на комплекс свойств материалов. Термогравиметрические кривые разложения композиционных охлаждающих газогенерирующих материалов АГТ и БАС с температурой начала разложения 623 К и 553 К соответственно приведены на рис. 4.6. По термогравиметрическим кривым определены значения энергий активации процессов разложения, величины которых составляет 120,2 кДж/моль для материала АГТ и 104,3 кДж/моль для БАС. По полученным значениям энергий активации и эквивалентной температуры хранения, принятой равной 293 К, с использованием разработанной программы «Расчет гарантийного срока эксплуатации композиционных охлаждающих материалов» рассчитаны тем-пературно-временные режимы ускоренных климатических испытаний материалов в изотермических условиях. Режимы ускоренного старения композиционных охлаждающих газогенерирующих материалов АГТ и БАС, имитирующих длительное естественное хранение, представлены в табл. 4.8.
Режимы ускоренного старения композиционных охлаждающих газогенерирующих материалов, имитирующие длительное естественное хранение Охлаждающий материал Температура тер-мостатирования, К Время термостати-рования, ч Время хранения, годы АГТ 373 1,2,3,4 5,10,15,20 БАС 373 5,10,15,20 5,10,15,20 После завершения ускоренных климатических испытаний образов материалов АГТ и БАС были проведены испытания механических свойств таблеток и тепловых эффектов разложения (рис. 4.7). Результаты оценки усилия разрушения образцов материалов АГТ и БАС после УКИ свидетельствуют о неизменности данных характеристик в течение 20 лет (табл. 4.9). мВт 10- — Q = 509, 99 кДж/кг Л #л. --- 0 =501,02кДж/кг
На кривой, отражающей тепловые эффекты разложения охлаждающего материала БАС, наблюдается первый эндотермический эффект в диапазоне температур 401—407 К, связанный с отщеплением связанной воды, второй эндотермический эффект (589-603 К) - с разложением нитрата калия. При дальнейшем нагревании идет процесс разложения полимерного связующего с экзотермическим эффектом. Разложение исходного образца материала БАС и образцов после ускоренных климатических испытаний (до 20 лет) происходит в пределах одного температурного диапазона (рис. 4.7 б).
Исследования по продлению срока эксплуатации охлаждающего материала 09-МП-1
Для начала работы запустите на выполнение файл охладители.ехе из директории, куда установлена программа. Более подробную информацию об установке и работе программы можно получить после прочтения файла Прочти меня!, doc.
Расчеты основных величин с использованием программы проведены на примере материала на основе бикарбоната аммония. В качестве исходных данных взяты следующие Для расчета доли сублимата, которая может образоваться в значения: V= 0,0079 м3; т = 5,4 кг; р= 1420 кг/м3; М=26,3 кг/кмоль, Ті = 293 К; тг= 10 лет; частота изменения температуры v = 7 циклов/сутки. Температурная зависимость давления насыщенных па S73R ров: LgP = 20A- , процессе хранения и эксплуатации охлаждающего материала в данных конкретных условиях, воспользуемся вкладкой «Расчет доли сублимата». После заполнения всех полей ввода соответствующими значениями (рис. АЛ) и нажатия клавиши ОК получим расчетное значение величины доли сублимата, равное 17%. Аналогично для других режимов хранения (v и AT) можно получить данные, представленные в табл. А. 1.
Циклический режим хранения и эксплуатации Изотермический режим хранения и эксплуатации ! Расчет доли сублимата Расчет количества циклов У КИ I Расчет ГСХ JZJI Ігность, г/куб.см Молекулярная масса, г/моль Параметр А е зависимости LgP4A-B Л Параметр В Объем.куб. см Масса, г Температура эксплуатации, градус Цельсия Срок эксплуатации, годы Амплитуда изменения температуры, градус Цельсия Суточная цикличность изменения температуры, цикл/сутки :. Результаты Доля сублимата 17,000 3; rpg Рисунок А. 1 - Доля сублимата охлаждающего материала на основе бикарбоната аммония Таблица АЛ - Доля сублимата охлаждающего материала БАП-3 при разных условиях хранения Изменение температуры, ЛТ,С Частота циклов v, циклов/сутки Доля сублимата, F, % ±3 7 17 12,2 7,3 2,4 ±5 7 30 21 13 4,3 118 A.1 Пример расчета доли сублимата и режима ускоренных испытаний В течение хранения и эксплуатации охлаждающего материала возможны следующие пути: Первый путь Хранение охлаждающего материала на заводе-изготовителе в течение некоторого времени в складском помещении какой-либо климатической зоны страны. Транспортировка охлаждающего материала с завода-изготовителя на завод-потребитель. Складское хранение на заводе-потребителе. Второй путь Хранение охлаждающего материала на заводе-изготовителе в течение некоторого времени в складском помещении какой-либо климатической зоны страны. Транспортировка охлаждающего материала с завода-изготовителя на завод-потребитель. Складское хранение на заводе-потребителе. Транспортировка в составе НТГГ к месту эксплуатации. Эксплуатация НТГГ в какой-либо климатической зоне страны. Предположим, общий гарантийный срок хранения охлаждающего материала составляет 15 лет. Хранение охлаждающего материала на заводе-изготовителе в течение одного года в неотапливаемом складском помещении умеренно-холодной климатической зоны. Расчет доли сублимата FXP, образовавшейся на данном и последующих этапах хранения и эксплуатации охлаждающего материала, осуществляется по вкладке «Расчет ГСХ» (рис. А.2).
При заполнении полей «Климатическая зона» и «Условия хранения» во вкладке выбираются возможные варианты из раскрывающегося списка, который появляется при нажатии на стрелочки « w », расположенные напротив данных полей.
Длительность транспортировки с завода-изготовителя на завод-потребитель до 3 месяцев за весь срок эксплуатации. Температура окружающей среды от 233 до 313 К. Закон распределения температуры равновероятный. Завод-потребитель расположен в холодной климатической зоне страны. Транспортировка в составе НТГГ проводится из холодной в умеренно-холодную зону страны. Допустимое время транспортировки делят на две части и проводят расчеты допустимой доли перекристаллизата для двух случаев: 1,5 месяца пребывания в естественных условиях холодной климатической зоны, что составит 1/8 Fxp, и столько же времени в умеренно-холодной зоне. Определяют количество сублимата за один год хранения, беря 1/8 часть полученной величины, определяют величину доли сублимата, соответствующую 1,5 месяцам нахождения в умеренно-холодной климатической зоне. Суммируя обе полученные величины, находят значение FTpi.
Хранение в отапливаемом складе в составе НТГГ. Поскольку перепад температуры на складе не превышает 263 К, то принимают худший вариант, когда максимальная температура 298 К и изменение температуры на 283 К происходит один раз в сутки. Находим Fcx.
Так как общий срок хранения равен 15 годам, из них один год материал может храниться автономно и десять лет эксплуатироваться, то, не беря во внимание время, затрачиваемое на транспортировку, получают, что хранение перед эксплуатацией может продолжаться не более четырех лет, тогда -Ficx =2/7 FCx Транспортировка в составе НТГТ к месту эксплуатации в изотермическом вагоне при температуре от 286 К до 298 К в течение двух месяцев. Транспортировка в составе изделия. Для этого случая принимают, что температура в вагоне менялась один раз в сутки от 286 до 298 К, тогда общее число циклов будет равно 60.
