ivanov-ciganov2 (558065), страница 65
Текст из файла (страница 65)
Их основные экспу1уатацнонно-техннческне характеристики следующие: хорошие удельные показатели, хорошая механическая прочность, саморазрядка 3 — 5% за месяц, сохранность более 18 месяцев, безвредность для обслуживающего персонала, весьма простой уход. 2. Ртутно-цинковые элементы (рнс. 14.5) нмекп высокую механнческую прочность, саморазрядку за месяц 3 — 5%, сохранность более 18 месяцев, безвредны для обслужнваюшего персонала, но в нх производстве применяются весьма вредные вешества.
Уход за ними очень прост, стоимость ртутно-цинковых элементов в 12 — 17 раз больше, чем марганцово-цннковых. 3. Медно-магниевые элементы из-за большой саморазрядки применяются как резервные. Они приводятся в действие введением специального активатора непосредственно перед употреблением.
После активации их срок хранения меньше суток. Время активации зависит от температуры и составляет в среднем несколько минут. Разрядка элементов сопровождается саморазогреванием, что позволяет им работать при весьма низких температурах. Однако активация должна производиться при положительной температуре.
Друпгми отличительными особенностями медно-магниевых элементов являются малая механическая прочность, сохранность более двух лет, некоторая вредность входящих в их состав веществ. Стоимость элементов превышает стоимость марганцово-цинковых почти в 20 раз. 4. Никель-кадмиевые и никель-железные аккумуляторы (рис. !4.6) выпускаются в нескольких консгруктив- 4 ных испойнениях: ламельные -и безламельные (открытые, непроливаемые и герметизированные). Они прос1ы в эксплуатации, имеют срок службы 7 500 — 1000 циклов, обладают самой вы- сокой механической прочностью из всех о других химических источников тока, рис. и.з. Конструкций герма- саморазрядка их не превышает 20% за тинного никель-кадмиевого ак месяц, сохранность в залитом состоякумулнтора: нии более двух лет. l — «рышка; 2 — пружина; и — от.
рнцательный' алектрод; а — ' наоля' Работают эти аккумуляторы в шиционная прокаадка; д — положи- роком температурном диапазоне с гггнп тельный влектрод; б — никелевая сетка: 7 — сепаратор; 6 — корпус сительно небольшим снижением удель- ных показателей. По своим удельным характеристикам герметичные никель-кадмиевые аккумуляторы уступают только серебряно-цинковым. При зарядке герметичных аккумуляторов следует строго соблюдать рекомендованный режим, так как при большом зарядном токе сильное вьщеление газов может привести к взрыву аккумулятора. При эксплуатации батареи никель-кадмиевых аккумуляторов необходимо следить за равномерными разрядкой и зарядкой каждого из входящих в нее аккумуляторов.
Связано это с тем, что при сильной разрядке одного из аккумуляторов напряжение на его электродах может изменить свою полярность. Такое изменение напряжения вредно сказывается на сроке службы всей батареи. Стоимость герметичных никель-кадмиевых аккумуляторов почти в 100 раз больше, чем марганцово-цинкового элемента той же емкости, но больший срок службы снижает стоимость источника питания с таким аккумулятором при длительной эксплуатации. 5. Серебряно-цинковые аккумуляторы обладают наилучшими удельными характеристиками. Помимо этого их удельные энергетические характеристики мало зависят от времени разрядки.
Поэтому, даже разряжаясь током, близким к току короткого замыкания, серебряно- цинковый аккумулятор отдает в нагрузку практически весь свой заряд. Особенностью разрядных характеристик такого аккумулятора является резкий, но непродолжительный спад напряжения (ступенька, соответствующая примерно 20% разряду). Связано это с изменением типа химических реакций, происходящих при разрядке аккумуляторов, 'сопровождающейся изменением плотности электролита.
Однако если заряжать аккумулятор пульсирующим, а не постоянным током, то можно придать его разрядной характеристике вид, приближающийся к идеалу (см. рис. 14.3). Эксплуатационно-технические характеристики серебряно-цинковых аккумуляторов в остальном хуже, чем у ннкель-кадмневых. Так, они выдерживают только 50 — 100 циклов перезарядки, что в общем мало. Саморазрядка нх достигает 5 — 10% за месяц. Сохраняются онн без электролнта 5 лет, а с электролитом только 6 месяцев. Уход за серебряно-цинковыми аккумуляторами более сложен, чем за никелькадмиевыми.
Прн эксплуатации онн создают наименьшую вредность. Стоимость их примерно раз в двадцать превьппает стоимость марганцово-цинкового элемента той же емкости. Работы, проведенные в последние годы, привели к заметному продлению срока службы такого аккумулятора. Один нз его типов выдерживает в орбитальном режиме 2500 циклов перезарядки.
6. Кислотные (свннцовые) аккумуляторы имеют наименьшую механическую прочность и наибольшую вредность нз всех названных типов химических источников. Испаряющаяся из аккумулятора серная кислота вредно влияет на окружающие его приборы и устройства. При зарядке свинцового аккумулятора выделяется водород, что повышает взрывоопасность. Срок службы авиационных кислотных аккумуляторов несколько больше„чем серебряно-цинковых, но все же невелик. Они выдерживают 60 — 70 циклов перезарядки. Однако низкая стоимость, немногим большая, чем у марганцево-цинковых элементов, пологая разрядная кривая заставляют предпочитать их во многих случаях.
Саморазрядка кислотных аккумуляторов велика (20 — 30% за месяц) н это усложняет их эксплуатацию. Сохранность нх ,без электролита не превышает двух лет. Появившиеся в последнее время новые типы химических источников имеют очень высокие удельные характеристики. Так, воздушно- цинковые элементы обладают удельной энергией до 500 Вт дм'. Имн стремятся заменить двигатель внутреннего сгорания в автомобиле.
'Перезаряжаемый воздушно-цннковый генератор (прн перезарядке меняется цинковый 'электрод) имеет удельную массовую характеристику порядка 120 Вт ч/кг н объемную около 80 Вт ч/дм'. Элементы с расправляемым электролитом работают прн повышенной температуре. Такой элемент с системой электродов 1.! — С1 н электролитом, расплавляемым при ! = 609' С, имеет удельные характе!ристики 550 Вт ч/кг н 825 Вт ч/дм'. В условиях невесомости его пока'затели несколько снижаются (400 Вт ч/кг н 555 Вт ч/дмз). Элементы с органическим электролитом (раствор 11С!О, в этнл:карбонате) и электродами 5!1,„Б„Ай,СгО,— 1! дают э. д. с. большую :,13 В. Поэтому нх удельные характеристики высоки. Производятся :элементы с до -— — 320 —: 470 Вт ч/кг н д; = 500 —: 620 Вт ч/дма.
Широкое применение аккумуляторы получили в качестве буферных и аварийных источников питания. В этих случаях аккумулятор ставится параллельно какому-либо другому источнику питания, например электромашинному генератору. Мощность генератора примерно равна средней мощности, потребляемой нагрузкой. При максимумах тока нагрузки, вызванных включением каких-либо устройств, аккумулятор разряжается и тем самым сглаживает неравномерность тока, отдаваемого в сеть генератором.
При малой нагрузке аккумулятор подзаряжается от генератора, восполняет свой заряд. При выходе первичного источника питания из строя аккумулятор становится резервным источником питания, его емкость должна, обеспечить работу всех аварийных устройств и приборов. $44.2. 1оппивные элементы В топливном элементе осуществляется реакпия, обратная электролизу. К пористым электродам, погруженным в электролит (рис.
14.7), подводят с одной стороны топливо, а с другой— окислитель. При окислении 'топлива на одном из электродов накапливаются положительные ионы, на другом — электроны. В нагрузке протекает электрический ток. Топливный элемент, ис- пользующий в качестве топ- Ю- лива водород, дает, как отход, гол"лаа ~ В- О Лалгрг воду, что является в некото- Ю- "О рых случаях весьма важным а вр ф сэ- обстоятельством. В других топливных элементах исполь- 9 д зуется пропан, метан„ ф керосин, а в качестве окислителя — воздух.
ЭлекЛарлглгма алеллг ати аллслалва троя игом является раствор Рис. 14.7. Схема устройства товливиого алемсита Поскольку в элемегпах происходит беспламенное сгорание топлива, то они бесшумны, их работа не сопровождается выделением газа и дыма. К достоинствам топливного элемента относится довольно высокий к. п. д., достигающий 60 — 70% . Один элемент дает напряжение около 1 В. Объединив несколько элементов в батарею, можно получить и более высоковольтный источник напряжения.
Удельные характеристики кислородно-водородных топливых элементов, установленных, например, на американском космическом корабле «Аполлон», не очень высоки (!О Вт/кг). Один элемент дает Е =- 0,9 †: 1,! В, а батарея 20,5 В. С одной батареи весом 100 кг снималась мощность 563 †: !420 Вт. На корабле было установлено три таких батареи. В настоящее время у топливных элементов достигнуты более высокие показатели. Так, топливные элементы, предназначенные для питания радиорелейных станций, имеют мощность 100 Вт, удельные показатели Ро — — 55 —: 40 Вту'кг и ро = 50 —: 10 Вгбил. Оии могут работать в течение полугода без обслуживания. Созданы и более мощные топливные элементы (Р = 200 кВт).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
