1598005420-e4dffbb6ff09e4f6675580849e63fa88 (811210), страница 49
Текст из файла (страница 49)
Длительное применение такого пористого фильтра приводит к падению его проницаемости, причины которого могут быть чрезвычайно разнообразны. Прежде все~о это наличие в копденсате взвешенных частиц. В этом случае течение сквозь пористый разделитель можно рассматривать как задачу классической фильтрации, Известно, что пропицаемосн> одной и той же пористой среды для жидкости отличается от проницаемости для газа, т. е. отношение скоростей фильтрации газа и жидкости не равно отношению их вязкостей. Кроме того, процесс фильтрации жидкости протекает нестабильно: отношение газопроницаемости матерпала к проницаемости прп фильтрации жидкости является величиной переменной. Гсть предположения, что указанные явления вызываются увеличением вязкости жидкости в узких капиллярах или кольматацией поровых каналов пузырьками растворенного газа. Возможной причиной снижения проницаемости называют также адсорбцию молекул на стенках каналов, приводящую к облитерации последних.
Учитывая полярность молекул воды, можно предположить, что существенную роль играет ориентация молекул в канале. Известны работы о действии электрических сил на процесс фильтрац!ги. Отметим лишь некоторые факторы, обусловленные явлением элсктрокинетики: наличие двойного электрического слоя на границе раздела жидкости и материала стенок пор при принудительном движении жидкости в порах приводит к появлению потенциала протекания, тормозящего это движение; наличие двойного электрического слоя на поверхности частиц в жидкости меняет механизм фильтрования; наличие остаточного электростатического поля в порах, вызванное неподвижно заряженной обкладкой на нх стенках, вызывает эффект роста вязкости жидкости. Перечисленные факторы являются лишь одной стороной изучаемого явления. Многократное и тщательное изучение авторами состзна реакционной воды нз водородно-кислородных ЭХГ установило факт исключительно высокой ес чистоты, сущсстиенно лренышающей чисто>у дистнллнронаной воды и приближая>щеяся по состзау к воде, применяемой н полупроводниковой промьгшлецности.
Однако сама вада — объект, а зца пггельной морс малоизучсн- 254 ый Сегод я имеется достачи мн моделей структур воды 15.19), но ни одна из сущестзугощих моделей нс может обьяснить асс !Огообрач е ее паста Иззестно что структура зады устой чина, поэтому различные знешние воздействия часто прпнодят н изменению структуры и, следовательно, физико-химических гной«та воды Зачастую тахое состояние метастабильно н после устрааення причин, вызвавших его, вода с той или иной скоростью релаксирует к своему прежнему состояннкг, что обьясняется структурнымн перестройками на межмолекулярном уроане, и, следозательно, способ получения воды обуслонлнаает особенности ес физико-химических сиойстн н течение некоторого времени. Хорошо изучены свойства воды и некоторых случаях метастабильпых состояний, например талой, саежесконденснронанной, актпиироиапной и подвергнутой магнитной обработке.
Так, талая вода отличается от обычной воды своими физическими свойствами: диэлектрическая проницаемость ее аозрастает постепенно, достигая табличного значения через 15 — 20 мин, а иязкосп стацоантся рааиой таблич- г ной лишь через 3 — 6 сут после з гаа плаалепня. й, 1 Снежссггонденсироааггггая дн- «Га' —;-+ —.)- — ~- стн;шпроианная вода обладает « )~~~ .'-~--~— повышенной плотностью н пони- ы л ° г .
6 г>д)влг женной вязкостью и и течение нескольких суток релаксирует к сио- рис 5.2!. Заннсимость прониему исходному состоянию. Элек- цаемости О пористого никеля трическая проноднмость конден- от ноличсстиа профилнроаанеирозанной воды больше прополи- ной воды д. мости воды, полученной яз льда.
г — двствллввавваввл вода. а — рв. Эиспернментальные исследо- лкцвввввя вода вз зхг. нання авторами проннпаемогтн никелезьгх разделителей как для дистнллнроаанной, так н для реакционной «сзежей» и «старой» воды, для воды, насыщенной кислородом н иодородом, при различных температурах н перепадах дазления показали значительно 1з 5 †!О раз) меньшее падение проницаемости !рис 5.21) для «сзгжей» реакционной воды по сраппению с даннымн остальных экспернмеитоз. Оказанное могкет означать, что реакционнан вода, отводимая из ЭХГ сразу после ее образования, подвергается фильтрадин, находясь з одном нз мета- стабильных состояний, что на сегодня делает невозможным прогна.
зирозание значений се проницаемости Правильный расчет площади поверхности водоотделителя особенно важен для аппаратов, работающих в условиях невесомости. Наиболее целесообразное решение такой задачи --совмещение поверхностей для конденсации и разделения фаз. Рабочая площадь аппарата принимается из соображений либо конденсации, либо разделения фаз, т. е. большая из них. В качестве примера на рис 5.22 приведены образцы конденсаторов космического и земного назначений В аппарате космического типа между холодильником и пористым разделителем находится полость, заполненная 2бб Рги Ргт+ ~Л~~ Ргмт (5.45) е гт — вз 2ВТ конденсатом; в конденсаторе, работающем в условиях гравитации, конденсатор и разделитель разнесены.
Конструктивное оформление конденсаторов может быть весьма разнообразным и зависит от назначения, мощности, |абаритон и схемного исполнения ЭХГ. Рттс. б,22. Конденсаторы-разделители ЭХГ. а — иосмичесиозо назначения; б — работаюисиа н тсаоаияг трагитани». Яб. АГРЕГАТЫ СИСТЕМ ПИТАНИЯ РЕАГЕНТАМИ Гг системах питания ЭХГ с прптнудптельной циркуляцией реа~ентов побуждение потоков газов п электролита по замкнутым контурам и подача воздуха в открытые прямоточпые тракты водородно-воздушных ЭХГ осу ствляются спецпальнымп агрегатамн-побудителями.
К .х числу относятся; 25а циркуляторы эжекционного или механического типа (вентиляторы), применяемые в замкнутых газовых контурах отвода воды и выноса инертных газов пз зоны реакции в общий объем контура; цнркуляцпонные насосы электролптных контуров; нагнетателп воздуха водородно-воздушных ЭХГ. Принцип действия, конструкция и рабочие параметры этих агрегатов определяются следующими факторами; функциональным назначением йоптуров; фпзико-химическими свопствамп рабочей среды (реагентов); параметрами потоков, обеспечивающими выполнение функций данного контура.
К числу параметров потоков, определяющих харакге- $ рпстики агрегатов, относятся следующие величины: а) контурный объемный расход реагепта Г,)„, м' с, нли массовый расход с)„и, кт)с; б) активный объемный расход газа на реакцию в ТЭ ()зи хгг,тс, или массовый расход з,т, р, кг/с; в) кратность циркуляции в замкнутых контурах К= =Г)из,'О н, г) сопротивление контура р,и. Па )5.)4, с. 27) .де рг, — сопротивление трения в трубопроводах контура (тракта) от сечения входа до сечения выхода, Па; р„„- местные сопротивления п элементов контура, Па; д) статическое давление и температура в контуре рн, Па,п Г,К; е) плотность реагента в контуре при заданных условиях состояния:;..., кг, и', ж) площади начального и конечного сечений контура мг По этим величинам определяются три основных параметра рабочей характеристики газовых агрегатов и работающих в замкнутых контурах гпдроагрегатов.
Первый параметр — Гюдача (), мг)с, в рабочей точке Л расходно-напорной характеристики (см. рпсо523), которая должна соответствовать максимально 'х~„коптурнохгу расходу с)=сси мат. Второй параметрв статическое давление, развиваемое агрегатом, Лр„ в рабочей точке А характеристики, необходимое для преодоления гидравлического сопротивления контура рзп при максимальном расходе реагента, р„,аа таад (таа ааа ааа а ! 1 т!О,га ' з!х ахмад Лрсг — Р., Рис. 5.23. Рабочая точка рас- тогда полное давление, разходио-напорной характеристи- виваемое агрегатом, рабоки центробехкиого а'ре"та тающих! в любом замкнутом контуре или открытом газовом тракте, будет 22 -2 "х 'о аРо=-"Рог ! Тх 2 (5.46) где ип и и, — скорости потока на входе и выходе агрегата. Давление, создаваемое аентробежпымп агрегатами, в некоторых расчетах удобнее выражать через напор в метрах Н=ЛР„(уд, где у — плотность рабочей среды, кг7мз! я — нормальное ускорение свободного падения.
Т р е т и й и а р а м е т р — потребляемая агрегатом мощность (5>.47) Рп„= (',>Л рп,! гш или, выражая давление через напор, Р„от,= АТОН,' г)„ (5. 48) гпе Яд=!!гЦопйчсхцдз — полный КПД агрегата, равный произведению гидравлического, объемного, механического КПД и КГ1Д двигателя, Из выражений (5.45) — (5.48) видно, что потребляемая механическими агрегатамя мощность (являющаяся част~ю эяергозатрат на собственные нужды ЭХГ) зависит от сопротивления контуров р*л. поэтому схемно-конструктивчые решения при разработке контуров должны обеспечивать возможно нвзкие зпачеяия сопроп2влений всех сто элементов, в том числе сопротивлений проходных сечений газовых и электроллтных полостей ТЭ, тсплообчсниых аппаратов, фильтров и т.
д. Зто требование распространяется н на контуры, в которых потоки реагентов создаются эжекциоиными цпркуляторами, так как их производительность сильно зависит от сопротивления сети и ограничивается отиосихельио мальщи перепадами давления, которые может создать эжектор. В связи с этлч разработку контуров иеобходнмо вести в комплексе с разработкой агрегатов— 258 побудителей потоков реагентов. Неучет свойств, прнсущих агрегатам различного типа, при разработке систем в целом может привести к неоправданно высоким затратам энергии на привод агрегатов, с>щсственному >сложненвю их конструкцяй или невозможности получения требуемых параметров потоков Рабочие параметры проектируемых агрегатов могут быть определены только применительно к энергоустановке с конкретным схем- но-коиструктивным решением системы питания и мощностью, поэтому для общей ориентировка пиксе приводятся опытные данные о производятельности в потребляемо!! агрегатами мощности, отнесенные к 1 кВт мощности ЗУ, а также данные о создаваемом этими агрегатами давлении я об их КПД (см.
табл. 5.1). Используя Вид к назначение агрегатов Пзрхулзтор Пкрхулятор ЗОДОРОДКОГО ХДСЛОРзххоотурз цого хоотуогзодз рз зыкосз ВОДЫ ЗЦОР2ЗЫХ газов Нагастзтель эхеххролкгюзлухз зыа шыос ЗОДОРОДИО- Зскг>,РЗ воздушно» циркуляции ээ Пзрз 1егры згрсгзтоз 138 !О 2 3,1 8 10-' !3,2 3,5 10-' 1,18 10-2 3,52 6,44 Подача Я, и', с Потребляемая мощность Рзотр Вг Создаваех2ое пав!ение дд„, Па Напор ь.асоса гг', м Полный КПД агрегата Ч'и 5 9,!02 245 !02 ! 4т !02 0,27 0,24 " дхх всех зщсгзтоз ксзззоцчо ог чо.окости ззергоустзаозхз.
приведенные данные, можно ориентировочно определить параметры агрегатов для достаточпо широкого ряда мощностей ЭУ. Оценка данных, помещенных в табл 5 1, позволяет охарактеризовать агрегаты систем питания мощностью до 10 кВт (в единичной батарее ЭХГ) как агрегаты микрорасходного класса. Действительно, чашины общего назначения обычно имеют подачу, иа 2 — 3, порядка большую, чем рассматриваемые агрегаты.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
