1598005420-e4dffbb6ff09e4f6675580849e63fa88 (811210), страница 62
Текст из файла (страница 62)
' — напряжение на ТЭ. Линия У соответст) еству образовавшейся воды при токе 1. П и 1//' меньше критического количество испарившсйся воды Ри превышает количество обра)оваишейся; Г при юльшпх зни'шп(п1х /./1 поляризация Воздгш1юго о электрода достигаст больших значений. !!оэтому дл у , ' ( для устойчивой работы батареи ТЭ выбирается такое значение 1.//, р, дной стороиь), обеспечиваю нсобходпмыи режим влажности /и ) с .Х и И,О)«' -- (Лгиты)п)Р а С ДРУГОЙ вЂ” НЕ ПРИВО- дит еще к б>ольшей диффузионной поляризации.
!' > (ло отмечено, 1.1/>= — 1О обеспе(ивзет псоб. псо ж>димые условия до температуры ТЭ примерно 65'С. Я 'О '. спо, что расчет * ., р », ц>лжен пропо диаграмме, представленной иа рис. 6..10, '(ИЧИ И С ПО. водиться одновременно с теплоиымп рпс(е(! ) следующими эксисриментальиымп провеоками. Е . ели имеется возможность регулироваш(я температуры ТЭ в соответствии с токовыми нагрузками и окружающими условиями, то возможен и вынос инертных примесей с помощьн> принудительной цирку. духа. а рис. 6.41 показана рабочая характеристика ТЭ как функция относительно го расхода воздуха (т. е, 0'б 1 отношения истиииог расхо дт да к стехиометрическому) Однако по мере увеличения аг расхода воздуха увеличи- 0 ваются и потери воды от 10 1! (г а) испарения поки)аны максимально допустимые темп ' Рис.
64!. Влияние отвосительРатуры иа ТЭ в зависим' >- кого расхода воздуха ка ха- "" ~ю™' !62! давле 'а и авленпя. тока О,!08 А/см, течпсраттрз 60'С, дзвлеиие зтмосферпое 2)* 323 Таким образом, работа ° ~Д ф<5рр~у',~ ТЭ с ИОМ при пспользов <- Каалвйьв Яолыыв'~~ НИИ ЕЕ и Качсетве <7КиСЛ<<тЕ с; ' ' "1 ля воздуха ограничена по Ят«осфвр«ов. '„ даю«в в' тЕМПЕратурЕ даВЛЕНИЮ И скорости движения воздух<, 15 что обычно не наблюдается 15 0 1 1 3 ч 5 в ТЭ с жидкии электроли' бмюацолв р "ыт ™ р""05"юуаа тОМ ВСЛЕдСтВИЕ ТОГО, '<тО давление водяного пара над Рис 6,42.
Допустимые скорости и температуры воздуха для ТЭ [6,2]. жается по мере его обезвоживания до наступления равновесного [зежима. бА.З. Ресурс работы Одной из основных характеристик ТЭ является нх способность к длительной работе, так как только в этом случае становится цс,<есообразным их использование. Работоспособность ТЭ с ИОМ определяется в основном тремя моментами: химической и термической стойкостью ИОМ; сохранением активности катализатора; сохранением гидрофобных свойств электродов. Использующиеся в настоящее время полностью фторнрованные ИОМ в принципе обладают комплексом свойств, удовлетворяющих всем поставленным перед ними требованиям. Для сохранения активности катализатора в течение всего срока службы необходима тщательная очистка ИОМ от возможных органических примесей и, что <Ясобенно важно, исключение воч- м<0 можности попадания па электроды вместе с рабочими газами катзлитических ядов.
Так как в качестве гидро. фобича'гора как активы< го слоя, так и подложки нанбо- <1-Х! 100 — — — '* —— 5 гй 7% Рис. 6.43. Зависимость времени работы ТЭ от рабочей температуры и тпв па ИОМ [621) 7 — повмстиролвульФовиолото < Джем«- ив»7, !збв т«2 — политомфторствролсул ° Фоявовотв, <рбб т; 3 — пврбпторировввнов мембрана, Ю67 г: Π— пврфторироввиввв мембрана, !Юбй т; Ь вЂ” продвыоисприрвввв.
25 50 75 100 1157 '0 и а рыурс ' 4 ..'«пытая.в „'ро„„ж.,.„в 324 6.5. энеРГОустднОВки для пОдВОднОГО применения Разработка различной аппаратуры для эксплуатации в течение длительного времеви под водой требует создания автономных ЭУ с высокими удельными и эксплуатациоипыыи чарактериетиьаии. Таким ЭУ может явиться водородно ииелородпый ЭХГ иа основе ТЭ е ИОМ.
Имеетея еообщеиие об исследованиях фирмы «Дженерал электрик» (СШЛ) по применению водородно-кислородных ЭХГ для зиертосиабя<епия подводиых аппаратов. В работе дастся анализ обтаетей применения различных ЭУ по их стоиыоети (рис. 6.44), Там;ке Таблица 6 2 Звчваутвя свотвчв Звыкиутвя система От«рытья овстемв Хврвп тор<атон« 3 10 Средняя моппюеть, Вт Макепмальиая мощность («овмеетио с химичесхой оатяреей), Гп Относите ~ьиое время работы 11апрях<еиие, В Объем, л Общая масса, яг Удельная эпе)тия, Вт'<, ит 500 500 (7,77 <уеут 23,8 71 53,4 490 2 сд< 3,2 113, О 385 2 е<ч 3,2 71 98 470 пообщается о разработках и испытаниях в те<ение 6 иес ЭУ иа основе ТЭ с ИОМ мощиоетыо 5 Вт (500 Вт хратковремеиио от буферной иияель-кадмиевой аккумуляторной батареи), предназначенной для электропитания буев, В этой ЭУ водород и ииелород получают из твердых хпмп <вехах соедииеьий.
Масса ЭУ составляет 142 кт при энергоемкости 44 ипт ч В [6.3] приведены основные характеристики разрабатываемых фирмой ЭУ для злеитропптаиия буев, Эти даииые приведены а табл. 62 325 лее часто используется водная суспензия фторопластч, стабилизированная поверхщ<стно-актипиыии вен<сстпаип, необходимо выбирать рожны термообработкн электродов, обеспечивающий нх полное удаление. Проведение перечисленных выше мероприятий обеспечивает работоспособность ТЭ с ИОМ в течение многих тысяч часов. Прогресс, достигнутый в повышении ресурса работы и рабочей температуры, проиллюстрирован на рис, 5.43 для различных типов ИОМ. К моменту публикации сооощенпя <етырехэлементный блок работал более 34000 ч.
Большую часть времени (30000 ч) блок раоотал прп 82'С и плотности тока 0,130 Атома с напряжением 0,82 В. Сообщено также о работе ТЭ при 105'С с плотностью тока 0.54 .А,'си' (напряжение 0,6 В) более 5000 ч. Схема этих ЭУ представлена иа рис. 6.45, В замкиутой системе ЭУ ис связана с окружшощей срсдой (кроме наружного корцусаВ а и отьрьыой — кислород полд члгтся взапмодсйствием хпссссчссссого рса. аята С ОКруЗКаЮШСй ВОдОй !ЬсдрцбцОСМС О СХ ЗССХ КпцотруКШШ и реагеитах ие сообщсцы питание дул Г Г (дсС Вддв л.
Ф данннунсый цикл дддолл/(кдг и( Рис. 6.45. Схема эпсргозстаповок с ИОМ фирмы «Джепсрал элгктрик» для морских объектов (6 3) ! -- инивль-ввлииеввв батареи. Х— топливо; а — окислитель; Н вЂ” совлииительс К вЂ” батарея ТВ. Рис. 6 46. Батапся ТЗ мосццошью 500 Вт лля полволпого примепеиця, Галвдани- весние дитпреи Рис. 6.44. Области использования различных источииков тока пля эцсргосиабнсеиия подводных аппаразов (6 22). Одним из псрвых вопросов, яозкикающих пзп разработке ЭУ лля подводного приисковая, ивтястся выбор двалсиия рабочих газов При давлениях сава в полосзят ТЭ, б.исках к атмосферпому, иеобходямо ишсользовать прочный корпус, рагг.
штапиый па устойчссвость при максималы:.ой глубияе погружеипя. Зто может привести к сушсствсииому увеличсссссю массы. Кроме того, вынос ицсртпьсх примесей, иакапливающихся в полостях ТЭ, прелстввляст зиачитсльпусо трудссосж, и требует специальных компремируюших устройств. С учетом этого прсдставляетгя целегообра.сцым использовать разсрулсеииую копструкцшо, поцперясивая давление водорода и кислорода в бвтарес несколько выше, чец давлспие ок(зуисаюшей среды. Примером ЭУ лля подводного прпмсцепия можст служить описвияый кяже ЭХР мошиостью 500 Вт. Батарея ТЭ (рис. 6.46) со- 320 Св вз И (03 й (д Ф о длант рхимичвгние долл((ндг чд Хдд држд (ндгв — , Радио= иавнвл,нме и с сч и и и и. и и. 1 1 тд Продолжительность игрвсшаний,1д т стоит из 35 ТЗ, послсдоватсльио сосдииеицых электрически, с параллельцой раздачей газов, Внешний вид одного ТЭ площадью 400 смз прсдстаалеи иа рпс.
6 47. Между ТЭ расположены 34 алюмиипевых ребра, отводящих тспло в морскую волу. Для зашиты ребер от возлсйствпя морсьои воды и для предотврашсция короткого замьскаиия выступающие коицы выполнены з виле мцососло1шой конструкции — титанового чсхла, собстпеиво ребра и стеклоткаии, скрепленных мшкпу сооой с помощью кремиийоргаяичсского герметика, облалающего хорошей адгсзией к склсцваечым поверхностям, эластичиостьк> и малым термическим сопротивлением. Собраииая батарея ТЗ по наружной повгрхиостп герметизируется эпоксидным Рцс. 6,47.
Топливный элемент рабочей площадью 400 смл. 72 77 5 б 7 компаундом с целью исключения доступа морской воды ко ноем токоведушим частям конструкции; прп этом приняты меры, предотврашаюшие непосредственный контакт ИОМ и компаунда, приводящий к ванному обмену между ними Эпергоустановка состояла из двух батарей ТЭ, шеспз баллонов водорода н трех баялонов кислорода емкостью 40 л под давлением 15 МПа. С помошью системы редуцирования поддерживался перепад давления между газами в полостях ТЭ н окружающей водой примерно 0,02 МПа. Масса ЭУ составляла около бой кг при энергоемкости 45 — 50 кВт ч, что соответствует удельной энергии 70— 80 Вт ч)кг, Рис 0.48.
Энсргоустановка для подводно~о эпсрзоспаб копия мощ- ностью 1 кВт во время погруэкепия. Использование облегченных стеклопластнковых баллонов вместо стандартных пз черных металлов позволяет увеличить удельную энергию примерно в 3 раза На рис. 6.48 представлена ЭУ в момент погружения.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
