Бойлер steelsun inot 150: Бойлер STEELSUN InOT 150 / Косвенного нагрева / Бойлеры купить в Краснодаре

Содержание

Бойлер косвенного нагрева STEELSUN InOT 150

КОНСУЛЬТАЦИЯ | ПОМОЩЬ В ПОДБОРЕ

  • +7 (863) 226-10-76

    Ростов-на-Дону, пр. Стачки, 63
  • +7 (861) 290-91-00

    Краснодар, ул.Новороссийская, 250/1
  • +7 (862) 291-03-33

    Сочи (доставка)
  • +7 (989) 624-33-16

    Крым (доставка)

Инструкция Водонагревателя STEELSUN InOT 150 на русском

При Включенном Водонагревателе Нет Горячей Водывопрос
Слишком Низкая Температура Нагревавопрос
Горячая Вода Имеет Ржавый Цветвопрос
Неприятный Запах Горячей Водывопрос
Протечка Водонагревателявопрос
Деформация Корпуса Накопительных Водонагревателейвопрос
Посторонние Звуки При Работевопрос
Не Включается Индикатор Включения Подогрева Воды.вопрос
Termet Aquahit Тип 19-00После Включения Горелки Через Пять Минут Отключается Подача Газавопрос
Не Сразу ВключаетсяПереодически Не Сразу Зажигается Горелка. Слышно Только Как Трещит Пьезорожжиг. Если В Этот Момент Не Перекрыть Воду, То Через Несколько Секунд Будет Сильный Хлопок И Пламя Из Под Колонки. Аппарат Почти Новый И Так С Самого Начала. Какие Либо Регулировкивопрос
Не ВыключаетсяПосле Выключения Воды Газ Горит Не Тухнет Приходится Закрывать Газ Но Дисплей При Этом Горит Пока Не Вытащишь Батарейкивопрос
Очищал ТэнПерепутал Провода На Бойлере 3W40V1 Чистил Тэн От Накипи И Забыл Порядок Подключения Проводов 4 Выхода Там Голубой Коричневый Розовый И Синий С Белым Вместе На Термостате Есть Надписи Мелким Шрифтом L ,N , Ol ,Onвопрос
Не Работает ПьезорозжигПри Включении Воды Пьезорозжиг От Блока Питания В Колонке Щелкает Один Раз И Колонка Не Загораетсявопрос
Уменьшился Напор Горячей Воды До Маленькой Стуйки Предохранительный Клапан Проверен — Исправенвопрос
Почти Полностью Уменьшился Напор Горячей Воды Из ЭвнНапор Холодной Воды По-Прежнему Нормальныйвопрос
Ошибка Е3Как Устранить Самостоятельно?вопрос
Не Гаснет Экран И Не Включаетсявопрос
Який АнодЯкий Анод Підходить На Termopan Vit100вопрос
Бежит Горячая ВодаКак Регулируется Температура Водивопрос
Горячая ВодаКак Регулируется Температура Водивопрос
Не Реагирует На Поток Воды И Вледствие — Не Начинает Греть ВодуНапор Воды Очень Хороший, Хоть Прибавляй, Хоть Убавляй, Водонагреватель Не Реагирует И Не Начинает Нагревать Воду.вопрос
ТермостатСгорелвопрос
Ошибка 2Короткое Замыканиевопрос
Ошибка ЕеВсе Работает Но На Табло Еевопрос
Ошибка А02Ошибка А02вопрос
Сгорел ТэнКак Его Снять Не Могу Разобратьсявопрос
Впг-18 Колонка Nova TecПри Открытии Крана Горячей Воды Нет Розжигавопрос
Ошибка Е5Не Греет Водувопрос
Течет Вода По Ночам Из Сбросного КлапанаХолодная Вода Под Давлением 4 Атмосферы. По Ночам Давление Может Повышаться. Течет Вода Из Сбросного Клапана.. Если Отключить Подачу Воды Сброс Воды Прекращается. Какое Максимальное Давление Может Быть Указано На Сбросном Клапане. За Ночь Вытекает Большевопрос
Болер Pv-50L ОазисНачал Ставить Новый Болер От Выхода Горячей Воды Выпадает Трубка Подачи Горячей Воды Что Делать?вопрос
Не Включается Основная ГорелкаПосле Непродолжительной Работы Произошёл Сильный Хлопок После Этого Колонка Не Включается Искровой Разряд Есть вопрос
Ошибка Е1вопрос
Ошибка Е 4вопрос
Греется ПроводПостоянно Греется Провод, Даже При Низкой Температуре Нагрева И Начинает Перегоратьвопрос
Утечка Воды На ВводахКапает Водавопрос

Электрический водонагреватель ATLANTIC STEATITE 150 S4 C

ATLANTIC STEATITE CUBE VM 150 S4 C — накопительный электрический водонагреватель с обновленным дизайном, в котором воплощены лучшие разработки для комфорта. Предназначена данная модель для установки при высоком уровне потребления горячей воды. Водонагреватель имеет форму призмы и может быть установлен в любом интерьере или встроенный в мебель.

В конструкции водонагревателя используется уникальный «сухой» стеатитовый ТЭН, разработанный инженерами французской компании ATLANTIC. Компания ATLANTIC  первой применила  технологию керамических нагревательных элементов (ТЭНов)  в бытовых приборах.  «Сухой» стеатитовый ТЭН  не контактирует с водой, он защищен стальной эмалированной колбой. Благодаря этому  бак водонагревателя максимально защищен от коррозии и от накипи.  Для дополнительной защиты от коррозии и минеральных отложений в водонагревателях данной серии применяют магниевый анод, который имеет увеличенный срок эксплуатации. Использование стеатитового ТЭНа и магниевого анода продлевают   срок службы водонагревателя и позволяют существенно  снизить затраты на техобслуживание. 

Внутренний бак водонагревателя дополнительно защищает высококачественная эмаль, содержащая цирконий. Все водонагреватели серии ATLANTIC STEATITE CUBE имеют плотный слой пенополиуретановой изоляции, что позволяет свести тепловые потери всего к  5-6°C в сутки и  сохранить воду горячей в течение очень длительного времени. Встроенный сверхточный капиллярный термостат с точностью до 1°C определяет температуру нагревания воды, что позволит Вам  экономить до 15% электроэнергии.

Современный дизайн водонагревателя позволит ему гармонично вписаться в Ваш интерьер, а абсолютно бесшумная работа  и внешняя регулировка температуры делают  эксплуатацию водонагревателя комфортной.  ATLANTIC STEATITE CUBE объемом 150 литров подойдет для семьи из 5-6-и человек.

Компания ATLANTIC имеет наибольшую сеть авторизированных сервисных  центров в России. Также к Вашим услугам единый Call-центр, где Вас внимательно выслушают и обязательно помогут.

Гарантия производителя на рабочий бак водонагревателя составляет 7 лет, на электрическую часть — 2 года.

Особенности:
  • Современная электронная панель с индикацией и отображением процесса нагрева воды 
  • Сухой стеатитовый ТЭН
  • «РУЧНОЙ» режим — позволяет настроить температуру нагрева воды от 24 до 65 С
  • Режим «АНТИЗАМЕРЗАНИЕ» — автоматическое  поддержание  температуры  +7°C , с целью снижения энергопотребления в период отсутствия  пользователя.        
  • Рабочий бак и колба ТЭНа покрыты эмалью с содержанием циркония – 100% защита от электрохимической коррозии и дополнительные антибактериальные свойства
  • Экологически безвредная пенополиуретановая изоляция высокой плотности
  • Патрубки подачи  холодной и отбора горячей воды из нержавеющей стали 
  • Сверхточный капиллярный термостат — экономия электроэнергии до 15%
  • Защита от перегрева
  • Класс  защиты    IP 24 — можно устанавливать в ванных комнатах       
  • Класс энергоэффективности  ErP   —  С
  • В комплекте идет кабель с вилкой, предохранительный клапан, диэлектрическая муфта, кронштейн
Технические характеристики

Модель

VM 150 S4 C 1500W

Мощность ТЭНа, Вт

1500

Нагревательный элемент

«сухой» стеатитовый ТЭН

Время нагрева от 15 до 65⁰C, мин

353

Максимальная температура нагрева, ⁰C

65 ± 5

Установка

вертикальная

Регулятор температуры

внешний (на корпусе)

Напряжение, В

220

Рабочее давление, бар

8

Тепловые потери при 65⁰C, кВт·ч/24 ч

1.56

Класс защиты

IP 24

Тип управления

механический

Материал внутреннего бака

сталь

Габариты (ВхШхГ), мм

1210х490х520

Гарантия на электрическую часть, лет

2

Гарантия на рабочий бак, лет

7

Производитель

Египет, «Atlantic E.C.E.T. SAE»

Решая, когда его заменить — когда тот старый котел снят?

Как и на многие вопросы, ответ — «зависит от обстоятельств». Многие люди думают о котле 20 или 30 лет так же, как они думают о машине 10 или 15 лет: «Это может быть необходимо. скоро заменят, так что я не буду тратить на это много денег. Я просто подожду и посмотрю, что произойдет ». Когда машина прослужит еще несколько лет, люди начинают думать:« Если она прослужила так долго, то не будет говорит, как долго я могу его хранить, так что я собираюсь о нем хорошо позаботиться.«То же самое происходит с котлами, когда они доживают до 40 или 50. Уловка состоит в том, чтобы знать, будет ли котел работать долгие годы.

При принятии решения о сохранении существующей котел или установить новый, но главным фактором является состояние металла котел сделан из. К прочим относится состояние дверей, кирпичной кладки, горелку и средства управления, а также пригодность существующего оборудования для применения.Если котел не того размера, возможно, стоит заменить его независимо от его состояние.

Визуальный осмотр металла внутри котла — самый надежный способ оценки состояния котла, и это следует делать по возможности. Стальные котлы мощностью более 100 лошадиных сил, которые обычно можно встретить в многоквартирных домах. здания, оборудованы люками, которые можно снять, чтобы можно было осмотрел визуально. Однако чугунные котлы и многие стальные котлы не работают. иметь условия для осмотра изнутри.Выключение котла и слив открыть его — не повседневное мероприятие, поэтому необходимо использовать другие методы. использовал. Если местные нормы или правила страхования требуют ежегодных внутренних проверок, Проверка состояния котла один раз в год, как правило, является хорошей мерой.

Избавление от ржавчины

Как уже упоминалось, состояние металла, из которого сделан котел, является первичным. рассмотрение вопроса о ремонте или замене котла.Как металл начинает портиться на первом месте?

Некоторые котлы используются в системах водяного отопления, которые, теоретически это замкнутые контуры без потери воды из системы. Прочие котлы никогда не нагревайте одну и ту же воду дважды. Например, опреснительный котел на подводной лодке. кипятит морскую воду, чтобы отделить воду от соли и образовавшийся пар может конденсироваться в питьевую воду. Соль остается в котле, который часто очищается продувкой водой или паром под давлением, и механическая очистка.Большинство котлов находятся где-то между этими двумя крайностями, используя смесь новой и оборотной воды.

Если система, к которой подключен котел, должна быть замкнутой, или в основном замкнутый контур, но есть утечки, затем течет жидкая вода или пар out заменяется новой водой, содержащей новый кислород и новые минералы. Если котел подключен к системе парового отопления, вода поглощает кислород из воздух, который пар выталкивает из радиаторов и трубопроводов каждый раз, когда система наполняется паром.Если котел каким-то образом не защищен, кислород а минералы в воде в конечном итоге разрушат котел. Это наверное самая частая причина выхода из строя котлов многоквартирного дома.

Кислород в воде и металл, из которого сделан котел, образуют ржавчина на внутренней поверхности, где вода и металл соприкасаются, независимо от будь то котел чугунный или стальной. Эта деградация продолжается пока металл не станет настолько тонким, что он выйдет из строя и из бойлера не будет течь вода или пар.

Меры защиты

Очевидно, незащищенный котел, в который было залито большое количество новой воды. будет в худшем состоянии, чем если бы он был защищен или имел мало или в него не подается новая вода. Существуют различные стратегии защиты бойлеры от повреждения кислородом и минералами в воде. К ним относятся химическая обработка, аноды и подогреватели питательной воды.

Химическая обработка обычно используется для уменьшения проблем, связанных с кислород и минералы в котловой воде.

Две типичные процедуры состоят из:

«¢ Использование веществ, предназначенных для удержания минералов, растворенных в воде, чтобы они покинуть котел из-за протечек или при опорожнении котла, вместо того, чтобы оставаться позади и наращивания масштаба.

«¢ Использование химикатов, предназначенных для реакции с кислородом в питательной воде для предотвращения кислород от реакции с металлом, из которого сделан котел.

Химические вещества, называемые хроматами, очень эффективны и использовались годами, пока они были запрещены за причинение вреда здоровью. Местные поставщики могут предоставить меньше опасные химические вещества, оптимизированные для использования с водой в определенной области. Что бы ни используемые химикаты будут потеряны из-за любых утечек в предположительно замкнутом контуре системы, поэтому цветные красители обычно добавляют к химическим веществам, чтобы помочь обнаружить их потеря. Мы предполагаем, что если краситель все еще виден в котловой воде, химические вещества не просочилась, и, если краситель исчез, химикаты тоже.

Доступны расходные аноды для котлов. Это куски металла, которые окисляется легче, чем бойлер, тем самым защищая его. Тип резервуара для хранения водонагреватели, обычно используемые в домах, обычно содержат аноды, а водонагреватели с более длительной гарантией обычно имеют второй или больший анод. Периодический замена анода (анодов) может продлить срок службы водонагревателя или бойлера, хотя новые котлы часто не оснащены анодами.

Нагреватели питательной воды, которые защищают котел, нагревая питательную воду для отвода кислород, растворенный в питательной воде, также доступен. Подогреватели питательной воды используется на больших котлах, потребляющих большое количество питательной воды, например, пара котлы, используемые в крупных промышленных предприятиях и на электростанциях. Подогреватели питательной воды обычно не используются с отопительными котлами, установленными в квартире. комплексы или частные дома.

Уменьшение количества новой воды, поступающей в котел, лучше защищает котел чем любые химические вещества или аноды.Если в бойлер не поступает новая вода, а вода не поглощает кислород при контакте с воздухом, кислорода очень мало ржавчина котла и отсутствие минералов, образующих накипь. Котел, который получает можно ожидать, что только небольшого количества новой воды хватит на десятилетия. Следовательно, один из способов оценить состояние котла — узнать, сколько новой воды вошел в нее.

Есть ли утечки?

Самый очевидный способ — просто обойти здание в поисках утечек. чтобы предотвратить повреждение котла.Однако многие утечки найти не так-то просто.

Например, подземные трубопроводы часто протекают там, где никто не видит утечка. Системы парового отопления в многоквартирных домах имеют «пароотводные трубы». бег по цокольному этажу или под ним, чтобы вернуть воду в паровой котел. Если эти возвратные линии заглублены, они вступают в реакцию с почвой и ржавчиной. быстро, иногда возникающие утечки, когда им меньше пяти лет. Возвращение линии, частично покрытые грязью и цементом, также уязвимы для сокращения срока службы.Если обратные линии видны поверх пола, они должны оставаться в таком положении. Если трубопровод зарыт в землю, предполагается, что он протекает, и заменить его на надземный трубопровод.

Системы парового отопления могут терять значительное количество воды из любой из множество воздушных клапанов по всей системе, которые могут выйти из строя в открытом положении. Горячий в системах водяного отопления вода теряется из-за уплотнений клапанов и насосов, которые сливать воду слишком медленно, чтобы утечка была видна.

Существует множество подсказок, помогающих определить количество питательной воды, вошел в бойлер. Иногда дальновидный человек устанавливает водомер для измерения питательной воды. Периодические показания счетчика показывают, сколько воды в бойлере. проигрывает. Что еще более важно, увеличение показаний показывает увеличение потребление и может предупредить людей о поиске проблемы. К сожалению, типичный котельные установки не включают счетчики воды и историю потребления.

Осмотр предохранительного клапана котла или его нагнетательного трубопровода может выявить свидетельство утечки в клапане. Ржавчина или образование накипи на нагнетательном трубопроводе указывают на то, что вода, вероятно, покидала котел по этому трубопроводу. Многие закрытые петлевые системы, такие как системы водяного отопления, имеют недостаточное расширение емкость бака, в результате чего давление превышает давление предохранительного клапана. настройки, что, в свою очередь, заставляет предохранительный клапан выталкивания выполнять свою работу и выпускать вода.Новый предохранительный клапан — это признак того, что старый клапан, вероятно, разрядился. поливайте регулярно, и что новый может делать то же самое, если исходная проблема не решена.

Пятна ржавчины на полу под напорным трубопроводом — верный признак котла поврежден чрезмерным количеством питательной воды. Один трюк, который я использую, — продвигать бизнес карту в нагнетательный трубопровод. Если я когда-нибудь вернусь в ту же котельную, я могу проверить, не намокла ли карта с тех пор, как я был там последний раз.Продувки и стоки можно проверить на наличие подтеков и ржавых пятен, которые являются признаками слива воды. Некоторым людям не нравятся водостоки на полу, и настаивайте на подключении их непосредственно к сливным трубам, так как они могут скрыть утечки. Я видел один котел в 70-квартирном многоквартирном доме на Бродвее в Манхэттене полностью сгнили, потому что кто-то оставил сливной клапан частично открытым на несколько месяцев, но никто заметил, потому что трубопровод уходил прямо в канализацию.

Подающие клапаны обычно имеют сетчатые фильтры, которые забиваются и требуют замены или очистки.Подающий клапан или сетчатый фильтр, которые забиваются или требуют замены чаще, чем другие в подобных системах — признак чрезмерного количества питательной воды. Если вы видите несколько в углу котельной валяются старые кормушки или подающие краны это верный признак того, что бойлер протекает. Еще одна подсказка — ржавчина на поверхности. клапана подачи, что указывает на охлаждение большого количества питательной воды подающий клапан, достаточный для конденсации влаги из воздуха и образования ржавчины на поверхность подающего клапана.

Могут присутствовать и другие признаки того, что котел прошел техобслуживание на предмет утечек. Использованные заглушки, валяющиеся вокруг котельной, обычно указывают на то, что кто-то забит трубку в свое время, а заглушки были сняты и оставлены там для будущего использования. Размеры трубок, написанные мелом на стене, указывают на человека, заменяющего трубки. ожидает вернуться. Очевидно, выброшенные трубы или чугунные секции в котельная свидетельствует о ремонте котла.

Замена негерметичных секций

Когда одна секция чугунного котла повреждена настолько, что произошла утечка воды или steam люди иногда заменяют только этот раздел. К сожалению, все разделы примерно с такой же скоростью страдают от питательной воды, так что хороший аргумент может производиться для замены всех секций при утечке. То же самое можно сказать стального котла.

Затраты на рабочую силу, связанные с заменой всех секций, иногда составляют всего лишь немного больше, чем стоимость замены одного раздела, потому что другие разделы обычно необходимо разобрать, чтобы удалить протекающую секцию.В реальном мире краткосрочные мышление и отсутствие денег часто убеждают людей заменить только протекающие раздел. Когда стальной котел протекает, утечка обычно происходит в трубе, потому что трубы сделаны из более тонкой стали, чем остальная часть котла, для увеличения нагрева перечислить. При утечке трубок их можно заменить или временно закрыть. Как правило когда течет только одна или две трубки, их разумно закрыть, чтобы отложить стоимость замены на более позднее время, когда предположительно большее количество трубок может заменить за один раз.

В то время как трубки ржавеют и заменяются на протяжении многих лет, остальные котел тоже ржавеет, но повреждения других частей котла не так заметны потому что из более толстого металла, из которого сделана остальная часть котла, требуется больше времени, чтобы ржавчина насквозь. Если в котел поступает достаточно кислорода, в конечном итоге более толстые части получить достаточные повреждения, чтобы вызвать структурные проблемы или утечки. Котлы низкого давления (с максимальным давлением 15 фунтов на кв. дюйм) обычно устраняются путем сварки новых стальных пластин. на месте поврежденной стали, но котлы высокого давления становятся небезопасными, когда конструктивно поврежден.

Если в стальном котле низкого давления ремонтировались детали, кроме труб, такие как кожух или трубная решетка, разумно предположить, что котел близок к концу своей жизни. Аналогично, если в чугунном котле были заменены некоторые секции, разумно предположить, что остальные разделы необходимо будет заменить скоро. В случае стального котла, котел, его органы управления и горелка обычно снимаются и заменяются при замене котла из соображений экономии а некоторые коды запрещают установку бывших в употреблении деталей.В случае чугуна котлов не редкость замена всех секций котла на идентичные замены при сохранении элементов управления, горелки и трубопроводов на месте. Это спасает время и стоимость ремонта и подключения котла, что может сэкономить деньги оформления разрешительной документации, если работа рассматривается как ремонт.

Дополнительные соображения Размер . Если котел слишком мал из-за прошлых ошибок или замены load нет смысла держать его. Горелки. Если необходимо заменить горелку, но она устарела и запчасти больше не доступны, это может стать решающим фактором при выборе бойлер или заменить его. Во многих случаях целесообразно оставить котел и заменить горелку и элементы управления. Старые горелки типа «вращающаяся чашка» позволяют производить больше загрязнения и может быть менее безопасным и менее эффективным, чем новые горелки.

Однако легко переоценить выигрыш в топливной экономичности, связанный с с заменой котла или горелки.Одна из распространенных ошибок — сравнивать сгорание КПД существующего, не настроенного котла на новый котел, предположительно настроен идеально. Было бы более реалистично сравнить эффективность существующий котел после настройки на эффективность предлагаемого нового котла. Большая часть повышения эффективности обычно отдается заменяющим котлам. следует отдать должное настройке, новым элементам управления и тщательным настройкам элементов управления. сделано во время установки котла, все это можно было сделать до существующий котел.

Трубопровод. Если трубопровод котла установлен неправильно и образует влажный пар, (грохот труб) или трудности с подачей тепла, может быть стимул для поменять бойлер.

Однако проблемы с трубопроводом можно исправить, не меняя котел. Многие люди быстро осуждают котел из-за проблем, связанных с его и ожидайте, что эти проблемы будут устранены с помощью нового котла. Но затем часто означает замену оборудования, установленного кем-то, кто вырос на строительстве и чинить вещи с помощью оборудования, установленного кем-то, кто вырос на видео игры.Замена котла не является гарантией того, что проблемы с трубопроводами или элементами управления станет лучше. На самом деле они могут ухудшиться.

Двери и крышки для уборки. Многие котлы можно сохранить и заставить работать хорошо если установка и другие проблемы решатся. Например, когда сталь из дверок котла начинают течь горячие дымовые газы, утечки можно заглушить керамическая канатная прокладка и высокотемпературная герметизация. Однако, если утечка продолжится достаточно долго, неравномерный нагрев приведет к слишком сильной деформации дверцы, и прокладки не смогут ее закрыть. Это.Когда двери коробятся и котельная непрерывно снабжается продуктами от горения помещение становится неприятным, грязным, опасным (из-за угарного газа), и коррозионный конденсат из продуктов сгорания начинает разъедать на каком бы металле он ни конденсировался, например, в электрических коробках.

Вскоре комната выглядит и пахнет так плохо, что люди, в том числе работающие, на котле, хочется проводить в нем как можно меньше времени. Готовность собственника потратить деньги на котел и энтузиазм людей, которые на нем работают уменьшаются до тех пор, пока в конце концов котел не перестанет работать, и все участники выступает за замену.

Разумная альтернатива замене котла — покупка новых дверок котла. и плотно заклеить, затем очистить котельную и установить дополнительные освещение. У котла были разумные шансы на исправную работу для многих годы.

Чугунные котлы имеют аналогичные проблемы с утечкой. Крышки для чистки и дымовые газы коллекторы обычно крепятся к котлу с помощью специального оборудования, которое разъедает и его трудно использовать после многократного снятия для обслуживания и очистки.Если никто требуется время для специального заказа оборудования, течи крышек для чистки, коллекторов дымохода перекоситься и протечь, и котел устареет раньше срока. К сожалению, мало котлов обращаются к новым дверям или крышкам для чистки, и многие котлы заменяются, когда утечки дымовых газов ухудшаются.

Вкратце

Обдумывая, отремонтировать или заменить котел, сначала оцените состояние металла, из которого изготовлен котел, любыми доступными способами.Если котел почти проржавел, его, вероятно, вскоре следует заменить. Если состояние металла не свидетельствует о ближайших проблемах, хорошее следующее Шаг заключается в оценке стоимости нового котла по сравнению со стоимостью внесения достаточного количества улучшений. к существующему котлу, чтобы он работал так же, как новый. Тогда решение оставить котел или заменить его можно.

Генри Гиффорд — владелец здания и пенсионер / оператор отопления. системная подрядная компания, специализирующаяся на ремонте неисправного отопления системы.Перепечатано с любезного разрешения HPAC Engineering на сайте www.hpac.com.

Под воздействием сильной жары пластиковые бутылки могут в конечном итоге стать небезопасными.

Миллионы людей на Восточном побережье и на Среднем Западе Соединенных Штатов в эти выходные находятся под наблюдением жары из-за сильной жары. Эти палящие июльские выходные последовали за тем, что недавно сообщило NOAA, как самый жаркий июнь за всю историю наблюдений.

Но прежде чем вы возьмете пластиковую бутылку с водой, чтобы избежать обезвоживания, подумайте дважды, не увядает ли она под палящим солнцем.

«Чем горячее он становится, тем больше пластика может попасть в пищу или питьевую воду», — говорит Рольф Халден, директор Центра инженерии гигиены окружающей среды Института биодизайна Университета штата Аризона.

Большинство пластиковых предметов выделяют небольшое количество химикатов в содержащиеся в них напитки или пищу. По мере увеличения температуры и времени химические связи в пластике все больше разрушаются, и химические вещества с большей вероятностью выщелачиваются. По данным FDA, количество химикатов слишком мало, чтобы вызвать проблемы со здоровьем, но ученые, изучающие долгосрочные эффекты наполнения нашей жизни пластиком, говорят, что все эти маленькие дозы могут иметь большое значение.

Одноразовая бутылка в жаркий летний день

Большинство бутылок с водой, которые вы можете найти на полках супермаркетов, сделаны из пластика, называемого полиэтилентерефталатом или ПЭТ. Он признан вторым по переработке и принят большинством программ по переработке отходов.

В исследовании, проведенном учеными из Университета штата Аризона в 2008 году, было изучено, как тепло ускоряет выделение сурьмы в ПЭТ-бутылках. NIH сообщает, что сурьма используется для производства пластика и может быть токсичной в больших дозах.В мягкую, 70-градусную погоду исследователи измерили безопасный уровень химического вещества в бутилированной воде. Но чем жарче день, тем меньше времени требуется для загрязнения воды.

Летом в горячем автомобиле температура может достигать 150 градусов по Фаренгейту. В ходе экспериментов потребовалось 38 дней для бутылок с водой, нагретых до этой температуры в лаборатории, чтобы показать уровни сурьмы, превышающие рекомендации по безопасности.

«Как правило, да, тепло помогает разрушать химические связи в пластмассах, таких как пластиковые бутылки, и эти химические вещества могут переходить в содержащиеся в них напитки», — пишет Джулия Тейлор, ученый, исследовавший пластик в Университете Миссури.

В 2014 году ученые обнаружили большое количество сурьмы и токсичного соединения под названием BPA в воде, продаваемой в китайских бутылках для воды. В 2016 году ученые обнаружили высокий уровень сурьмы в бутилированной воде, продаваемой в Мексике. В обоих исследованиях тестировалась вода в условиях, температура которых превышала 150 градусов по Фаренгейту, что представляет собой наихудший сценарий.

Согласно отраслевой группе Международной ассоциации бутилированной воды, бутилированная вода должна храниться в тех же условиях, в которых потребители хранят другие продукты.

«Вода в бутылках играет важную роль в чрезвычайных ситуациях. Если вы подвержены риску обезвоживания, неважно, в какой емкости он находится. Но для обычного потребителя, — говорит Халден, — нет никакой пользы от использования всех этих бутылочек ».

А как насчет многоразовых контейнеров?

Бутылки для воды, которые можно использовать повторно, чаще всего изготавливают из полиэтилена высокой плотности (HDPE) или поликарбоната. HDPE широко применяется в программах утилизации (код утилизации номер два), но поликарбонат труднее утилизировать (код утилизации номер семь).

Чтобы эти бутылки были твердыми и блестящими, производители часто используют бисфенол-A или BPA, соединение, которое подверглось критике из-за своей токсичности. BPA является эндокринным разрушителем, что означает, что он может нарушить нормальную функцию гормонов и привести к множеству опасных проблем со здоровьем. Исследования связывают это соединение с раком груди.

FDA запрещает использование бисфенола А в детских бутылочках и стаканчиках-поильниках, но не нашло доказательств в поддержку дополнительных ограничений.

Тем не менее, многие производители отреагировали на опасения потребителей, сделав свои продукты свободными от бисфенола А.

«Без BPA» не обязательно означает «безопасный», — говорит Тейлор. Она отмечает, что бисфенол-S часто используется в качестве альтернативы, хотя он «структурно похож на BPA и, как оказалось, имеет очень похожие свойства».

(Узнайте больше о том, почему «без BPA» не всегда означает лучше.)

Было проведено меньше исследований того, что происходит с водой, когда ее оставляют в многоразовых емкостях для воды при высоких температурах, но исследования проводились путем заливки кипятка в поликарбонат указали, что в результате вымылось больше BPA.

«Суть в том, что стекло лучше пластика везде, где это возможно», — говорит Тейлор. «В противном случае, сообщение должно заключаться в том, чтобы держать бутылку с водой в сумке или накрывать, когда она не используется (не подвергаться воздействию яркого солнечного света в течение длительного времени), и не оставлять пластиковые бутылки в горячей машине, так как в это время температура быстро растет. года ».

Какова общая картина?

В конечном итоге количество химикатов, которые человек может потребить из пластиковых контейнеров для еды или напитков, оставленных на жаре, не подорвет его здоровье.Но Халден говорит, что нам следует беспокоиться о том, каким количеством пластика мы окружаем себя каждый день.

«Если вы будете пить воду из одной ПЭТ-бутылки, повредит ли это вашему здоровью? Наверное, нет », — говорит он. «Но если вы потребляете 20 бутылок в день, тогда вопрос безопасности будет совершенно другим».

Он отмечает, что кумулятивный эффект окружения пластмассами в товарах, которые мы покупаем, или микропластиками в нашей воде, имеет наибольшее потенциальное воздействие на здоровье.

Лично Халден выбирает металлическую бутылку для воды вместо многоразовой пластиковой, когда пытается избежать обезвоживания на ходу.

«Если вы не хотите, чтобы это было в вашем теле, не увеличивайте материальный поток этого вещества в общество», — говорит он.

Кинетика реакции коррозии хлора на поверхности нагрева при совместном сжигании угля и биомассы

Высокое содержание хлора в биомассе вызовет серьезные отложения золы и проблемы коррозии на поверхности нагрева в котле, снизит эффективность теплопередачи и поставит под угрозу безопасность эксплуатации котла . На основе обсуждения механизма коррозии хлором поверхности нагрева в котле, температура, атмосфера и загрязнение в котле моделируются с помощью высокотемпературного реакционного устройства.Кинетика реакции хлорной коррозии на поверхности нагрева при совместном сжигании угля и биомассы была изучена методом увеличения массы, который обеспечивает теоретическую основу для решения проблемы коррозии и повышения безопасности работы котла. Результаты показывают, что увеличение веса, вызванное коррозией, увеличивается со временем, и его кривая соответствует параболе. На ранней стадии скорость коррозии очень высока, а после образования защитного слоя коррозия постепенно замедляется.Соотношение смешивания биомассы соломы увеличивается, и скорость коррозии увеличивается пропорционально. С повышением температуры скорость реакции коррозии непрерывно увеличивается. Когда температура превышает 600 ° C, скорость реакции коррозии сильно возрастает. Концентрация HCl в газовой фазе увеличивается, и скорость реакции коррозии быстро увеличивается. При постоянной температуре характеристики кинетики реакции хлорной коррозии были проанализированы путем сопоставления модельных функций.Была определена наилучшая кинетическая модельная функция для расчета кинетических параметров, и кинетическое уравнение реакции коррозии было установлено для количественной характеристики реакции коррозии.

1. Введение

Ископаемые виды топлива, такие как уголь, продолжают потребляться и приводят к экологическим проблемам, которые становятся все более заметными. Биомасса, вид экологически чистого возобновляемого источника энергии, привлекает все больше внимания во всем мире [1]. Ресурсы биомассы в Китае, особенно солома сельскохозяйственных культур, в изобилии.Кроме того, технология совместного сжигания, применяемая в угольных котлах, является перспективным методом использования биомассы [2]. Если биомасса используется на крупных электростанциях и непосредственно смешивается с углем для сжигания в угольном котле, существующие мощности электростанции могут использоваться без больших инвестиций; следовательно, это недорогой и малорисковый способ использования возобновляемой энергии на текущем этапе [3, 4].

Во время совместного сжигания биомассы и угля, особенно большого количества соломенной биомассы и угля, смешанного для сжигания, из-за высокого содержания щелочного металла и хлора в соломенной биомассе это может привести к отложению, шлакованию и коррозии металлических поверхностей нагрева, которые может нанести серьезный ущерб безопасности и экономичности котельного оборудования и, следовательно, ограничить масштабное использование биомассы на электростанциях [5–7].Коррозия металла поверхности нагрева подразделяется на газофазную и зольную. Такие газы, как HCl и Cl 2 вызывают газофазную коррозию. В окислительной атмосфере поверхность металла окисляется до оксидной пленки, которая предотвращает дальнейшее развитие коррозии [8]. Однако хлорид газа также реагирует с металлом с образованием хлорида металла. Хлорид металла окисляется и снова высвобождает Cl 2 , а Cl 2 диффундирует в газ для нового цикла реакции, который называется активной окислительной коррозией [9].В восстановительной атмосфере пленка оксида металла отсутствует, и Cl 2 может напрямую реагировать с металлом. Отложение золы является основной причиной высокотемпературной коррозии [10] из-за большого количества KCl в золе. Осадочный слой золы разделен на три слоя, в которых самый внутренний основной компонент — это KCl, средний слой — это K 2 SO 4 , а самый внешний слой — в основном SiO 2 [11]. Было обнаружено, что осаждение K в пшеничной соломе, рисовой соломе и рисовой шелухе было выше, а осаждение Cl в стеблях кукурузы и хлопка было выше [12].KCl может напрямую реагировать с оксидной пленкой на поверхности металла с образованием Cl 2 , оксидов металлов и соединений калия [13, 14].

Текущие исследования, посвященные главным образом характеристикам горения, выбросов загрязняющих веществ и плавления золы при совместном сжигании биомассы и угля [15–18], редко связаны с проблемой коррозии металлических поверхностей нагрева. Следовательно, в этой статье будут изучены проблемы хлорной коррозии металлических поверхностей нагрева, чтобы изучить механизм процесса и характеристики кинетики реакции хлоридной коррозии на металлическую поверхность теплопередачи в большом котле электростанции, работающем на угле, во время совместного сжигания биомассы и угля.Он может количественно анализировать процесс коррозии в условиях постоянной температуры, служить ориентиром для оптимизации рабочих параметров котла и обеспечивать теоретическую основу для обширного и эффективного использования ресурсов биомассы.

2. Механизм коррозии хлором

Во время совместного сжигания биомассы и угля коррозия металлических поверхностей нагрева в котле была в основном связана с хлором и серой в топливе [19]. Предпосылкой, которая больше всего влияет на коррозию, является молярное соотношение серы и хлора в топливе [20].Когда количество биомассы, смешанной с углем, было большим, коррозионному эффекту уделялось первоочередное внимание хлоридной коррозии металла. Исследования показали, что хлор в топливе из биомассы играет важную роль в высокотемпературной коррозии металлических поверхностей теплопередачи в котле. Когда содержание хлора в топливе из биомассы достигнет определенного значения, коррозионный эффект хлора будет больше, чем у серы в топливе из биомассы. Некоторые исследования показали, что высокотемпературная коррозия с участием хлора имеет тенденцию быть серьезной, когда содержание хлора в топливе превышает 0.3% [21]. Хлор в основном представлен в форме HCl, Cl 2 , KCl и NaCl во время совместного сжигания биомассы и угля, и коррозионное воздействие HCl в дымовых газах было основным. Результаты экспериментов показали, что 95% хлора в топливе выделяется с преобразованием в HCl при сжигании дымовых газов [22].

HCl, выделяющийся при сгорании топлива, является газообразной коррозионной средой с высокой активностью. Он может напрямую реагировать с металлическими поверхностями теплопередачи и активно участвует в коррозии Fe, FeO, Fe 2 O 3 , Fe 3 O 4 и Cr 2 O 3 при высоких температурах. Состояние:

Из-за присутствия HCl защитная оксидная пленка на поверхности металла может разрушиться.Это увеличивает скорость прохождения газообразной коррозионной среды к поверхности раздела с металлом и, как следствие, приводит к коррозии металлической основы.

Когда температура поверхности на стенке трубы превышает температуру плавления FeCl 2 , FeCl 2 испаряется в газовую фазу. Когда FeCl 2 выходит в дымовой газ из-за увеличения давления кислорода по пути, FeCl 2 окисляется O 2 с образованием Cl 2 :

Образовавшийся Cl 2 проникает на поверхность металла. и реагирует с Fe, FeCl 2 и Cr 2 O 3 следующим образом:

FeCl 3 , образованный в указанной выше реакции, которая имеет низкую температуру плавления (303 ° C) и высокое давление пара ( 1670 Па), очень легко улетучивается при температуре поверхности металла.Это вызывает разрывы в защитной пленке, и пленка становится рыхлой и значительно снижает сопротивление передаче активной газообразной коррозионной среды на поверхность раздела металла с основанием. Кроме того, продукты коррозии с большей вероятностью отслаиваются, тем самым способствуя процессу коррозии металла.

Затем образовавшийся FeCl 3 будет преобразован в Cl 2 при определенных условиях:

В указанном выше циклическом процессе реакции Cl 2 при сильном окислении постоянно разрушает железо и его соединения.Следовательно, процесс реакции хлорной коррозии носит повторяющийся характер.

Кроме того, хлорид и оксиды серы будут сосуществовать во время совместного сжигания биомассы и угля с помощью O 2 и H 2 O, и это не только ускоряет образование сульфата, но также способствует образованию HCl и Cl 2 , что значительно увеличивает степень высокотемпературной коррозии [23]:

Приведенный выше анализ показывает, что хлорид и продукты его реакции HCl и Cl 2 являются основными причинами высокотемпературной коррозии металлических поверхностей нагрева в котлах. .Основным фактором, приводящим к коррозии металлических поверхностей нагрева, является то, что HCl непосредственно реагирует с металлом поверхности нагрева, следовательно, ускоряет окисление металлических сплавов, а затем приводит к коррозии, которая является активной окислительной коррозией [24]. Cl 2 , аналогичный катализатору, практически не расходуется в процессе коррозии [25]. Если HCl и Cl 2 подаются постоянно, периодическая коррозия будет всегда продолжать повреждать чугун и его соединения и серьезно угрожать безопасности эксплуатации котельного оборудования.

3. Экспериментальная система и экспериментальная методика
3.1. Экспериментальная система

Экспериментальная система коррозии хлором на поверхностях нагрева проиллюстрирована на рисунке 1, которая состоит из газораспределительного устройства, высокотемпературного трубчатого реактора, блока контроля температуры и абсорбционного устройства для остаточного газа. Газораспределительное устройство обеспечивает имитацию дымового газа для экспериментов. Доля компонентов моделируемого дымового газа регулируется путем регулирования потока газа из 3-х газовых баллонов.Газы, выходящие из газовых баллонов, в достаточной степени перемешиваются в устройстве для смешивания газов и затем подаются в высокотемпературный трубчатый реактор для имитации атмосферы дымовых газов в зоне перегревателя. В высокотемпературном трубчатом реакторе кремний-углеродная трубка действует как нагревательный элемент со встроенной корундовой трубкой, образуя экспериментальную замкнутую плоско-температурную зону. Металлические образцы в фарфоровой лодочке для сжигания помещаются в закрытую плоскую температурную зону через устройство подачи образца. В реакционной зоне высокотемпературного трубчатого реактора поддерживается постоянная температура с помощью регулятора температуры, имитирующего температуру в зоне перегревателя.В контроллере температуры температура в диапазоне от комнатной до 1600 ° C измеряется платино-родиевыми платиновыми термопарами, а автоматический датчик температуры используется для отображения данных и контроля температуры. Большое количество газообразного HCl, содержащегося в моделированном дымовом газе после реакции, полностью абсорбируется баллоном абсорбера с раствором NaOH в случае отравления персонала и загрязнения окружающей среды.


3.2. Экспериментальные образцы

Образцы биомассы представляют собой биомассу соломы, включая стебли кукурузы и стебли пшеницы в провинции Шаньдун, а образец угля — тощий уголь.Перед экспериментом образцы биомассы и угля были измельчены в порошок размером 200 меш с использованием небольшой угольной мельницы и электрического вибрационного сита и высушены в сушильном шкафу при температуре 105 ° C. Подготовка угольной золы осуществляется в соответствии со стандартом анализа качества угля GB / T212-2001, а для приготовления золы биомассы следует использовать стандарт ASTM E1755-01. Предварительный анализ и окончательный анализ проб биомассы и угля, а также окончательный анализ проб золы показаны в таблицах 1 и 2, соответственно.Образцы золы совместного сжигания в эксперименте состоят из смесей золы биомассы и золы угля, полученных указанными выше способами. Металлический образец изготовлен из стали Т91, которая обычно используется на теплопередающей поверхности пароперегревателя в котлах и имеет высокие допустимые напряжения, выносливость, усталостную прочность, теплопроводность и стойкость к коррозии скважин [26]. Химический состав стали T91 указан в Таблице 3.

9027 9027 9027 9027 9027 9027 9027 9027 9027 9027 9027 9027 9027

Образец Символ Приблизительный анализ Окончательный анализ
M ad V ad FC ad C ad H ad N ad S ad
CS 6.35 5,08 68,33 20,24 42,95 6,65 0,87 1,11
Стебли пшеницы 0,68 1,07
Тощий уголь LC 1,43 33,74 12,99 51,84 55,41 2,97 0.96 3,24

M: влажность; A: ясень; V: летучие вещества; FC: связанный углерод.
9027 9027 9027 Ca 2 Cl

Образец Na Mg Al Si P S
Ясень из стеблей кукурузы 0.84 6,88 0,21 5,53 1,73 1,15 34,90 45,62 2,79 0,35 0,35 9027 9027 9027 9027 9027 9027 9027 9027 9027 9027 9027 9027 9027 9027 9027 9027 9027 9027 9027 9027 9027 9027 9027 9027 9027 9027 9027 4,06 15,39 32,70 8,08 0,00
Зола обедненного угля 1,21 2,66 27,15 56.32 0,49 0,33 0,71 1,45 2,22 7,46

9027 9027 9027 9027 9027 9027 9027 9027 9027 9027 9027 9027 9027 9027 Si Mn Cr Mo V Nb N Al Ni

0.08∼0.12 ≤0.01 ≤0.02 0.20∼0.50 0.30∼0.60 8.00∼9.50 0.85∼1.05 0.18∼0.25 0,06∼0.10
2
2
2
≤0,40

3.3. Условия эксперимента

Образцы золы для сжигания угля и биомассы состоят из смеси золы биомассы и угольной золы в зависимости от массового процента топлива перед сжиганием.Пропорции смешивания биомассы составляют 0%, 20%, 50% и 100%, а при нормальных условиях это 50%. В ходе экспериментов концентрация O 2 составляет 6%, концентрация CO 2 составляет 12%, концентрация HCl составляет 500 μ L · L -1 , а N 2 используется в качестве балансирующего газа для поддерживать стабильный поток смешивающего газа, который составляет 50 мл · мин -1 . При изменении условий эксперимента диапазоны концентраций HCl составляют 0, 200, 300 и 500 мкл L · L -1 .Диапазон температур: 450, 500, 550, 600 и 650 ° C, нормальное состояние — 600 ° C.

3.4. Экспериментальные методы

Перед экспериментом из металлической трубы, используемой на теплопередающей поверхности перегревателя в котлах, были изготовлены образцы размером 30 мм × 8 мм × 4 мм. Образцы последовательно гладко отполировали наждачной бумагой 200 меш и 1000 меш, и размер образцов был точно измерен штангенциркулем для расчета площади поверхности. Сначала образцы помещали в абсолютный этиловый спирт для очистки и обезжиривания, а их поверхности промокали фильтровальной бумагой.Затем образцы помещали в сушильный шкаф при температуре 105 ° C. Через 30 минут образцы вынимали и измеряли их вес. Затем образцы были покрыты слоем золы для сжигания, закрепленные абсолютным этиловым спиртом на поверхности, и снова помещены в сушильный шкаф для сушки на 20 минут при температуре 105 ° C, и, наконец, извлечены для использования в экспериментах.

Металлические образцы с покрытием вместе с фарфоровыми лодочками для сжигания были помещены в плоскую температурную зону высокотемпературного трубчатого реактора.Были проведены эксперименты по статическому окислению, и метод увеличения массы коррозии был использован для определения степени коррозии металла. Согласно результатам предыдущих экспериментальных исследований, степень коррозии металлических образцов значительно увеличилась в первые 20 часов и имела тенденцию к стабилизации через 30 часов, и, следовательно, общее экспериментальное время коррозии металлических образцов было определено как 30 часов. металлические образцы взвешивались каждые 6 часов, и время взвешивания контролировалось в пределах 20 минут, чтобы гарантировать, что каждый интервал взвешивания одинаков.

4. Результаты и обсуждение
4.1. Характеристики хлорной коррозии
4.1.1. Анализ характеристик реакции коррозионного хлорида

Механизм коррозии металлической поверхности нагрева показывает, что большое количество хлорида в отложениях золы на перегревателе и газообразный хлор, выделяющийся при сгорании, являются основными причинами коррозии поверхности нагрева в паровой котел. Газообразный хлор может напрямую реагировать с нагретым поверхностным металлом, и есть два пути коррозии хлорида щелочного металла: во-первых, он будет реагировать с SO 2 в дымовых газах с образованием сульфата у поверхности металла, а продукты реакции HCl и Cl 2 вызывают активную окислительную коррозию, которая может усугубить коррозию металла; второй — формирование низкотемпературной эвтектики с другими продуктами коррозии, в результате чего оксидный слой на поверхности металла плавится и усугубляет коррозию.Высокотемпературный трубчатый реактор использовался для моделирования высокотемпературной среды в зоне пароперегревателя. Зола от совместного сжигания угля и биомассы, служившая отложением золы, была нанесена на поверхность металлических образцов, чтобы имитировать эффект отложения золы на коррозию металлических поверхностей нагрева, и смешанный газ, состоящий из HCl, O 2 , CO 2 , и N 2 использовался для моделирования атмосферы дымовых газов в котлах. В данной статье экспериментально исследованы вопросы хлорной коррозии металлических поверхностей нагрева пароперегревателя котлов с моделированием рабочего состояния металлических поверхностей нагрева пароперегревателя в котлах.

На рисунках 2 и 3 показаны кривые увеличения массы от коррозии для образцов из стали Т91, покрытых совместной золой угля и биомассы, смешанной с углем в различных процентах. Из приведенных выше рисунков видно, что увеличение массы коррозии металлических образцов увеличивается с течением времени. Прирост массы от коррозии металлических образцов быстро увеличивался на начальной стадии, которая была стадией быстрой коррозии, а затем постепенно замедлялась и на более поздней стадии имела тенденцию к снижению.Кривые коррозионного прироста массы соответствуют параболе.



Процесс коррозии образцов анализируется следующим образом: когда железо или сплав железа подвергается воздействию высокотемпературной окислительной среды, внешний слой металла постепенно окисляется до стабильной и плотной оксидной пленки. Но хлорид щелочного металла в золе реагирует с оксидной пленкой на поверхности металла, выделяя Cl 2 , что приводит к разрушению пленки оксида металла.Cl 2 может проникать через защитную оксидную пленку, диффундировать к границе раздела между оксидной пленкой и металлом и реагировать с металлом с образованием хлорида металла. Хлорид металла имеет более низкую температуру плавления. Когда температура металлической трубы высока, хлорид металла будет испаряться и диффундировать к поверхности оксидной пленки, вступать в реакцию с кислородом дымового газа и постепенно образовывать рыхлый оксидный слой. Оксидный слой не может защитить металл от дальнейшей коррозии. В результате этой реакции снова образуется Cl 2 , а Cl 2 возвращается на поверхность металла через рыхлый оксидный слой, так что процесс коррозии продолжается.На начальной стадии в золе больше хлоридов щелочных металлов, и скорость коррозии высока; по мере продолжения реакции содержание хлорида щелочного металла постепенно уменьшается, и скорость реакции коррозии также постепенно снижается.

Из приведенных выше цифр также можно найти, что с увеличением процента биомассы соломы, смешанной с углем, скорость коррозии металлических образцов увеличивается пропорционально, и коррозия металлических образцов была наиболее серьезной, когда все было биомассой из соломы.Причину можно объяснить следующим образом. Во время совместного сжигания угля и биомассы соломы содержание остаточных хлоридов в отложениях золы увеличивалось, когда биомасса соломы смешивалась с углем. Хлорид в отложениях золы будет участвовать в засолении с образованием алюмосиликата и высвобождением HCl с поверхности металла, тем самым ускоряя процесс реакции коррозии и увеличивая скорость коррозии хлором.

4.1.2. Влияние температуры на характеристики коррозии хлора

Температура оказывает значительное влияние на коррозию металла.Опыт эксплуатации зарубежной электростанции, работающей на биомассе, показал, что, когда температура пара в перегревателе была высокой, серьезная коррозия обычно происходила на стенке трубы пароперегревателя [27], но когда температура пара в перегревателе была низкой (например, 450 ° C) серьезной коррозии не обнаружено [28]. На рисунке 4 показаны кривые набора массы коррозии металлических образцов, покрытых золой, при различных температурах. Можно обнаружить, что скорость коррозии металлических образцов постоянно увеличивается с повышением температуры.Когда температура была ниже 600 ° C, она мало влияла на коррозию металлических образцов, и скорость коррозии металлических образцов медленно увеличивалась. Но когда температура превышала 600 ° C, скорость коррозии металлических образцов значительно возрастала. Причина в основном в другом механизме коррозии.


На начальной стадии коррозии все элементы металла совместно участвуют в реакции. В качестве ключевого элемента сплава Cr может предпочтительно реагировать с кислородом и образовывать плотную и клейкую оксидную пленку, так что коррозионная стойкость металла может быть повышена.Однако при повышении температуры скорость диффузии C внутри металлического зерна больше, чем Cr. Образование и выделение карбидов в металлической основе вызывает локальный дефицит хрома вблизи границы зерен. Хлорид щелочного металла, такой как NaCl из отложений, легко вступает в реакцию с карбидами металлов с образованием Cl 2 , что вызывает серьезную межкристаллитную коррозию. Межкристаллитная коррозия распространяется внутрь по границе раздела между зернами металла, что значительно снижает механическую прочность металла.Этот эффект тем сильнее, чем выше содержание углерода в границах зерен. По коррозионному слою на поверхности металла видно, что с повышением температуры коррозионный слой становится толще, и на поверхности постепенно возникает серьезная точечная коррозия.

Кроме того, при низкой температуре коррозия металла — это в основном обычная окислительная коррозия. При повышении температуры сульфат щелочного металла в золе превращается в расплавленную жидкую фазу на поверхности оксидного слоя, что быстро усугубляет коррозию.Во время совместного сжигания биомассы и угля из-за реакции сульфатирования в отложениях золы присутствует большое количество сульфата, а также некоторое количество хлорида щелочного металла. Хлориды щелочных металлов в отложениях золы могут привести к дальнейшему снижению температуры плавления низкотемпературных комельтов. Металлическая основа легче подвергается коррозии HCl и SO 2 / SO 3 в окружающей газовой фазе из-за плавления и разрушения защитного оксидного слоя, что усугубляет коррозию.

4.1.3. Влияние концентрации HCl на коррозионные характеристики хлора

Взгляды на влияние HCl на хлоридную коррозию металла разошлись. Монтгомери и Ларсен считали, что коррозионная активность HCl была ниже, чем коррозионная активность KCl при осаждении на поверхности слоя окисления [29]. Лит и др. в результате экспериментов было установлено, что, когда в отложениях золы присутствовал элемент хлор, присутствие HCl не было необходимым условием для хлорной коррозии, но может ускорить хлорную коррозию [30].Инь и Ву обнаружили, изучая коррозию хлора в биомассе, что скорость коррозии металла увеличивается пропорционально увеличению концентрации HCl [31]. На рисунке 5 показаны кривые увеличения массы от коррозии металлических образцов, покрытых золой, при различных концентрациях HCl. Можно обнаружить, что если в газовой фазе нет HCl, прирост массы металлических образцов немного меняется, а скорость коррозии очень мала. С увеличением концентрации HCl прирост массы металлических образцов сильно варьируется, и скорость коррозии быстро увеличивается.Поскольку оксидный слой на поверхности металла не может блокировать проникновение HCl, HCl может проникать в трещины или поры на поверхности металла, вступать в контакт и реагировать с элементами металлических сплавов (Fe, Cr и Ni). С увеличением HCl разница в давлении хлора между поверхностью раздела атмосфера / оксидная пленка и границей раздела оксидная пленка / металл увеличивается, что увеличивает кинетическую силу диффузии HCl к поверхности металла, поэтому HCl может легко проходить через оксидную пленку и ускорять коррозию. Кроме того, чем выше концентрация HCl, тем сильнее происходит активное окисление.По мере увеличения концентрации HCl прирост массы металлического образца сильно изменяется, и скорость коррозии быстро увеличивается.


4.2. Кинетика реакций хлорной коррозии
4.2.1. Основное уравнение кинетики коррозионных реакций

Основной задачей при изучении кинетики химической реакции является определение механизма процесса химической реакции и соответствующих параметров кинетики реакции [32]. При экспериментальном исследовании характеристик хлорной коррозии металлических поверхностей нагрева каждый эксперимент по хлорной коррозии металлических образцов проводился при постоянных температурных условиях.Следовательно, скорости реакции коррозии металлических образцов описывались уравнением постоянной температуры и кинетики гетерогенной реакции [33]:

В (14) τ — время реакции, k — константа скорости реакции, α — это степень превращения реагентов в результирующие за время τ . , и — начальный и конечный вес образцов соответственно, — вес образцов в момент времени ? . f ( α ) — функция модели кинетики реакции, которая раскрывает механизм химической реакции.

Связь между константой скорости реакции k и температурой T выражается законом Аррениуса [34]:

В (15) A — частотный коэффициент, E — энергия активации, T — температура реакции, а R m — универсальная газовая постоянная, значение которой составляет 8,3145 Дж · моль -1 · K -1 .

Основное уравнение кинетики реакции коррозии металла получается путем подстановки (15) в (14):

4.2.2. Определение функции оптимальной динамической модели

Функция модели кинетики реакции f ( α ) выражает определенную функциональную взаимосвязь между скоростью химической реакции и скоростью превращения α и представляет механизм химической реакции. Соответствующая ей интегральная форма определяется следующим образом:

Корректность функции модели кинетики реакции оказала большое влияние на параметры кинетики реакции. Характеристики кинетики химической реакции могут быть проанализированы различными методами для определения правильной модели кинетики реакции, такими как изотермический метод, неизотермический метод одиночного сканирования, метод эффекта кинетической компенсации и неизотермический метод множественного сканирования [35].Изотермический метод будет использоваться для решения следующих задач, поскольку эксперименты по коррозии хлором металлических образцов проводятся в условиях постоянной температуры.

Изотермический метод относительно прост, и метод подгонки модели обычно используется для сопоставления экспериментальных данных с функциями модели кинетики реакции. При определенной постоянной температуре константа скорости реакции k является постоянной, поэтому ее можно разделить на f ( α ) или G ( α ), подставив (16) в (17):

Из (18) видно, что G ( α ) имеет линейную зависимость от времени τ , а наклон линии представляет собой константу скорости реакции k .Набор данных α и τ в условиях постоянной температуры выбран для замены в предварительный G ( α ) и построения кривой зависимости G ( α ) от времени τ . Если f ( α ) соответствует G ( α ) имеет оптимальную линейную зависимость от времени τ , это считается оптимальной функцией модели кинетики реакции.

4.2.3. Построение уравнений кинетики реакции хлорной коррозии

Целью исследования кинетики реакции хлорной коррозии на металл является определение оптимальной кинетической модельной функции f ( α ), расчет параметров кинетики реакции A , E и константа скорости реакции k , затем выдвинули функцию скорости реакции и, наконец, получили уравнения кинетики реакции, чтобы количественно представить процесс реакции коррозии хлора.Таким образом, характеристики кинетики реакции хлорной коррозии на металл были изучены в этой статье изотермическим методом на основе экспериментальных данных, перечисленных на рисунке 4. Таблица 4, полученная из рисунка 4, показывает степень превращения металлических образцов в разное время при определенной температуре.


t (° C) α
0 6 h 12 h 9027 9027 247 9027

500 0 0.472 0,735 0,849 0,906 1.000
550 0 0,438 0,650 0,775 0,913 0,798 0,932 1.000
650 0 0,442 0,693 0,847 0,939

в Таблице 5 были выбраны для использования в качестве ориентировочной функции модели для соответствия модели.Данные на рисунке 4 были, соответственно, подставлены в G ( α ), соответствующие шести функциям модели кинетики реакции, выбранным для общего использования, для получения значения G ( α ) в разное время τ при определенной температуре. Кривые соотношения G ( α ) по сравнению с τ были построены соответственно и аппроксимированы линейно, а затем f ( α ) соответствовали G ( α ), который имеет оптимальную линейную связь с время τ , считается оптимальной функцией модели кинетики реакции.


Функции модели Символ f ( α ) G ( α )
диффузия
Один размер модель
D1 (1/2) α −1 α 2
Модель двумерной диффузии D2 [−ln (1 — α ) ] −1 α + (1 — α ) ln (1 — α )
Трехмерная модель диффузии (Jander) D3 (3/2) (1 — α ) 2/3 [1 — (1 — α ) 1/3 ] −1 [1 — (1 — α ) 1/3 ] 2
Трехмерная модель диффузии (Ginstling – Brounstein) D4 (3/2) [(1 — α ) −1/3 –1] −1 1 — (2/3) α — (1 — α ) 2 / 3
Вторичная реакция зародышеобразования и роста A2 2 (1 — α ) [- ln (1 — α )] 1/2 [−ln (1 — α )] 1/2
Реакция на границе раздела вторичных фаз R2 2 (1 — α ) 1/2 1 — (1 — α ) 1/2

Посредством рисования и линейной аппроксимации кривых зависимости G ( α ) по сравнению с τ, оптимальная функция модели кинетики реакции была получена как G ( α ) и f ( α ), соответствующие одномерной модели диффузии.На рисунке 6 показаны только кривые зависимости G ( α ) от τ , линейно аппроксимируемые одномерной диффузионной моделью.


(15) логарифмировано с обеих сторон:

Из (19 ) видно, что связь между ln k и T −1 была линейной, а параметры A и E были рассчитаны через точку пересечения ln A и наклон — E / R м .

Значения k при определенной температуре были получены из аппроксимирующих кривых на рисунке 6, а соответствующие значения T -1 и ln k вычислены в таблице 6. На основе данных в приведенной выше таблице, кривая соотношения ln k по сравнению с T -1 была построена и подогнана линейно и показана на рисунке 7. Уравнение соотношения аппроксимации было окончательно получено следующим образом: ln k = -3,1386–205.5553 T -1 , а коэффициент корреляции линейной аппроксимации составил R 2 = 0,9814.

9027 к2

t (° C) T (K) T -1 (K -1 ) ln k

500 773 0.001294 0,03321 −3,4049
550 823 0,001215 0,03383 −3,3864
600 9027 9027 9027 9027 9027 9027 9027 9027 9027 923 0,001083 0,03474 −3,3599


С помощью приведенного выше уравнения линейной зависимости были рассчитаны параметры кинетики реакции E и E .Результаты A = 0,04334 и E = 1709,08954 Дж · моль -1 , соответственно, были получены из ln A = -3,1386 и E / R m = 205,5553.

Значение A и E и оптимальная модельная функция f ( α ) = (1/2) α −1 были подставлены в (16) для получения следующих уравнений кинетики реакции хлорной коррозии металлических образцов:

Был взят временной интеграл от (20).Поскольку эксперименты проводились при постоянной температуре, температура не зависела от времени и поэтому считалась постоянной. В момент τ = 0 эксперименты еще не начались, и коэффициент конверсии был равен нулю. Другими словами, если τ = 0, то α = 0. Уравнение коэффициента конверсии α через интеграл получается следующим образом:

5. Выводы

При совместном сжигании угля и биомассы щелочной металл хлориды, HCl и Cl 2 , вызывают высокотемпературную коррозию металлических поверхностей нагрева в котлах.HCl является основным фактором, вызывающим коррозию металлических поверхностей нагрева, которые могут напрямую вступать в реакцию с металлическими поверхностями нагрева и ускорять окисление сплава. Cl 2 практически не имеет расхода в процессе коррозии, который был аналогичен катализатору. Если HCl и Cl 2 подавались постоянно, повторяющийся процесс коррозии будет происходить всегда, и, следовательно, он имеет повторяющиеся особенности. Если хлориды сосуществуют с оксидами серы, процесс высокотемпературной коррозии значительно ускорится.

Кривые набора массы металла в соответствии с параболой, и степень коррозии в значительной степени зависит от соотношения смешивания биомассы. На начальном этапе была стадия быстрой коррозии, скорость реакции коррозии была высокой, и вскоре на поверхности металлических образцов образовывался защитный окислительный слой. По мере того, как слой окисления постепенно становится толще, скорость реакции коррозии постепенно снижается и на более поздней стадии имеет тенденцию к снижению. С увеличением процента биомассы соломы, смешанной с углем, из-за увеличения содержания остаточных хлоридов в отложениях золы, скорость коррозии металлических образцов увеличивается пропорционально, и коррозия металлических образцов была наиболее серьезной, когда все было биомассой соломы.

Температура и концентрация HCl в газовой фазе также оказывают значительное влияние на коррозию металла. С повышением температуры скорость коррозии металла постоянно возрастала. Когда температура была ниже 600 ° C, скорость коррозии металлических образцов медленно увеличивалась. Но когда температура превышала 600 ° C, скорость коррозии металлических образцов значительно возрастала. Скорость коррозии металлических образцов быстро увеличивалась с увеличением концентрации HCl в газовой фазе.

Используя методы подбора модели, был проведен анализ кинетики реакции хлорной коррозии на металлические поверхности нагрева в условиях постоянной температуры. Установлено, что экспериментальные данные хорошо согласуются с одномерной диффузионной моделью, и поэтому были получены оптимальная кинетическая модельная функция и соответствующие параметры кинетики реакции хлорной коррозии, и, наконец, было установлено уравнение кинетики реакции хлорной коррозии до металла:

Обозначения
Пояснения к символам
12 f ( α ):
A : Коэффициент частоты, с −1
E: Энергия активации, Дж · моль −1
12
Функция модели кинетики реакции
G ( α ): Интегральная форма модельной функции кинетики реакции
k : Константа скорости реакции
R м : Универсальная газовая постоянная, 8.3145 Дж · моль −1 · K −1
T: Температура реакции, K
: Масса образцов за время τ , мг
w 0 , w : Начальная и конечная масса образцов соответственно, мг
α : Скорость превращения реагентов в результирующие за время τ
Δ G : Прирост массы коррозии металлических образцов, мг · см −2
τ : Время реакции, ч
Подстрочный индекс
0: Начальный время
∞: Окончательное время.
Доступность данных

Данные, использованные для подтверждения выводов этого исследования, можно получить у соответствующего автора по запросу.

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов в отношении публикации этой статьи.

Благодарности

Эта работа была поддержана Фондом естественных наук провинции Шаньдун, Китай (ZR2017MEE009).

Взрыв парового котла Пратта — Scientific American

MESSRS.РЕДАКТОРЫ. На странице 368 журнала Scientific American (три недели назад) было опубликовано решение жюри по делу Томаса Рейли, которое вы охарактеризовали как «возмутительное», не заслуживающее одобрения ни следователя, ни присяжных. В то время я прочитал отчет о расследовании в ежедневных газетах и ​​подумал, что вы довольно суровы в словах и неверны в мнениях. С тех пор Томас Сервис, инженер, скончался от травм, полученных им в результате взрыва, и, когда я еще раз ознакомился с ходом расследования коронера по делу Рейли, мое мнение изменилось, и теперь я считаю, что вы были правы.С этой способностью обнаруживать ошибки, которая справедливо характеризует Scientific American, ваши замечания не были слишком суровыми — решение было «возмутительным». Р. М. 11 августа 1853 г. Механик. [Только то, что наше внимание снова было обращено на этот случай болезненно из-за смерти .anqthei-jvi «»»; «oM u * 5lira ‘» ndTT5iTe добавил короткое слово к кратким замечаниям, на которые ссылается наш корреспондент. Убийство преследовало и теперь преследует наш город и землю с таким наглым лицом, в виде взрывов паровых котлов, и мы так часто напрасно обращали внимание законных властей и «народа» на такие случаи, что мы почти считайте потраченным трудом сказать хоть одно слово, когда перед нами предстает новый случай; действительно, если бы это не было нашим долгом, мы бы этого не сделали; но, поскольку это вопрос совести, мы будем выполнять свой долг, «услышат люди или удержатся.»Упомянутый случай имел очень отягчающий и меланхолический характер. Бедный человек, Томас Рейли, находясь всего в нескольких минутах ходьбы от своей двери на Ридж-стрит, тихо шел домой, курил трубку, в ярком пламени окружающего мира. полуденное солнце внезапно упало на тротуар куском металла из котла, который взорвался на другой улице (прокурор) литейного цеха Пратта; его череп был сломан, и через два дня он умер в больнице. Его жена стояла у двери и увидела, что он идет домой; она повернулась спиной, чтобы войти, затем услышала взрыв, выглянула и увидела своего бедного мужа, лежащего без чувств на тротуаре.Присяжные коронера, расследуя причину его смерти, поспешно решили, что причиной этого был какой-то человек в Канаде, — кто это был, они не знали; Коронер поручил им это, и они решили. Непосредственной причиной взрыва было избыточное давление пара в жалком котле, и человек в Канаде, который, как утверждается, построил его, имел к взрыву не больше отношения, чем тень Питера Стуйвезаута. Владелец котла, Дж. Р. Пратт, показал, что он купил котел за £ 400, и что его первоначальная стоимость составляла £ 1,600; был произведен в Канаде и использовался семь месяцев; это был паровозный котел.У нас нет никаких ограничений, чтобы покупать его по такой низкой цене — мужчина имеет право покупать как можно дешевле; но в то же время котел был плохим, так как впоследствии его нужно было укрепить, и он был неисправен по прочности из-за давления, которое он должен был выдерживать. Теперь Производитель котла не несет ответственности за изготовление дешевого котла, если только он гарантирует, что он выдерживает низкое давление. Должен ли производитель чайника нести ответственность за то, что он недостаточно крепкий, если он разорвется на куски и обожжет пять или шесть человек из-за того, что его крышка была привязана человеком, который его использовал? Конечно нет.Поэтому мы считаем, что производитель котла Пратта, этот мистер Никто, был виноват не в меньшей степени в его взрыве, а в тех, кто его использовал. Мистер Пратт купил его по дешевке и взял на себя всю ответственность за его использование для безопасности или опасности окружающих. В настоящее время в нашем городе стоят сотни таких котлов с пороховым складом, что представляет большую опасность для жизни наших граждан. Должны быть инспекторы котлов для проверки и наблюдения за состоянием и работой паровых котлов в каждом городе, чтобы не допустить, чтобы недобросовестные люди несли опасный пар высокого давления в неэффективных котлах.В одном мы уверены, однако, если бы сто взрывов котлов произошло в один день в нашем городе и была принесена в жертву тысяча жизней, никто не был бы виноват, если бы все присяжные коронера состояли из одних и тех же материалов, и руководствовались теми же принципами, что и присяжные в деле о смерти Томаса Рейли в результате взрыва «котла Пратта».

Изменение температуры и теплоемкость

Цели обучения

К концу этого раздела вы сможете:

  • Наблюдать за теплопередачей, а также за изменением температуры и массы.
  • Расчет конечной температуры после передачи тепла между двумя объектами.

Одним из основных эффектов теплопередачи является изменение температуры: нагревание увеличивает температуру, а охлаждение снижает ее. Мы предполагаем, что фазового перехода нет и что система или система не выполняет никаких действий. Эксперименты показывают, что передаваемое тепло зависит от трех факторов: изменения температуры, массы системы, а также вещества и фазы вещества.

Рисунок 1.Тепло Q , передаваемое для изменения температуры, зависит от величины изменения температуры, массы системы, а также от вещества и фазы. (а) Количество переданного тепла прямо пропорционально изменению температуры. Чтобы удвоить изменение температуры массы m, вам нужно добавить в два раза больше тепла. (б) Количество переданного тепла также прямо пропорционально массе. Чтобы вызвать эквивалентное изменение температуры в удвоенной массе, вам нужно добавить в два раза больше тепла.(c) Количество передаваемого тепла зависит от вещества и его фазы. Если требуется количество тепла Q , чтобы вызвать изменение температуры Δ T в данной массе меди, потребуется в 10,8 раза больше тепла, чтобы вызвать эквивалентное изменение температуры в той же массе воды, при условии отсутствия фазы изменение любого вещества.

Зависимость от изменения температуры и массы легко понять. В связи с тем, что (средняя) кинетическая энергия атома или молекулы пропорциональна абсолютной температуре, внутренняя энергия системы пропорциональна абсолютной температуре и количеству атомов или молекул.Благодаря тому, что переданное тепло равно изменению внутренней энергии, тепло пропорционально массе вещества и изменению температуры. Передаваемое тепло также зависит от вещества, так что, например, количество тепла, необходимое для повышения температуры, меньше для спирта, чем для воды. Для одного и того же вещества передаваемое тепло также зависит от фазы (газ, жидкость или твердое тело).

Теплопередача и изменение температуры

Количественная связь между теплопередачей и изменением температуры включает все три фактора: Q = mc Δ T , где Q — символ теплопередачи, m — масса вещества и Δ T — это изменение температуры.Обозначение c означает удельную теплоемкость и зависит от материала и фазы. Удельная теплоемкость — это количество тепла, необходимое для изменения температуры 1,00 кг массы на 1,00 ° C. Удельная теплоемкость c — это свойство вещества; его единица СИ — Дж / (кг К) или Дж / (кг ºC). Напомним, что изменение температуры (Δ T ) одинаково в единицах кельвина и градусов Цельсия. Если теплопередача измеряется в килокалориях, то единицей удельной теплоемкости является ккал / (кг ⋅ ºC).

Значения удельной теплоемкости обычно необходимо искать в таблицах, потому что нет простого способа их вычислить. Как правило, удельная теплоемкость также зависит от температуры. В таблице 1 приведены типичные значения теплоемкости различных веществ. За исключением газов, температурная и объемная зависимость удельной теплоемкости большинства веществ слабая. Из этой таблицы видно, что удельная теплоемкость воды в пять раз больше, чем у стекла и в десять раз больше, чем у железа, что означает, что требуется в пять раз больше тепла, чтобы поднять температуру воды на такую ​​же величину, что и у стекла, и в десять раз больше. много тепла для повышения температуры воды, как для утюга.Фактически, вода имеет одну из самых высоких удельной теплоемкости из всех материалов, что важно для поддержания жизни на Земле.

Пример 1. Расчет необходимого тепла: нагрев воды в алюминиевой кастрюле

Алюминиевая кастрюля массой 0,500 кг на плите используется для нагрева 0,250 литра воды с 20,0 до 80,0 ° C. а) Сколько тепла требуется? Какой процент тепла используется для повышения температуры (б) сковороды и (в) воды?

Стратегия

Кастрюля и вода всегда имеют одинаковую температуру.Когда вы ставите кастрюлю на плиту, температура воды и кастрюли увеличивается на одинаковую величину. Мы используем уравнение теплопередачи для данного изменения температуры и массы воды и алюминия. Значения удельной теплоемкости воды и алюминия приведены в таблице 1.

Решение

Поскольку вода находится в тепловом контакте с алюминием, кастрюля и вода имеют одинаковую температуру.

Рассчитать разницу температур:

Δ T = T f T i = 60.0ºC.

Рассчитайте массу воды. Поскольку плотность воды составляет 1000 кг / м 3 , один литр воды имеет массу 1 кг, а масса 0,250 литра воды составляет м w = 0,250 кг.

Рассчитайте тепло, передаваемое воде. Используйте удельную теплоемкость воды в таблице 1:

.

Q w = м w c w Δ T = (0,250 кг) (4186 Дж / кгºC) (60,0ºC) = 62.8 кДж.

Рассчитайте тепло, передаваемое алюминию. Используйте удельную теплоемкость алюминия в таблице 1:

.

Q Al = м Al c Al Δ T = (0,500 кг) (900 Дж / кгºC) (60,0ºC) = 27,0 × 10 4 J = 27,0 кДж . <

Сравните процент тепла, поступающего в сковороду, и в воду. Сначала найдите общее переданное тепло:

Q Итого = Q w + Q Al = 62.8 кДж + 27,0 кДж = 89,8 кДж.

Таким образом, количество тепла, идущего на нагревание сковороды, равно

.

[латекс] \ frac {27.0 \ text {kJ}} {89.8 \ text {kJ}} \ times100 \% = 30.1 \% \\ [/ latex]

, а на подогрев воды —

.

[латекс] \ frac {62,8 \ text {kJ}} {89,8 \ text {kJ}} \ times100 \% = 69,9 \% \\ [/ latex].

Обсуждение

В этом примере тепло, передаваемое контейнеру, составляет значительную долю от общего переданного тепла. Хотя вес кастрюли вдвое больше, чем у воды, удельная теплоемкость воды более чем в четыре раза больше, чем у алюминия.Следовательно, для достижения заданного изменения температуры воды требуется чуть более чем в два раза больше тепла по сравнению с алюминиевым поддоном.

Пример 2. Расчет повышения температуры в результате работы, проделанной с веществом: перегрев тормозов грузовика на спуске

Рис. 2. Дымящиеся тормоза этого грузовика — видимое свидетельство механического эквивалента тепла.

Тормоза грузовика, используемые для контроля скорости на спуске, работают, преобразуя гравитационную потенциальную энергию в повышенную внутреннюю энергию (более высокую температуру) тормозного материала.Это преобразование предотвращает преобразование гравитационной потенциальной энергии в кинетическую энергию грузовика. Проблема в том, что масса грузовика велика по сравнению с массой тормозного материала, поглощающего энергию, и повышение температуры может происходить слишком быстро, чтобы тепло передавалось от тормозов в окружающую среду.

Рассчитайте повышение температуры 100 кг тормозного материала со средней удельной теплоемкостью 800 Дж / кг ºC, если материал сохраняет 10% энергии от грузовика массой 10 000 кг, спускающегося на 75.0 м (при вертикальном перемещении) с постоянной скоростью.

Стратегия

Если тормоза не применяются, потенциальная энергия гравитации преобразуется в кинетическую энергию. При срабатывании тормозов потенциальная гравитационная энергия преобразуется во внутреннюю энергию тормозного материала. Сначала мы вычисляем гравитационную потенциальную энергию ( Mgh ), которую весь грузовик теряет при спуске, а затем находим повышение температуры, возникающее только в тормозном материале.

Решение
  1. Рассчитайте изменение гравитационной потенциальной энергии при спуске грузовика Mgh = (10,000 кг) (9.{\ circ} C \\ [/ латекс].
Обсуждение

Эта температура близка к температуре кипения воды. Если бы грузовик ехал какое-то время, то непосредственно перед спуском температура тормозов, вероятно, была бы выше температуры окружающей среды. Повышение температуры при спуске, вероятно, приведет к повышению температуры тормозного материала выше точки кипения воды, поэтому этот метод непрактичен. Однако та же самая идея лежит в основе недавней гибридной технологии автомобилей, в которой механическая энергия (гравитационная потенциальная энергия) преобразуется тормозами в электрическую энергию (аккумулятор).

Таблица 1. Удельная теплоемкость различных веществ
Вещества Удельная теплоемкость ( c )
Твердые вещества Дж / кг ⋅ ºC ккал / кг ⋅ ºC
Алюминий 900 0,215
Асбест 800 0,19
Бетон, гранит (средний) 840 0.20
Медь 387 0,0924
Стекло 840 0,20
Золото 129 0,0308
Человеческое тело (в среднем при 37 ° C) 3500 0,83
Лед (в среднем, от −50 ° C до 0 ° C) 2090 0,50
Чугун, сталь 452 0,108
Свинец 128 0.0305
Серебро 235 0,0562
Дерево 1700 0,4
Жидкости
Бензол 1740 0,415
Этанол 2450 0,586
Глицерин 2410 0,576
Меркурий 139 0,0333
Вода (15.0 ° С) 4186 1.000
Газы
Воздух (сухой) 721 (1015) 0,172 (0,242)
Аммиак 1670 (2190) 0,399 (0,523)
Двуокись углерода 638 (833) 0,152 (0,199)
Азот 739 (1040) 0,177 (0,248)
Кислород 651 (913) 0.156 (0,218)
Пар (100 ° C) 1520 (2020) 0,363 (0,482)

Обратите внимание, что Пример 2 является иллюстрацией механического эквивалента тепла. В качестве альтернативы повышение температуры может быть произведено с помощью паяльной лампы, а не механически.

Пример 3. Расчет конечной температуры при передаче тепла между двумя телами: заливка холодной воды в горячую кастрюлю

Допустим, вы залили 0,250 кг 20.0ºC воды (около чашки) в алюминиевую кастрюлю весом 0,500 кг, снятую с плиты, при температуре 150ºC. Предположим, что поддон стоит на изолированной подушке и выкипает незначительное количество воды. Какова температура, когда вода и поддон через короткое время достигают теплового равновесия?

Стратегия

Сковорода помещается на изолирующую подкладку так, чтобы теплоотдача с окружающей средой была незначительной. Изначально кастрюля и вода не находятся в тепловом равновесии: кастрюля имеет более высокую температуру, чем вода.Затем передача тепла восстанавливает тепловое равновесие, когда вода и поддон соприкасаются. Поскольку теплообмен между кастрюлей и водой происходит быстро, масса испарившейся воды незначительна, а величина тепла, теряемого сковородой, равна теплу, полученному водой. Обмен тепла прекращается, когда достигается тепловое равновесие между кастрюлей и водой. Теплообмен можно записать как | Q горячий | = Q холодный .

Решение

Используйте уравнение теплопередачи Q = mc Δ T , чтобы выразить тепло, теряемое алюминиевой сковородой, через массу сковороды, удельную теплоемкость алюминия, начальную температуру сковороды и конечная температура: Q горячий = м Al c Al ( T f — 150ºC).

Выразите тепло, полученное водой, через массу воды, удельную теплоемкость воды, начальную температуру воды и конечную температуру: Q холодная = м W c W ( T f — 20,0 ° C).

Обратите внимание, что Q hot <0 и Q cold > 0 и что они должны быть в сумме равными нулю, потому что тепло, теряемое горячей сковородой, должно быть таким же, как тепло, полученное холодной водой:

[латекс] \ begin {array} {lll} Q _ {\ text {cold}} + Q _ {\ text {hot}} & = & 0 \\ Q _ {\ text {cold}} & = & — Q _ {\ text {hot}} \\ m _ {\ text {W}} c _ {\ text {W}} \ left (T _ {\ text {f}} — 20.{\ circ} \ text {C} \ end {array} \\ [/ latex]

Обсуждение

Это типичная проблема калориметрии — два тела при разных температурах контактируют друг с другом и обмениваются теплом до тех пор, пока не будет достигнута общая температура. Почему конечная температура намного ближе к 20,0ºC, чем к 150ºC? Причина в том, что вода имеет большую удельную теплоемкость, чем большинство обычных веществ, и поэтому претерпевает небольшое изменение температуры при данной теплопередаче. Большой водоем, например озеро, требует большого количества тепла для значительного повышения температуры.Это объясняет, почему температура в озере остается относительно постоянной в течение дня, даже когда изменение температуры воздуха велико. Однако температура воды действительно меняется в течение длительного времени (например, с лета на зиму).

Домашний эксперимент: изменение температуры земли и воды

Что нагревается быстрее, земля или вода?

Для изучения разницы в теплоемкости:

  • Поместите равные массы сухого песка (или почвы) и воды одинаковой температуры в две небольшие банки.(Средняя плотность почвы или песка примерно в 1,6 раза больше плотности воды, поэтому вы можете получить примерно равную массу, используя на 50% больше воды по объему.)
  • Нагрейте оба (в духовке или нагревательной лампе) одинаковое время.
  • Запишите конечную температуру двух масс.
  • Теперь доведите обе банки до одинаковой температуры, нагревая в течение более длительного периода времени.
  • Снимите банки с источника тепла и измеряйте их температуру каждые 5 минут в течение примерно 30 минут.

Какой образец остывает быстрее всего? Это упражнение воспроизводит явления, ответственные за ветер с суши и с моря.

Проверьте свое понимание

Если 25 кДж необходимо для повышения температуры блока с 25 ° C до 30 ° C, сколько тепла необходимо для нагрева блока с 45 ° C до 50 ° C?

Решение

Теплопередача зависит только от разницы температур. Поскольку разница температур в обоих случаях одинакова, во втором случае необходимы те же 25 кДж.

Сводка раздела

  • Передача тепла Q , которая приводит к изменению Δ T температуры тела с массой м составляет Q = mc Δ T , где c — удельная теплоемкость материала. Это соотношение также можно рассматривать как определение удельной теплоемкости.

Концептуальные вопросы

  1. Какие три фактора влияют на теплопередачу, необходимую для изменения температуры объекта?
  2. Тормоза в автомобиле повышают температуру на Δ T при остановке автомобиля со скорости v .Насколько больше было бы Δ T , если бы автомобиль изначально имел вдвое большую скорость? Вы можете предположить, что автомобиль останавливается достаточно быстро, чтобы не отводить тепло от тормозов.

Задачи и упражнения

  1. В жаркий день температура в бассейне объемом 80 000 л повышается на 1,50ºC. Какова чистая теплопередача при этом нагреве? Игнорируйте любые осложнения, такие как потеря воды из-за испарения.
  2. Докажите, что 1 кал / г · ºC = 1 ккал / кг · ºC.
  3. Для стерилизации 50.Стеклянная детская бутылочка 0 г, мы должны поднять ее температуру с 22,0 ° С до 95,0 ° С. Какая требуется теплопередача?
  4. Одинаковая передача тепла идентичным массам разных веществ вызывает разные изменения температуры. Рассчитайте конечную температуру, когда 1,00 ккал тепла передается 1,00 кг следующих веществ, первоначально при 20,0 ° C: (a) вода; (б) бетон; (в) сталь; и d) ртуть.
  5. Потирание рук согревает их, превращая работу в тепловую энергию. Если женщина трет руки взад и вперед в общей сложности 20 движений, на расстоянии 7.50 см на руб, а при средней силе трения 40,0 Н, что такое повышение температуры? Масса согреваемых тканей всего 0,100 кг, в основном в ладонях и пальцах.
  6. Блок чистого материала массой 0,250 кг нагревают с 20,0 ° C до 65,0 ° C за счет добавления 4,35 кДж энергии. Вычислите его удельную теплоемкость и определите вещество, из которого он, скорее всего, состоит.
  7. Предположим, что одинаковые количества тепла передаются различным массам меди и воды, вызывая одинаковые изменения температуры.Какое отношение массы меди к воде?
  8. (a) Количество килокалорий в пище определяется калориметрическими методами, при которых пища сжигается и измеряется теплоотдача. Сколько килокалорий на грамм содержится в арахисе весом 5,00 г, если энергия от его горения передается 0,500 кг воды, содержащейся в алюминиевой чашке весом 0,100 кг, что вызывает повышение температуры на 54,9 ° C? (b) Сравните свой ответ с информацией на этикетке, найденной на упаковке арахиса, и прокомментируйте, согласуются ли значения.
  9. После интенсивных упражнений температура тела человека весом 80,0 кг составляет 40,0 ° C. С какой скоростью в ваттах человек должен передавать тепловую энергию, чтобы снизить температуру тела до 37,0 ° C за 30,0 мин, если тело продолжает вырабатывать энергию со скоростью 150 Вт? 1 Вт = 1 Дж / с или 1 Вт = 1 Дж / с.
  10. Даже при остановке после периода нормальной эксплуатации большой промышленный ядерный реактор передает тепловую энергию со скоростью 150 МВт за счет радиоактивного распада продуктов деления.Эта теплопередача вызывает быстрое повышение температуры при выходе из строя системы охлаждения (1 Вт = 1 джоуль / сек или 1 Вт = 1 Дж / с и 1 МВт = 1 мегаватт). (a) Рассчитайте скорость повышения температуры в градусах Цельсия в секунду (ºC / с), если масса активной зоны реактора составляет 1,60 × 10 5 кг, а ее средняя удельная теплоемкость составляет 0,3349 кДж / кг ºC. (b) Сколько времени потребуется, чтобы получить повышение температуры на 2000 ° C, которое может привести к расплавлению некоторых металлов, содержащих радиоактивные материалы? (Начальная скорость повышения температуры будет больше, чем рассчитанная здесь, потому что теплопередача сосредоточена в меньшей массе.Позже, однако, повышение температуры замедлится, потому что стальная защитная оболочка 5 × 10 5 кг также начнет нагреваться.)

Рис. 3. Бассейн с радиоактивным отработавшим топливом на атомной электростанции. Отработанное топливо долго остается горячим. (кредит: Министерство энергетики США)

Глоссарий

удельная теплоемкость: количество тепла, необходимое для изменения температуры 1,00 кг вещества на 1,00 ºC

Избранные решения проблем и упражнения

1.5,02 × 10 8 Дж

3. 3.07 × 10 3 Дж

5. 0,171ºC

7. 10,8

9. 617 Вт


КАКАЯ НАИБОЛЕЕ ЭФФЕКТИВНАЯ ТЕМПЕРАТУРА ВОДЯНОГО НАГРЕВАТЕЛЯ? — Sun Sentinel

Муж и жена расходятся во мнениях относительно наилучших настроек водонагревателя в их доме.

Она говорит: Установите температуру на 150 градусов. Он достаточно горячий, чтобы мыть посуду, но не настолько, чтобы сжигать много энергии.

Он говорит: Установите термостат обогревателя на полную мощность.Таким образом, при принятии душа членами семьи будет использоваться лишь немного горячей воды, потому что для получения идеального душа требуется всего лишь немного горячей воды, смешанной с большим количеством холодной.

Таким образом, экономится энергия.

Кто победит? Жена, руки вниз.

Рекомендуемая настройка для бытовых водонагревателей не 150 градусов, а чуть меньше _ 140 градусов. При такой температуре вода достаточно горячая, чтобы мыть посуду и принимать душ, но не настолько, чтобы это было опасно. «Моющее средство для посудомоечных машин должно плавиться при температуре не ниже 140 градусов, — сказал Лес Гилберт, менеджер сантехнической службы Tri-County в округе Майами-Дейд.

«Даже гелевое моющее средство требует такого большого количества тепла», — сказал он. «Если не будет достаточно жарко, посуда не станет чистой, и в конечном итоге внутри образуется белая отвратительная пена».

У большинства посудомоечных машин есть нагревательный элемент внизу — он находится в скобках под нижней решеткой для посуды и выглядит как нагревательный элемент в электрической духовке.

Но в посудомоечной машине этот элемент предназначен для нагрева внутренней части машины во время цикла сушки _, чтобы не нагревать воду, если она недостаточно горячая.

Температура воды выше 140 градусов может вызвать ожог кожи и особенно опасна для маленьких детей и пожилых людей. Люди с плохим кровообращением могут ошпариться, даже не подозревая об этом.

Меньшая настройка — наименее затратный способ эксплуатации водонагревателя.

«Каждый раз, когда у вас есть горячая вода в хранилище, это стоит денег», — сказал Гилберт.

Некоторые люди считают, что горячая вода из крана мутная, имеет запах или оранжевый оттенок. Часто проблему можно решить, заменив металлический анод нагревателя.

Анод обычно изготавливается из алюминия, магния или цинка. Это длинный стержень, который ввинчивается в верхнюю часть водонагревателя. Это большая гайка диаметром около 1 дюйма.

Анод называют «жертвенным анодом», потому что он продлевает срок службы водонагревателя, разрушая себя.

Анод делает это путем создания электрохимической реакции, подобной батарее, которая заставляет воду разъедать стержень, а не стальной резервуар нагревателя.

Срок службы этих стержней составляет от пяти до семи лет.

После растворения вода начинает разъедать сталь в резервуаре, делая воду мутной, создавая запах, а иногда и окрашивая ее в оранжевый цвет.

В конце концов, коррозия может изнашиваться по всему резервуару, что приведет к утечкам.

Замените старый анод на высококачественный от поставщика сантехники примерно за 15–20 долларов.

Старый стержень легко выкрутить гаечным ключом и вставить новый, но не забудьте сначала отключить подачу воды.

Кроме того, будьте осторожны, чтобы не затянуть стержень настолько, чтобы он сорвал резьбу _ затяните его ровно настолько, чтобы он не протекал под давлением.

Если вам нужен новый водонагреватель, узнайте в компании Florida Power & Light о мерах по экономии денег.

FPL предлагает скидки на установку энергоэффективных водонагревателей и другого оборудования для обогрева и охлаждения. Звоните 800-342-5375.

С Джоном можно связаться, позвонив по телефону 954-523-5463, затем введя категорию 2890. Предыдущие столбцы также находятся в Интернете на сайте The Home Spot (http://www.homespot.com) в разделе «советы» или сразу по адресу (http://www.homespot.com/r4main01.htm).

Evolution Solar HFD | Domusa

Гибрид (Solar-Gasoil) для конденсационного солнечного котла

Гибридный котел на солнечной энергии и газойле EVOLUTION SOLAR HFD сочетает в себе использование солнечной энергии с энергией, получаемой от сжигания газойля.

Этот модельный ряд котлов адаптирован к требованиям и требованиям новой европейской директивы ErP в отношении характеристик и маркировки.
Этот гибридный солнечно-газовый котел использует солнечное излучение для обогрева резервуара объемом 150 литров и подачи горячей воды при практически нулевых затратах, при условии, что есть энергия от солнца.

Помимо экономии солнечной энергии, EVOLUTION SOLAR HFD потребляет меньше благодаря конденсационной технологии.

Evolution Solar HFD Преимущества

РЕШЕНИЕ ДЛЯ ТРЕБОВАНИЯ CTE УПРАВЛЕНИЯ ИЗБЫТОЧКАМИ СОЛНЕЧНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

Автоматическая система опорожнения солнечных панелей, которую включает этот гибридный котел, работающий на солнечном газе и солнечном топливе, делает невозможным превышение доли солнечной энергии над потребляемой мощностью. Таким образом можно избежать возможного износа панели.Это возможно без установки сложных систем отвода тепла или покрытия панелей.

ПРОИЗВОДСТВО ГОРЯЧЕЙ ВОДЫ

Котел оснащен солнечным аккумулятором на 150 литров, что позволяет использовать несколько точек потребления одновременно при наличии накопленной солнечной энергии.

ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Система включает высокопроизводительные солнечные панели с исключительным энергопотреблением. В нем также используется конденсационная технология, которая позволяет экономить до 30% топлива по сравнению с традиционным котлом.

ПРОСТОТА УСТАНОВКИ И ОБСЛУЖИВАНИЯ

Он разработан, чтобы избежать использования расширительного бака, конденсатоотводчика и магниевого анода в солнечном контуре, что упрощает установку и обслуживание.

ЭКОНОМИЯ МЕСТА И ПРОСТОТА ИСПОЛЬЗОВАНИЯ

Гибридный солнечный котел AVANTTIA SOLAR H позволяет производить тепловую воду и отопление, используя 2 возможных типа энергии, без необходимости иметь 2 разных прибора.

ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ

С момента балансировки солнечной циркуляции электронная система снижает потребление электроэнергии на 50%.

Разве это не та модель, которую вы искали? Приглашаем вас ознакомиться с полным ассортиментом наших котлов на солнечной энергии.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *