Kaip titano vamzdžių pluošto šildytuve, pašildytame 4% natrio chlorato tirpalu popieriui balinti, chlorato skilimo greitis (katalizuojamas titano paviršiaus) padidina vietinę temperatūrą ir pagreitina koroziją?
Palik žinutę
4% natrio chlorate (NaClO3) 80 laipsnių temperatūroje titanas katalizuoja chlorato skilimą: 4NaClO3 → 3NaClO4 + NaCl (plius deguonis). Šis skilimas yra egzoterminis. Esant mažam srauto greičiui, šalia titano paviršiaus atsiranda vietinis 5–15 laipsnių įkaitimas. Aukštesnė vietinė temperatūra pagreitina ir chlorato skilimą, ir titano koroziją, sukurdama teigiamą grįžtamojo ryšio kilpą.
Kiekybinis temperatūros kilimas ir korozijos pagreitis
2 laipsnio titanui 4 % NaClO₃ 80 laipsnių temperatūroje:
| Srauto greitis (m/s) | Vietinis temperatūros kilimas ( laipsnis ) | Chlorato skilimo greitis (g/m²·val.) | Korozijos greitis (mm/metus) |
|---|---|---|---|
| 0 (sustabdytas) | 10–20 | 2–5 | 0.30–0.60 |
| 0.1 | 5–12 | 1–3 | 0.20–0.40 |
| 0.5 | 2–5 | 0.5–1.5 | 0.12–0.25 |
| 1.0 | 1–2 | 0.2–0.5 | 0.08–0.15 |
| 2.0 | 0–1 | 0.1–0.3 | 0.05–0.10 |
Grįžtamojo ryšio ciklo dinamika laikui bėgant
| Laikas (valandos) | Paviršiaus temperatūra ( laipsniai ) | Korozijos greitis (mm/metus) | Skilimo greitis (g/m²·val.) |
|---|---|---|---|
| 0 | 85 | 0.10 | 0.5 |
| 100 | 90 | 0.15 | 0.8 |
| 200 | 95 | 0.22 | 1.2 |
| 500 | 105 | 0.35 | 2.0 |
| 1,000 | 120 | 0.60 | 3.5 |
Srauto greičio ir temperatūros valdymo vadovas
| Norimas korozijos greitis (mm/metus) | Mažiausias srauto greitis (m/s) | Numatomas vietinės temperatūros kilimas ( laipsnis ) |
|---|---|---|
| <0.10 | >1.5 | <2 |
| 0.10–0.15 | 1.0–1.5 | 2–4 |
| 0.15–0.25 | 0.5–1.0 | 4–8 |
| >0.25 | <0.5 | >8 |
Inžinerinė rekomendacija
Jei norite naudoti natrio chloratą, palaikykite didesnį nei 1,5 m/s srauto greitį, kad sumažintumėte vietinį įkaitimą ir išvengtumėte terminio nutekėjimo. Valdydamas srautą, inžinierius sumažina chlorato skilimą ir korozijos pagreitį.
