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一维热传导条件下测点温度与加热时间的相关性研究

一维热传导条件下测点温度与加热时间的相关性研究
一维热传导条件下测点温度与加热时间的相关性研究

Advances in Geosciences 地球科学前沿, 2016, 6(2), 72-78 Published Online April 2016 in Hans. https://www.sodocs.net/doc/4812473665.html,/journal/ag https://www.sodocs.net/doc/4812473665.html,/10.12677/ag.2016.62009

文章引用: 刘子文, 朴春德, 谢亮, 李斌, 杨大帅, 潘东玥. 一维热传导条件下测点温度与加热时间的相关性研究[J].

Correlation between the Measured Point Temperature and the Heating Time under the Conditions of One-Dimensional Heat Conduction

Ziwen Liu *, Chunde Piao #, Liang Xie, Bin Li, Dashuai Yang, Dongyue Pan

School of Resources and Earth Science, China University of Mining, Xuzhou Jiangsu

Received: Mar. 28th , 2016; accepted: Apr. 18th , 2016; published: Apr. 21st

, 2016

Copyright ? 2016 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). https://www.sodocs.net/doc/4812473665.html,/licenses/by/4.0/

Abstract In order to study the relationship between the changes of linear heating device testing point temperature and heating time in the heat transfer process, we study the relevance between radiation values E and the power P at the center of the heating device. Based on the nature of the surrounding conductive medium, we derived one-dimensional heat conduction model which considered the time delay parameters. We verify the suitability of the theoretical model through laboratory experiments by heating bar arrangement. The results show that test point tempera-ture slope is gradually reduced and stabilized when the test point temperature difference grad-ually rises in the effect of heat conduction. Through the measured temperature values compared with theoretical calculations, it showed that the maximum relative error reached 20% in early experiments, but the temperature difference decreased and tended to zero with the increase of heating time and source of power, showed that theoretical formula derived realistic in this pa-per. Keywords

One-Dimensional Heat Conduction, Temperature Distribution, Temperature Gradient

*第一作者。

#通讯作者。

刘子文等

一维热传导条件下测点温度与加热时间的

相关性研究

刘子文*,朴春德#,谢亮,李斌,杨大帅,潘东玥

中国矿业大学资源与地球科学学院,江苏徐州

收稿日期:2016年3月28日;录用日期:2016年4月18日;发布日期:2016年4月21日

摘要

针对线性加热装置在热传导过程中测试点温度随加热时间的变化问题,研究了加热装置中心点处辐射值E与功率P之间的关系式,基于周边传导介质的性质,推导了考虑时间延迟参数的一维热传导模型,并通过加热棒为装置进行了热传导实验,验证了理论模型的适宜性。研究结果表明,受热传导影响而测试点温差逐渐提高时,测试点温度变化斜率逐渐减小并趋于稳定。通过对理论计算的温度值与实测温度值进行了对比表明,实验初期相对误差最大达到20%,但随着加热时间和热源功率的增加,两者的温差逐渐减小并趋于零,说明本文推导的理论计算公式符合实际。

关键词

一维热传导,温度分布,温度梯度

1. 引言

通过温度场研究渗流场是在国内外对于温度示踪法研究的基础上发展起来的,为研究渗流场提供了新的研究理论和方法[1]。如何有效地了解岩土体温度的变化特征,对于识别地下渗流的路径及变化特征研究方面具有重要意义。目前,有关热传导引起的温度变化特性研究方面,孙培德等应用有限元法模拟了深井巷道围岩地温场中4种常见隧道断面的岩石温度分布特征规律,揭示了地温场内温度分布与地热学参数之间的时空变化关系[2]。赵坚等通过水流在岩石裂隙的循环试验,研究了岩石裂隙的水力-热力特性,得出裂隙几何与表面粗糙度对岩石-裂隙热传导起重要作用[3]。王小明等依据南京越江公路隧道浅层温度场以及管片外侧温度进行的长期监测试验结果,分析了其温度变化规律,建立了隧道浅埋段传热的三维数值模型[4]。高红贝等对不同温度条件下实验土壤的水分特征曲线、导水率、扩散率和比水容量等土壤水分运动基本参数的温度效应进行了理论研究[5]。曹鼎峰等基于碳纤维加热光缆的分布式测温系统,对埋设在土壤中的碳纤维加热光缆的温度变化进行测定,利用其升温过程中的温度特征值与含水率之间的关系测量土壤中的含水率[6] [7]。

综上所述,虽然有关热传导特征和温度识别方法方面取得了不少研究成果,但有关一维热传导条件下与热源不同距离的测试点温度变化理论模型研究方面还需进一步探索。本文基于傅里叶导热定律,推导了考虑时间延迟参数的一维热传导模型,并以加热棒作为热源,通过加热棒在恒温水槽中的温度变化特性实验,得到不同功率下的温度分布特征,验证了理论计算公式的合理性。论文的研究成果对于一维加热环境下岩土体介质等材料的温度传导特性计算及研究方面具有良好的借鉴意义。

刘子文 等

2. 一维热传导模型

对于一维线性加热装置在热传导过程中测试点温度随加热时间的变化问题,假设与热源一定距离的目标质点在单位时间、单位面积内接受的热量值为E (以下简称为辐射值E ),该质点在单位时间、单位面积内散失的能量值为H 0,则热传导条件下该质点的辐射值与温度t 、某时间段τ的关系为[8]

0E d C M t H d ττ?=???+? (1)

式(1)中,C 为质点的比热容;M 为质点的质量;d τ为热源加热后某时刻的时间段;Δt 为质点的温度升高值。对于已知的实验材料,除热量的辐射值E 和热量的热损值H 0外,其余参数为常数。

式(1)中热量从热源散发到达目标质点时,其间一部分热量由目标质点吸收,另一部分则由目标质点与热源之间的填充物所吸收,即目标质点接受的热量值只是热源散发热量的一部分。热量以热传导方式从热源至目标质点之间传播时,存在温度传导的时间差,即时间延迟τ0。因此,对于一维热传导条件下目标质点温度与热源功率及时间的变化关系,应在式(1)的基础上需要考虑目标质点接受的热量值与热源总散发热量的比值关系和时间延迟τ0。

对于长为L ,电阻半径为r 3,功率为P 的加热棒,管壁的表面积为2·π·L ·r 3,因为辐射值为单位面积散发的能量值,功率为散发的总能量值,则加热棒管壁任一点处其辐射值与功率之间的关系为

3

2πn E P L r =??? (2) 式(2)中,n 为目标质点接受的热量值与总热源散发热量的比值。当加热功率和周边材料介质的性质及环境温度保持不变时,假定目标质点吸收的能量与热源散发的能量的比值为恒定值。因此,可以把加热装置中心点温度响应特征等效为稳态情况下无限长圆筒壁表面温度的响应特征,根据稳态无限长圆筒壁的温度分布,求出目标质点吸收的能量与热源散发的能量的比值。

通过傅立叶导热定律,可以得到稳态情况下无限长圆筒壁的温度分布方程[8]。有关稳态无限长圆筒温度分布图,如图1所示。图1中,设热源的半径为r 1,圆筒内壁半径为r 2,外壁半径为r 3,热源表面的温度为t 1,外壁表面的温度为t 2。

根据傅立叶导热定律,对于无限长圆筒,距热源中心轴线r 处质点温度为 ()

()122131ln ln t t t t r r r r +=+? (3) 对于某一质点的比热容为C 、质量为M ,若其温升为Δt ,则该质点吸收的能量为C ·M ·Δt 。对式(3)从r 1至r 2进行积分,得到热源传导过程中其它质点吸收总能量Q 1,即 ()()211211121031ln d ln r r t t Q C M t r t r r r ?=??+? ? ∫ (4) 式(4)中C 1、M 1分别为热源与指定质点之间充填物体的比热容及质量,t 0为质点的初始温度。

当质点距中心r 2至r 3之间时,质点所处位置所吸收的总能量为Q 2,即 ()()32122222131ln d ln r r t t Q C M t r r r r r ?=?+ ? ∫ (5)

式(5)中C 2、M 2分别为圆柱体管壁的比热容及质量。

由式(4)和式(5)可以得到质点吸收的能量占热源散发能量的比值n ,即

刘子文 等

Figure 1. Temperature distribution

of infinite cylinder

图1.

无限长圆柱体温度分布图

n =由式(6)可以得到不同功率下目标质点接受的热量值与热源散发热量的比值n 。

当周边介质的温度保持不变时,距热源一定位置的质点其热量损耗值与温度之间有如下关系[9],即

()0

0H h t t =? (7) 式(7)中,当实验在水体环境下进行时h 为热对流系数,若在岩土介质环境时h 为导热系数,t 为加热后质点某时刻温度。

在岩土介质环境下,将热量损耗值式(7)及其目标质点辐射值与功率之间的关系式(2)代入式(1),得到在岩土介质环境下,距热源一定距离的目标质点,其温度的响应特征。即

302π1e h C M n P L r t t h τ??? ???=+?

(8) 时间延迟量值τ0,其大小与充填的物体性质有关,可通过实验进行测定。考虑时间延迟影响,将上式(8)时间τ改为τ-τ0,即

()0302π1e h C M n P L r t t h ττ???? ???=+?

(9) 3. 加热棒温度传导模拟实验

3.1. 实验方案

实验时将内有电阻加热丝的加热棒放置于恒温水浴箱,并在玻璃管表面中点处黏贴温度传感器,测量石英壁外壁中点处的温度变化。有关恒温水浴箱尺寸为40 cm ×35 cm × 15 cm ,如图2所示。加热棒的结构为空心石英玻璃管的中央放置直径为1 cm 、长度18 cm 的电阻加热丝作为热源,加热丝与玻璃管内部由氧化镁粉末充填。有关空心石英玻璃管的尺寸分别为长度21.3 cm ,直径2.0 cm

,壁厚0.2 cm 。有关加热棒结构示意图,如图3所示。

实验前将功率为200 W 的加热棒放置于充满水的水浴箱并进行加热实验,水浴箱中水的初始温度为

刘子文 等

Figure 2. Experimental device diagram

图2. 实验装置简图

Figure 3. Schematic diagram of heating

rod structure

图3. 加热棒结构示意图

14℃。试验时将电阻丝加热到石英管壁出现温度变化的时间段作为时间延迟τ0,并按照一定温度梯度记录加热时间,当玻璃管表面温度不发生变化时终止实验。按以上步骤,更换水浴箱中的水,放置功率为300 W 加热棒进行下一组实验。

3.2. 实验结果与分析

通过加热棒外表面中点处安装的温度传感器,得到加热功率分别为200 W 和300 W 时温度随时间的变化关系。此次实验,式(9)中t 为加热棒中点的温度值;t 0为其初始温度,取水温值14℃;n 为加热棒中点接受的热量值与热源散发热量的比值,此值与热源功率及目标质点位置有关,可由式(6)求得不同功率下的的值;C 为加热棒中点(材质为不透明石英玻璃)的比热容891.8 J/(Kg·K);L 为石英玻璃管长21.3 cm 。

通过加热棒的参数代入式(9)。得中到加热棒外表面中心位置温度随时间的变化曲线,并与实测的温度值进行了对比,计算了相对误差。有关功率分别为200 W 和300 W 时加热棒外表面中心温度随时间变化曲线,如图4、图5所示。图中,时间轴的起始值为时间延迟τ0,温度轴的起始值为初始温度。

由图4可知,通过理论计算的温度变化曲线与温度实测值均随加热时间的增加其曲线斜率逐渐减小并趋于稳定。其主要原因为,由于加热初期石英管壁与电阻丝之间的温差较大,石英管的温度上升较快。随着加热时间的增加,石英管壁与电阻丝之间的温差逐渐减小,同时受恒温箱中水温的影响,石英管表面的热量损耗增大,最终管壁接收到的热量与散失热量逐渐相等,石英管壁的温度趋于稳定。通过理论计算的温度值与实测值进行对比表明,加热初期两者相差较大,其相对误差达到12%,但当加热时间增加至50 s 后,两者的相对误差将小于3%,说明此时两者的结果基本一致。

由图5

可知,功率300 W

时因热传导引起的石英管温度变化曲线与功率200 W 时大致相同,即随着

刘子文等

Figure 4.Temperature change curve of outer surface

center of 200 W heating rod

图4.200 W加热棒外表面中心温度随时间变化曲线

Figure 5.Temperature change curve of outer surface

center of 300 W heating rod

图5.300 W加热棒外表面中心温度随时间变化曲线

加热时间的增加而温度逐渐增高,但其变化率却逐渐减小。通过理论计算得到的温度值与实验值进行对比表明,两者在实验初期的相对误差将达到20%,但随着加热时间的增加两者逐渐趋于一致,特别是当加热时间增加至40 s后,两者的相对误差小于6%。

4. 结论

通过上述分析,得到以下结论:

1) 通过考虑时间延迟参数的一维热传导模型,得到了加热棒表面温度随时间的变化曲线。结果表明,由于加热初期石英管壁与电阻丝之间的温差较大,测试点温度随时间的斜率近似为直线,但随着加热时间的增加,两者的温差减小,温度变化斜率逐渐减小并趋于稳定。

2) 通过不同功率下对理论计算的温度量值与温度实测值进行了对比,其结果两者在实验初期相对误差最大达到20%,但随着加热时间的增加,两者的温度逐渐趋于一致,说明本文推导的理论计算公式符合实际。基金项目

国家自然科学基金青年基金(51004103),江苏省高等学校大学生创新创业训练计划(201410290007Y)。参考文献(References)

[1]董海洲, 张小燕. 堤坝渗漏圆柱状热源模型及试验研究[J]. 岩石力学与工程学报, 2011, 30(S2): 3665-3670.

刘子文等

[2]孙培德. 深井巷道围岩地温场温度分布可视化模拟研究[J]. 岩土力学, 2005, 26(S2): 222-226.

[3]赵坚. 岩石裂隙中的水流–岩石热传导[J]. 岩石力学与工程学报, 1999, 18(2): 119-123.

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[6]曹鼎峰, 施斌, 严珺凡, 等. 基于C-DTS 的土壤含水率分布式测定方法研究[J]. 岩土工程学报, 2014, 36(5): 910-

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[7]严珺凡, 施斌, 曹鼎峰, 等. 基于碳纤维加热光缆的砂性土渗流场C-DTS分布式监测试验研究[J]. 岩土力学,

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[9]王家澄, 张立新. 冻土物理学[M]. 北京: 科学出版社, 2001.

一维热传导条件下测点温度与加热时间的相关性研究

Advances in Geosciences 地球科学前沿, 2016, 6(2), 72-78 Published Online April 2016 in Hans. https://www.sodocs.net/doc/4812473665.html,/journal/ag https://www.sodocs.net/doc/4812473665.html,/10.12677/ag.2016.62009 文章引用: 刘子文, 朴春德, 谢亮, 李斌, 杨大帅, 潘东玥. 一维热传导条件下测点温度与加热时间的相关性研究[J]. Correlation between the Measured Point Temperature and the Heating Time under the Conditions of One-Dimensional Heat Conduction Ziwen Liu *, Chunde Piao #, Liang Xie, Bin Li, Dashuai Yang, Dongyue Pan School of Resources and Earth Science, China University of Mining, Xuzhou Jiangsu Received: Mar. 28th , 2016; accepted: Apr. 18th , 2016; published: Apr. 21st , 2016 Copyright ? 2016 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). https://www.sodocs.net/doc/4812473665.html,/licenses/by/4.0/ Abstract In order to study the relationship between the changes of linear heating device testing point temperature and heating time in the heat transfer process, we study the relevance between radiation values E and the power P at the center of the heating device. Based on the nature of the surrounding conductive medium, we derived one-dimensional heat conduction model which considered the time delay parameters. We verify the suitability of the theoretical model through laboratory experiments by heating bar arrangement. The results show that test point tempera-ture slope is gradually reduced and stabilized when the test point temperature difference grad-ually rises in the effect of heat conduction. Through the measured temperature values compared with theoretical calculations, it showed that the maximum relative error reached 20% in early experiments, but the temperature difference decreased and tended to zero with the increase of heating time and source of power, showed that theoretical formula derived realistic in this pa-per. Keywords One-Dimensional Heat Conduction, Temperature Distribution, Temperature Gradient *第一作者。 #通讯作者。

老化时间与温度关系

老炼是一个很重要的步骤,因为它建立了在压缩的时间框架内模拟实际操作的电和热的条件。元器件特别是集成电路有高的早期失效率。这样,若元器件有失效的倾向,它将在几个月内发生失效。老炼缩短了这个时间。在125℃下老炼160h等效于在室温环境下工作一年。半导体器件倾向于有多种失效类型,其中之一是离子迁移,它一般发生在钝化层中或钝化层上,或在金属导体之间。氯化物或纳离子沾污是两种占主流的离子沾污形式。在有沾污的NPN晶体管中,带正电荷的钠离子,在温度和偏压条件下很容易迁移到N惨杂区,引起高的漏电流甚至短路。而氯离子迁移到P掺杂区材料处,引起NPN晶体管发射极-集电极短路。这些缺陷也许在几个月内不能察觉,但是在由老炼提供高温和功率的组合下加速了离子的迁移而又不会影响正常的失效率。衰老是与金属迁移、长期域值漂移和腐蚀箱关联的。Arrhenius方程制约着电子器件的反应失效率: F=Ae(-Ea/kT) 式中 F ——失效率; Ea ——激活能(在0.3 2.3eV间变化,若不知道,MIL-STD-883允许使用Ea=1.0eV); k ——波耳兹曼常数(8.63×10-5eV/K); T ——热力学温度表示的结温(K); 为了比较正常工作时的失效率(F1)与老炼后的失效率(F2)。此方程可做如下修改: F1/F2=(Ae-Ea/KT1)/(Ae-Ea/KT2)=e-(E/k)(1/T1-1/T2) 例如:在结温125℃时老炼168小时,对应于在50℃工作1.1年(9639h)。该计算的基础是Ea=0.6eV。结温有一很小变化,就会在失效率上产生很大的变化,例如,若在上述例子中部件在结温135℃时老炼168小时,等效工作时间将是1.7年(14892h)。 e=2.7182…;K=273.15+t

胶体金制备放大过程与时间、温度的关系

第一话——烧金 (一)基本概念: 1.1、金子大小:常用20、40、60nm的胶体金颗粒(粒径大小); 1.2、另外,在说金子大小的时候,有些人还用λ525、530表示,这个是指胶体金最大吸收峰位置,理论上这个值比说40nm要准确,因为40nm是估的,这个是实实在在测的,但是他与颗粒大小仅仅有“一定的“关系,而且这个”一定的“很不一定。√√√ 1.3、其他要说明的是,颗粒越小,颜色越粉嫩(偏粉红),最终显色越弱,特异性相对越好;相反颗粒越大,颜色越老土(偏紫,但70nm以上就真的土了,有点泥巴色了),显色越强,特异性相对越差。√ 2、金子浓度:万分之一、万分之二、万分之四等等,指烧金时溶液中氯金酸的浓度。由于反应非常迅速,浓度越高,金子质量越不容易控制,标记时的表现也是这样,高浓度金不容易控制。√注意当别人问你用多大浓度的金子时,不要回答人家40nm或λ530的,这会比较尴尬。 3、反应原理: 3.1、氯金酸被柠檬酸三钠还原成胶体金颗粒,其过程为金离子(并非全部)→还原成金原子→迅速形成20面体的金核→其他金原子吸附到晶核上→生长成椭球形的带负电的金颗粒(双电层结构,胶体金表面吸附着负电的AuCl2-离子,相对的H+则分散于胶体之间的溶液中)。√ 3.2、氯金酸一定时,还原剂数量决定了最初的晶核数量,决定了胶体金颗粒的大小。还原剂越多,晶核数量越多,最终的颗粒体积越小,通过控制二者比例,我们可以制备不同大小的胶体金颗粒。 3.3、常用的40nm左右的金,发红色,一般是1:1的关系,由于不同厂家原料也有影响,如果你感觉烧出来的偏紫,又很想要红色,下次烧金就再稍微增加点还原剂即可,√

冷冻肉品质与时间和温度变化的关系_王丹竹

作者简介:王丹竹(1981-),女,长期从事动物防疫检疫工作。 通讯作者:田科雄(1962-),教授,研究方向:动物营养与饲料科学。 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 以,该场的发病率较低,效益也好。 3.1.4关于繁殖问题 这5家养狐场母狐的怀孕率较低,其主要原因在于养殖户都是凭经验进行种狐的发情鉴定,依靠频繁的试情来进行,缺乏必要的科学手段,有时错过最佳的配种期。对种公狐的利用很少作合理的计划安排,多为每天交配1次,甚至2次,公狐得不到适当休息,精液的品质可能会下降。有部分青年母狐发情较晚,特别在配种后期,母狐虽然发情良好,但找不到能够配种的公狐,故而母狐的怀孕率较低。此外,养狐场还存在高产仔率,低育成率的问题,还可能与以下几点有关,第一,产仔数多于乳头数,有的仔狐吃不上奶。第二,泌乳量跟不上。第三,管理不当,幼狐在出生后17d左右睁眼,并且开始从巢箱爬出,19~20日龄与母狐一起吃食,仔狐开始吃食后,母狐不再舔食幼狐的粪便,这个时期易造成笼箱的污染和狐体的玷污,如管理不当易造成发病死亡。 3.2改进建议 第一,政府有关部门在养狐较集中的地区组织成立养狐服务中心,为养殖户提高技术咨询、定期培训,并实行饲料、疫苗、药品、销售一条龙服务。第二,推广使用人工授精技术。合理使用公狐,并对其配种效果实行监测;使用发情检测器进行发情鉴定。第三,加强管理提高仔狐成活率,也是目前养狐业提高繁殖效率的一个重要方面。 摘要:在冷冻肉的储藏过程中,随着冷藏时间和温度的变化,冷冻肉的品质也势必发生相应的变化,本文就冷冻肉品在冷藏期间发生的相关变化进行论述。 关键词:冷冻肉;贮藏;保鲜;时间;温度;品质;综述 肉中含有丰富的营养成份,在室温下放置过久,由于外界环境、微生物及自身酶等诸多因素的作用,会氧化分解以至腐败变质。低温冷冻贮藏是目前应用最为广泛、最经济、效果最好的一种肉类贮藏方法。冷冻肉是热鲜肉或冷鲜肉在-18℃以下冻结保存的肉[1],与新鲜肉相比具有安全性高的特点。有研究表明:冷冻猪肉与新鲜猪肉进行比较分析得出冷冻后的猪肉比新鲜猪肉食用更安全[2]。冷冻温度和冷冻时间与冷冻肉的品质息息相关。肉品长期在较低的温度下保藏也会出现各种异常的现象,结果降低肉品的食用品质[3]。国家规定,冻猪肉冷藏安全期为7~10个月,冻牛羊肉为8~10个月,冻禽肉为6~8个月。肉温低于-8℃的为冷冻良好;敲击时发音低哑钝浊、肉温高于-8℃的为冷冻不良。 1冷却冷藏与冻结冷藏的定义 冷藏(Refrigeration)分为冷却(Ehilling或Eooling)与冻结(Freezing),食品所含水分未变成冰晶者称为冷却,变成冰晶者称为冻结。但目前我们多不称冷却肉与冻结肉,而称冷藏肉与冷冻肉。冷却冷藏的温度不能充分抑制食肉的自家分解(Autolysis)、微生物的发育及干燥、氧化,因此只有不欲久存的肉品可冷却冷藏;冻结冷藏肉先经-36~-40℃急速冷冻处理,至中心温度达-18℃,再于-20℃以下冻结冷藏,可维持6个月至l年,所以需长期保存的肉品则必须以冻结冷藏,但以-20℃以下的低温冻结冷藏时,虽可长期保持品质,但无法防止升华、蛋白质不可逆变化之发生,因此,解冻后的品质,严格来讲,与冻结前是不同的。 2低温贮藏肉品的目的及基本原理 肌肉组织固有酶的作用和微生物大量生长繁殖可以造成肉品的自溶和腐败,这就需要用低温处理来抑制食肉本身酵 冷冻肉品质与时间和温度变化的关系 王丹竹田科雄(湖南农业大学动物科技学院410128)交流 24 中国畜禽种业2012.8

温度与电池的关系

温度与电池的关系 环境温度过高对蓄电池使用寿命的影响很大。温度升高时,蓄电池的极板腐蚀将加剧,同时将消耗更多的水,从而使电池寿命缩短。蓄电池在25℃的环境下可获得较长的寿命,长期运行温度若升高10℃,使用寿命约降低一半。 蓄电池应放置在通风、干燥、远离热源处和不易产生火花的地方,安全距离为0.5m以上。在环境温度为25℃~0℃内,每下降1℃,其放电容量约下降1%,所以电池宜在25℃~20℃环境中工作。 (1)温度与容量的关系 以GNB电池(阀控式蓄电池)在互联网上给出的大致标准是:25℃时,蓄电池的容量为100%;在25℃以下时,每升高10℃蓄电池的容量会减少一半;而在25℃以下时,温度与容量的关系如美1所示。 从表1不难看出,阀控式蓄电池的容量是随着温度的变化而变化的,维护人员必须认真做到根据实际温度的变化合理地调整蓄电池的放电电流,同时要控制好蓄电池的温度使其保持在22℃~25℃以内。 (2)热失控现象 由于阀控式蓄电池采用贫液设计,电池中灌注的电解液都吸附在玻璃纤维板上,当充电电流增大时,就需要通过安全阀来释放气体,因而造成了蓄电池失水、内阻增大、容量衰减和在充、放电过程中产生大量的热量。这些热量如来不及扩散使温度剧增,就会形成热失控。 热失控产生的原因还有没及时减小浮充电压、安全阀不严或开阀压过低等等,在热失控严惩的情况下如果放电,有可能使蓄电池瞬间电压骤降和蓄电池壳体温度上升至70℃~80℃,因此对热失控的问题必须引起高度的重视。 通过以上分析,对阀控式蓄电池的维护工作有了一些了解,要做好对阀控式蓄电池的维护就必须做到: a.在条件允许的情况下,蓄电池室应安装空调设备并将温度控制在22℃~25℃之间。这不仅可延长蓄电池的寿命,而且可使蓄电池有最佳的容量。 b.不论在任何情况下,蓄电池的浮充电压不应超过厂家给定的浮充值,并且要根据环境温度变化,随时利用电压调节系数±3mV/℃来调整浮充电压的数值。 c.鉴于不均衡性对阀控式蓄电池的影响,应采用浮充电压的下限值进行浮充供电。 d.在蓄电池不均衡性比较大或在较深度地放电以后,以及在蓄电池运行一个季度时,应采用均衡的方式对电池进行补充充电。在均衡充电时要注意环境温度的变化,并随环境温度的升高而将均衡电压设定的值降低。例如,如环境温度升高1℃,那么均衡充电的电压值就需降低3mV

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