Kako v grelniku snopa titanovih cevi, ki predgreje 4 % raztopino natrijevega klorata za beljenje papirja, kako stopnja razgradnje klorata (ki jo katalizira površina titana) zviša lokalno temperaturo in pospeši korozijo?
Pustite sporočilo
V 4 % natrijevem kloratu (NaClO₃) pri 80 stopinjah titan katalizira razgradnjo klorata: 4NaClO₃ → 3NaClO₄ + NaCl (plus kisik). Ta razgradnja je eksotermna. Pri nizkih hitrostih pretoka pride do lokalnega segrevanja 5–15 stopinj blizu površine titana. Višja lokalna temperatura pospeši razgradnjo klorata in korozijo titana, kar ustvarja pozitivno povratno zanko.
Kvantitativno povišanje temperature in pospešek korozije
Za titan stopnje 2 v 4 % NaClO₃ pri 80 stopinjah, skupna temperatura:
| Hitrost pretoka (m/s) | Lokalni dvig temperature (stopinja) | Hitrost razgradnje klorata (g/m²·uro) | Stopnja korozije (mm/leto) |
|---|---|---|---|
| 0 (stagnira) | 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 |
Dinamika povratne zanke skozi čas
| Čas (ure) | Površinska temperatura (stopinja) | Stopnja korozije (mm/leto) | Hitrost razgradnje (g/m²·uro) |
|---|---|---|---|
| 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 |
Vodnik za nadzor hitrosti pretoka in temperature
| Želena stopnja korozije (mm/leto) | Najmanjša hitrost pretoka (m/s) | Pričakovani lokalni dvig temperature (stopinje) |
|---|---|---|
| <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 |
Inženirsko priporočilo
Za uporabo z natrijevim kloratom vzdržujte hitrost pretoka nad 1,5 m/s, da čim bolj zmanjšate lokalno segrevanje in preprečite termični odtok. Z nadzorom pretoka inženir zmanjša razgradnjo klorata in pospešek korozije.
