Yr Her Gwisgo Sgraffinio mewn Cynhesu Bio-nwy
Mae elifiant treuliwr anaerobig yn cynnwys gronynnau silica crog o dywod, pridd, a gweddillion mwynau sy'n cael eu cludo i'r treuliwr gyda stociau porthiant. Mae'r gronynnau hyn, fel arfer rhwng 20 a 150 micron mewn diamedr ar grynodiadau o 500 i 3000 mg/L, yn creu amgylchedd erydol ar gyfer gwresogyddion trochi. Mae caledwch amgáu PFA, wedi'i fesur ar raddfa Shore D, yn pennu'n uniongyrchol sut mae gronynnau sgraffiniol dwfn yn gougio arwyneb y polymer dros wasanaeth estynedig. Mae data maes o 36 treuliwr amaethyddol a threfol yn dangos bod cynyddu caledwch PFA o Shore D 65 i 72 yn lleihau dyfnder traul erydol 55% i 65% ar ôl 8760 awr o weithredu parhaus.
Effaith Caledwch ar Erydiad Effaith Gronynnau
Mae cyfradd erydiad polymerau gan ronynnau sgraffiniol crog yn dilyn perthynas gyfraith pŵer â chaledwch materol. Ar gyfer PFA yn ystod Shore D o 60 i 75, mae cynnydd mewn caledwch pwynt pob un yn lleihau cyfradd erydiad cyfeintiol tua 8% o dan lwythiad gronynnau union yr un fath a chyflymder llif. Mae graddau PFA safonol heb eu llenwi fel arfer yn mesur Shore D 65 i 67 ar ôl mowldio. Mae graddau PFA caled sy'n cyflawni Shore D 71 i 73 yn ymgorffori 10% i 15% yn ôl pwysau o ffibr gwydr neu atgyfnerthiad ffibr carbon sy'n cynyddu ymwrthedd arwyneb i dreiddiad gronynnau. Mae microsgopeg trawstoriadol o samplau gwresogydd o dreulwyr sy'n gweithredu ar gyflymder llif o 1.2 m/s gyda llwythiad silica o 1500 mg/L yn dangos bod Shore D 65 PFA yn datblygu dyfnder erydiad cyfartalog o 0.28mm ar ôl blwyddyn. Mae Shore D 72 PFA o dan amodau unfath yn dangos dyfnder cyfartalog o 0.11mm, gostyngiad o 61%.
Gwisgwch Patrwm Dibyniaeth ar Ongl Impingement Llif
Mae'r ongl y mae gronynnau sgraffiniol yn taro arwyneb y gwresogydd yn addasu'r budd caledwch. Mae gwrthdaro perpendicwlar (ongl 90{{{}}gradd) yn achosi'r erydiad mwyaf oherwydd bod egni cinetig gronynnau'n trosglwyddo'n llawn i arwyneb y polymer. Ar effaith berpendicwlar, mae Traeth D 72 PFA yn dangos 52% yn llai o erydiad na gradd Shore D 65. Mae gwrthdaro ongl bas (15 i 30 gradd) yn cynhyrchu sgraffiniad llithro yn bennaf yn hytrach na chrater trawiad. O dan amodau ongl bas, mae'r fantais caledwch yn lleihau i 30% i 35% oherwydd bod y mecanwaith gwisgo amlycaf yn symud i dorri ac aredig, lle mae caledwch yn darparu llai o amddiffyniad na chaledwch torri asgwrn. Mewn ffurfweddiadau treuliwr anaerobig lle mae gwresogyddion wedi'u gosod yn fertigol gyfochrog â llif, mae onglau gwrthdaro fel arfer yn amrywio o 30 i 60 gradd, gan roi budd caledwch effeithiol o 45% i 50% ar gyfer y radd galetach.
Rhyngweithiadau Tymheredd a Maint Gronynnau
Mae tymheredd gweithredu treuliwr yn addasu ymwrthedd erydiad effeithiol y ddwy radd caledwch. Ar 35 gradd i 40 gradd (treuliad mesoffilig), mae Shore D 65 PFA yn cynnal y rhan fwyaf o'i galedwch amgylchynol a'i wrthwynebiad erydiad. Ar 55 gradd i 60 gradd (treuliad thermoffilig), mae'r un polymer yn meddalu, gyda Shore D yn gostwng 3 i 4 pwynt. Mae gradd caled Shore D 72 ar 55 gradd yn mesur tua Shore D 68, yn dal yn galetach na'r radd safonol ar dymheredd ystafell. Mae maint gronynnau hefyd yn effeithio ar y budd caledwch. Ar gyfer gronynnau o dan 50 micron, mae'r gwahaniaeth caledwch rhwng graddau yn cynhyrchu dim ond 25% o ostyngiad erydiad oherwydd bod gronynnau bach yn sgrafellu trwy sgleinio yn hytrach na chrateru. Ar gyfer gronynnau uwch na 100 micron, mae'r budd caledwch yn fwy na 70% oherwydd bod gronynnau mwy yn creu craterau effaith dyfnach lle mae caledwch yn gwrthsefyll treiddiad yn uniongyrchol.
-Rhagolygon Gwisgo Tymor Hir yn ôl Gradd Caledwch
| Math Treuliwr a Llwytho Gronynnau | Caledwch PFA (Traeth D) | Dyfnder Erydiad a Ragwelir ar ôl 1 Flwyddyn | Amser Rhagamcanol ar gyfer Gwisgo 0.5mm (Trothwy Methiant) |
|---|---|---|---|
| Thermoffilig (55 gradd), tywod uchel (2500 mg/L), gronynnau mawr | 71 i 73 (gradd galed) | 0.20 i 0.25mm | 2.0 i 2.5 mlynedd |
| Thermoffilig (55 gradd), tywod uchel (2500 mg/L), gronynnau mawr | 65 i 67 (safonol) | 0.45 i 0.55mm | 0.9 i 1.1 mlynedd |
| Mesoffilig (38 gradd), tywod cymedrol (1000 mg/L), meintiau cymysg | 71 i 73 (gradd galed) | 0.08 i 0.12mm | 4.0 i 6.0 mlynedd |
| Mesoffilig (38 gradd), tywod cymedrol (1000 mg/L), meintiau cymysg | 65 i 67 (safonol) | 0.18 i 0.24mm | 2.0 i 2.8 mlynedd |
| Treuliwr solidau isel (< 300 mg/L silica), any temperature | 65 i 67 (safonol) | 0.05 i 0.08mm | 6.0 i 10.0 mlynedd |
Rhyngweithio Gorffen Arwyneb â Chyfradd Erydiad
Mae llyfnder arwyneb cychwynnol gwresogyddion PFA yn rhyngweithio â chaledwch i bennu dilyniant erydiad. Mae arwynebau llyfn (Ra < 0.8µm) ar-radd PFA caled yn cynnal cyfraddau erydu isel am gyfnodau hwy oherwydd bod absenoldeb safleoedd crynodiad straen cychwynnol yn atal cyflymiad traul lleol. Mae arwynebau garw (Ra > 1.5µm) ar yr un radd galed yn datblygu cyfraddau traul ar ôl 2000 o oriau sy'n agosáu at y rhai o arwynebau llyfn gradd safonol, gan fod y asperities cychwynnol yn creu safleoedd erydiad dewisol. Dylai peirianwyr sy'n pennu -gradd PFA caled ar gyfer gwasanaeth sgraffiniol hefyd fod angen gorffeniad llyfn wedi'i fowldio gyda Ra o dan 0.8µm i gyflawni'r gostyngiad erydiad llawn o 60%. Mae'r cyfuniad o galedwch Shore D 72 a gorffeniad Ra 0.6µm yn darparu dyfnder erydiad 70% yn is na Shore D 65 gyda Ra 1.8µm ar ôl blwyddyn mewn treulwyr tywod uchel.
Canllawiau Manyleb ar gyfer Dewis Cynhesydd Treuliwr
Ar gyfer treulwyr anaerobig sy'n prosesu stociau porthiant â chrynodiadau gronynnau silica sy'n fwy na 500 mg/L, mae pennu amgįu PFA gyda chaledwch Shore D o 71 o leiaf yn darparu estyniad mesuradwy i fywyd gwasanaeth y gwresogydd. Dylid cynyddu trwch y wal i 2.5mm wrth ddefnyddio-gradd PFA caled i ymdopi â'r erydiad llai ond sy'n dal yn bresennol heb amlygu'r craidd gwresogi. Mae-gradd safonol PFA yn dderbyniol ar gyfer treulwyr sydd â systemau tynnu graean effeithiol neu'r rhai sy'n gweithredu llai na 500 mg/L silica crog. Wrth ofyn am ddyfynbrisiau, mae angen mesuriadau caledwch Shore D ardystiedig gan y cyflenwr ynghyd â dogfennaeth o'r math atgyfnerthu a chanran llwytho, gan fod atgyfnerthu ffibr carbon yn cyflawni caledwch trwy fecanwaith gwahanol na ffibr gwydr a gall effeithio ar ddargludedd thermol yn wahanol.
