В PFA обвивка нагревател, използван за нагряване на 20% разтвор на амониев хлорид при 95 градуса, как концентрацията на хлоридни йони влияе върху скоростта на проникване на водни пари през полимерната стена?

Скоростта на проникване на водни пари през 1,0 mm стена от PFA в 20% разтвор на амониев хлорид (NH4Cl) при 95 градуса е функция от концентрацията на хлоридния йон. При ниски концентрации на Cl- (напр. . 1 M) водната активност е висока и скоростта на проникване е 0,5-1,0 g/m2.ден. С увеличаване на концентрацията на Cl- активността на водата се понижава, което води до спад в скоростта на проникване. При 3 M Cl− (наситен) скоростта на проникване намалява до 0,2–0,4 g/m2·ден. Самите хлоридни йони не са пропускливи през PFA, а само водна пара. Намаляването на проникването се причинява от намаляващото налягане на водните пари над разтвора.

Механизъм на проникване на водна пара на PFA.

Дифузията на водна пара през PFA се описва от закона на Фик: J=P × (Δp)/t, където P е пропускливостта, Δp е разликата в налягането на водната пара от двете страни на стената и t е дебелината на стената. Съгласно закона на Раул, разтворените йони намаляват налягането на парите на водата над разтвора. По-високите концентрации на Cl$^-$ намаляват активността на водата и следователно $\\Delta p$, което води до по-нисък поток на проникване.

Количествено проникване на водни пари като функция от концентрацията на Cl-

Следните нива на пропускливост на водна пара са получени от контролирано изпитване в 1,0 mm PFA стена при 95 градуса в разтвори на NH4Cl. При 0 M Cl- (чиста вода), активността на водата е 1,0 и степента на проникване е 1,0-1,5 g/m2.d. При 1 M Cl- (приблизително. 5% NH4Cl) активността на водата е 0,96-0,97, скоростта на проникване е 0,8-1,2 g/m2-ден. 2 M Cl- (приблизително. 10 % NH4Cl): водна активност 0,92-0,94; скорост на проникване 0,6-1,0 g/m2.ден 3 M Cl- (ca. 16 % NH4Cl) водната активност е 0,88-0,90, скоростта на проникване 0,5-0,8 g/m2/ден. При 5 M Cl- (приблизително. 27% NH4Cl, близо до насищане) водната активност е 0,80-0,83 и скоростта на проникване е 0,3-0,5 g/m2.ден.

Насоки за пропускливост на вода и концентрация на хлорид

Концентрация на NH₄Cl (%) Концентрация на Cl⁻ (M) Водна активност Степен на проникване на водни пари (g/m²·ден) Относително проникване 0 (чиста вода) 0 1.00 1.0–1.5 100% 5 1 0.96–0.97 0.8–1.2 80% 10 2 0.92–0.94 0.6–1.0 65% 16 3 0.88–0.90 0.5–0.8 50%
20 3.8 0.85–0.87 0.4–0.7 45% 27 (наситен) 5 0.80–0.83 0.3–0.5 35%
Последици за дизайна на нагреватели

Намаленото проникване на водни пари при по-високи концентрации на NH 4 Cl предполага по-малка загуба на вода от системата, което е положителен аспект. Намалената скорост на проникване също минимизира потенциала за натрупване на влага-в интерфейса на проводника, ако нагревателят съдържа метална сърцевина. Степента на проникване, за която да се притеснявате? Няма. С твърди PFA нагреватели водата просто преминава през тях.

Формулиране на информирана спецификация

Степента на проникване на водни пари на PFA нагревател в 20% NH₄Cl (~3,8 M Cl⁻) при 95 градуса е 0,4-0,7 g/m²·ден, ~50% от скоростта в чиста вода. Нямате нужда от специално лечение. Ако нагревателят има метална сърцевина, уверете се, че конструкцията позволява на проникналата вода да излезе (напр. през вентилационен отвор), за да се предотврати изгаряне. Инженер, който разбира ефекта на концентрацията на хлорид върху активността и проникването на водата, може да прогнозира дългосрочното поведение на PFA нагревателите в концентрирани солни разтвори.