Количество электричества

- количество электрической энергии, снимаемой с единицы массы (то~ яоотдача) протектора, должно быть максимальным;

Коэффициент использования k сам по себе еще не характеризует совершенства теплофикационной установки. Для получения наибольшей экономии топлива в данном энергетическом районе нужно, чтобы электрическая энергия производилась в возможно большей степени в комбинированном процессе. Поэтому для оценки теплофикационной установки наряду с коэффициентом k вводят еще один показатель, характеризующий количество электрической энергии, вырабатываемое при определенном тепловом потреблении .

где N — количество электрической энергии, выработанное ТЭЦ за

1 Энерговооруженность труда — количество электрической и механической энергии, потребленной в среднем на одного промышленного рабочего. Электровооруженность труда — количество только электроэнергии, потреблен-'ой в среднем на одного промышленного рабочего.

1 Энерговооруженность труда — количество электрической и механической энергии, потребленной в среднем на одного промышленного рабочего. Электровооруженность — количество только электроэнергии, потребленной в среднем на одного промыщ-ленного рабочего.

а) максимальное количество электрической энергии, соот« ветствующей единице массы протектора;

В 1965 году всеми электростанциями Советского Союза уже было произведено огромное количество Электрической энергии — 507 миллиардов киловатт-Меов; электростанции давали каждые восемь часов стШько электрической энергии, сколько ее было произведено у нас за весь 1920 год!

2. Количество электрической 6,54-Ю12-0,8 = 5,2-10и

В настоящее время невозможно создать представление об ограничении потребностей будущего общества в количествах электрической энергии — потребных киловатт мощности на одного человека. Можно предполагать, что, кроме потребности энергии для полной электрификации всех производственных процессов и для других целей, человечеству также потребуется огромное количество электрической энергии, например, для изменения климатических условий Крайнего Севера — создания потоков, аналогичных Гольфстриму, для орошения пустынь Азии, аккумулирования для различных целей сотен миллионов киловатт в малых объемах и т. д.

Количество электрической энергии, вырабатываемое в 2000 г. в квт-ч ..... «50- Ю12 л;100-109 300-10' 10 000- Ю9 30 000-1 09 !хО,690-1018 «2,Ы018 43 года as 9,40 -1013 33,3-1 09 ~100.10" 3-330-109 10 000- Ю9 як 0,233-1 018 0,70-1 01» 70 лет *

определяющим количество механической энергии, полученной на единицу теплового потребления. Следует стремиться к тому, чтобы на базе данного теплового потребления было выработано максимально возможное количество электрической энергии; техническая целесообразность установки оценивается не только коэффициентом использования тепла, но и коэффициентом ?: чем он выше, тем выгоднее установка для данной энергетической системы.

В результате проведенных [3, 29] сравнительных электрохимических исследований трубных сталей в растворе 1н. NaHCO3 + 1н. Na,CO3 со скоростью развертки потенциала 1 мВ/с установлено, что плотность максимального анодного тока при температурах плюс 20 и 50° С составляла: для стали 17Г1С - 2,0 и 25,5 А/м2 и стали 17Г2СФ - 7,7 и 42 А/м2 соответственно. После подстановки полученных экспериментальных данных в (3.6) получаем следующие величины скоростей роста трещин: 17Г1С - 2,4 и 30 мм/год, 17Г2СФ - 9 и 50 мм/год при температурах 20 и 50° С соответственно, которые существенно превышают значения, наблюдаемые при отказах магистральных газопроводов. Это свидетельствует о том, что в расчетную зависимость (3.6), очевидно, некорректно подставлять максимальное значение плотности анодного тока, полученного при снятии потенциодинамической поляризационной кривой, хотя суммарное воздействие токов анодного растворения и вызывает электрохимический процесс КР. Поэтому в зависимость, основанную на законе Фарадея, следует подставлять не плотность максимального анодного тока, а интегральную энергетическую характеристику электрохимического процесса в виде выделяющегося количества электричества, приходящегося на единицу площади поверхности трубы с катодными отложениями. Тем более, что и геометрия трещин, как это было установлено (см. главу 1), в процессе ее развития изменяется. Это количество электричества было определено с помощью интегрирования плотности анодного тока по времени на образцах прямошовных труб типоразмером 178 х 2,15 мм и длиной 375 мм в модельном грунте, содержащем соли угольной кислоты. Внутри труб создавалось давление, формирующее в стенке трубы напряжение, составляющее 0,7 от. Количестве электричества определялось с помощью разряда электрохимической системы потенциостатом при ступенчатом изменении потенциала с шагом 0,1 В в интервале наложенных потенциалов минус 1,0-0,1 В (ХСЭ). При этом в каждом поддиапазоне изменения потенциалов дожидались установления стационарного значения тока, на что требовалось в условиях опыта до 24 часов на каждую экспериментальную точку, хотя в условиях эксплуатации магистральных газопроводов этот процесс активно-пассивного перехода может быть существенно более длительным. Таким образом

Q - удельное количество электричества, определяемое как

где Q — общее количество пропущенного электричества, К; q = (Ama + AmR) F —количество электричества, пошедшего на электролиз, К; Ата — изменение количества вещества в анодном пространстве, г-экв; Дтк —изменение количества вещества в катодном пространстве, г-экв; F = 96 520 К/г-экв —постоянная Фарадея. Числа переноса катионов пк и анионов па соответственно равны

По мере накопления отрицательных зарядов на поверхности металла число катионов, переходящих в раствор в единицу времени, уменьшается, а число катионов, освобождающихся из раствора, увеличивается, так как первый процесс с накоплением на металле отрицательных зарядов затрудняется, а второй процесс облегчается. Как только число катионов, переходящих в раствор в единицу времени, станет равным числу катионов, осаждающихся па поверхности металла, наступит динамическое равновесие и растворение металла прекратится. Количество электричества, участвующее в такой реакции обмена в единицу времени, называется током обмена.

Коррозионный процесс вследствие электрохимических реакций, протекающих раздельно на анодных и катодных участках, сопровождается перемещением электронов от анодных к катодным участкам и ионов в растворе, т. е. протеканием электрического тока. Количество электричества, перетекающего за определенное время от анодных к катодным участкам, эквивалентно скорости коррозии.

По мере накопления отрицательных зарядов на поверхности металла число катионов, переходящих в раствор в единицу времени, уменьшается, а число катионов, освобождающихся из раствора, увеличивается. При наступлении динамического равновесия растворение металла прекратится. Количество электричества, участ-вусщее в такой реакции обмена в единицу времени, называется током обмена.

Количество электричества, переносимого дырками или электронами, определяется не только концентрацией носителей, но и подвижностью электронов и дырок.

** Критические плотности тока прямыми методами получены из потенциоста-тических поляризационных кривых или подобных измерений. Косвенный метод исходит из соотношения / — /крит = K/t, где t — время, необходимое для достижения критического потенциала пассивации при плотности тока, равной /; К — количество электричества (в кулонах), израсходованное для достижения потенциала пассивации. Оба метода дают одно и то же значение /крит- — Примеч. авт.

Теория пассивности уже частично рассматривалась выше, и следует вновь обратиться к этому материалу (см. разд. 5.2). Контактирующий с металлической поверхностью пассиватор действует как деполяризатор, вызывая возникновение на имеющихся анодных участках поверхности высоких плотностей тока, превышающих значение критической плотности тока пассивации /крит. Пассиваторами могут служить только такие ионы, которые являются окислителями с термодинамической точки зрения (положительный окислительно-восстановительный потенциал) и одновременно легко восстанавливаются (катодный ток быстро возрастает с уменьшением потенциала — см. рис. 16.1). Поэтому трудновосстанавливаемые ионы SO4~ или C1OI не являются пассиваторами для железа. Ионы NOJ также не являются пассиваторами (в отличие от ионов МО-;), потому что нитраты восстанавливаются с большим трудом, чем нитриты, и их восстановление идет столь медленно, что значения плотности тока не успевают превысить /„рит-С этой точки зрения количество пассиватора, химически восстановленного при первоначальном контакте с металлом, должно быть по крайней мере эквивалентно количеству вещества в пассивирующей пленке, возникшей в результате такого восстановления. Как отмечалось выше, для формирования пассивирующей пленки на железе требуется количество электричества порядка 0,01 Кл/см2 (в расчете на видимую поверхность). Показано, что общее количество химически восстановленного хромата примерно эквивалентно этой величине, и, вероятно, это же справедливо и для других пассиваторов железа. Количество хромата, восстановленного в процессе пассивации, определялось по измерениям [4—6] остаточной радиоактивности на промытой поверхности железа после контакта с хроматным раствором, содержащим Б1Сг. Принимая, в соответствии с результатами измерений [7], что весь восстановленный хромат (или бихромат) остается на поверхности металла в виде адсорбированного Сг3+ или гидратированного

В результате проведенных в УГНТУ сравнительных электрохимических исследований тр^ :ных сталей в растворе 1а. НаНСОэ + 1н. МагСОэ со скоростью развертки потенциала 1 мВ/с установлено, что плотность максимального анодного тока при температурах 20 и 50° С составляла: лая стали 17Г С - 2,0 и 25,б А/м? и ^талк 17Т2ОТ -7,7 и 42 А/м2 соответственно. После подстановки полученных экспериментальных данных в(2.8)получаем следующие величи~ы скоростей роста трешин: 17Г1С - 2,4 И 30 мм/год, 17Г20Ф - 9 и 50 мм/год при температурах 20 и 60° С соответственно, что существенно превышает значения, наблюдаемые при отказах МГ. Это свидетельствует о том, что в расчетную зависимость(2.8), очевидно, некорректно подставлять максимальное значение плотности анодного тока, полученного при снятии потенциодинамкческой поляризационной кривой, хотя суммарное воздействие токов анодного растворения и вызывает электрохимический процесс КР. Поэтом" в зависимость, основанную на законе Фарадея, следует подставлять не плотность максимального анодного тока, а интегральную энергетическую характеристику электрохимического процесса в виде выделяющегося количества электричества, приходящегося на единицу площади поверхности трубы с катодными отложениями. Тем более, что и геометоия трещин, как установлено в УГНТУ. в процессе «е развитие изменяется. Это количество электричества может быть определено с помощью интегрирования плотности анодного тока по времени. Оно определялось нами на образцах прямооювных труб типоразмером 178 х 2,16 мм и длиной 376 им в модельном грунте, содержацем соли угольной кислоты. Внутри труб создавалось давление, формирующее в стенке трубы напряжение, составляющее 0,7 бт. Количество электричества определялось с помощью равряда электрохимической системы потенциостатом при ступенчатом изменении потенциала с шагом 0,1 В в интервале наложенных потенциалов минус 1,0...0.1 В (ХСЭ). При этом в каждом поддиапазоне изменения потенциалов дожидались установления стационарного значения тока, на что требовалось в условиях опыта до 24 часов на каждую экспериментальную точку, хотя в условиях эксплуатации магистральных газопроводов этот процесс активно - пассивного перехода может быть существенно более длительным. Таким образом была снята потенциостатическая поляризационноя кривая, изображенная на рис. «2.4. Потенциалам в интервале минус 1.0...0,1 В (ХСЭ)

С - удельное количество электричества, определяемое как