主题:【分享】老化箱耗电量和换气量,功率计和换气量有什么关系?

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上周一,我们发布了材料老化训练营的第一期作业,很开心每个训练营成员都如期将作业提交到了《材料攻城狮成长营》的作业位置。

第一期作业要求:

1. 回顾第一堂课程的主要内容,谈一谈这一堂课学习了哪些内容,有哪些收获,解决了你之前的哪些困惑,列出对老化测试的认识,未来想学习哪一方面的老化知识。

2. 选一台你接触过的老化设备,结合今天所讲的知识框架,根据自己的理解对其展开介绍。

为了保证训练营的培训效果,我们的老化训练营只招收了10名学员。为了让更多没有报上名的同学,能够更多地参与到材料老化技能提升的活动中,我们将经带队老师点评后选为优秀的作业公开发布,希望大家能够一起更多地进步。

作业一:

#训练营##写作业# 初识材料老化技术,是在老师给我们介绍相关老化设备时,但是于我而言——一个材料老化技术小白,对于材料老化技术的方方面面,我还是模糊的。而通过庞老师的第一课,我对材料老化技术有了更深入、更全面的认识。

首先,庞老师总的概括了本节课的内容后再进行详细的讲解,循序渐进。通过本节课,我学习到了何为材料老化,材料老化影响因素,如何试验材料的老化,人工加速老化设备有哪些及其工作原理,老化数据如何分析等知识。

其次,庞老师在讲课的过程中利用案例分析,也使用设问的形式来帮助我们学员更好的掌握相关知识。庞老师问到:“通过比较材料测试前后的性能,可以得出材料的老化程度,最后得知材料的使用寿命,而使用寿命是我们日常中最需要、最想知道的,但是这需要考虑一个问题——时间问题,这个问题需要怎么解决呢?”这就需要我们利用人工加速老化设备,加速材料的老化,达到缩短时间的效果。这让我想到了热老化的时温等效原理。人工加速老化设备的加速方式不同,老化程度也不同。庞老师给我们分析了一个汽车案例,利用汽车内会发生热量积累的密闭空间与非密闭空间中材料相同条件下的老化程度的比较,也可以得出温度对材料老化的影响。

再者,在庞老师的课程中,我对人工加速老化设备的原理及作用有了更深入的学习。氙灯老化箱是应用最广泛的,它可以很好的模拟太阳光,两者在紫外和可见光波段范围内的光谱能量最接近。它主要起作用的试验条件为辐照度、灯管及滤镜,其中辐照度的控制与实现是比较困难的,不同材料的监测波段应有所差异;光谱波长是连续的,控制某一段波长时整个光谱也是稳定的,可以实现辐照度的控制。荧光紫外灯老化只存在紫外区,而不同灯管的紫外区是有所差异的。碳弧灯老化是通过燃烧自己发出光源,产生比日光波长更短的紫外光。

最后,关于老化数据的分析。操作者的判断、材料与光源的距离(材料有无弧度)等问题需要考虑全面,也需要注重相关性。在测试老化材料的色差时L值表征黑白,对色差值的影响最大,L值越大,材料越黑,这时应该考虑到材料表面是否有析出物、样品是否被污染、黑色是否可擦掉等问题。

总的来说,本次课程使我受益颇多,解决了很多我模糊的认知。希望庞老师之后可以更多的介绍材料老化技术的实操知识,以及更多材料老化技术的应用领域及相关标准的解读等。另外,老师的讲课很生动形象,非常适合本人的学习,希望继续沿用。

以上内容如有误解之处,望老师指正,谢谢老师!

点评:能够把学习和思考过程,很有代入感地描述出来,而且确实结合所接触到的内容想了很多,非常不错,评为优秀作业!也希望你在学习过程中,把你好的经验,困惑,心得等跟大家多多分享。



作业二:

#训练营##写作业# 从进公司开始我就负责热氧/湿热老化类的测试,当时前任工程师带了我两周,教了各个设备的使用方法,一些测试、设备知识并没有传承下来,仅能通过测试标准去了解老化测试。这次通过庞老师的训练营,让我有机会重新系统的学习了老化类测试,了解老化测试的原理。

在日常使用巨孚生产的热氧老化烘箱IAT-216的过程中,关于热氧老化测试的换气速率有一些疑问:

关于换气量的选择,标准中给出的依据是——根据是否需要排除有害气体、使箱内不断补充新鲜空气并保持空气成分的一致、使热氧化反应正常进行来考虑。换气量过大,耗电量大,温度分布亦不易均匀;换气量过小则氧化反应不充分,影响老化速度。综合考虑换气量是在保证氧化反应充分的前提下,尽可能选择小的换气量范围。

上海基地使用的热氧老化箱符合ISO 188及GB/T 7141等要求的5~20次/小时

广州基地使用的热氧老化箱符合ASTM D3012 等要求的50~200次/小时

1. 按照标准给出的解释,换气速率过大会影响到温度的均匀性。但实际情况中,广州基地的热氧老化箱换气量比上海高出10倍以上,均匀性差异却不大。

2. 两地设备结构相同,体积同位0.216m3,理论上在密闭状态下,保持同样的温度,所消耗的电量测得的耗电量差异不会很大(上海使用电压220V,广州使用电压380V),但实际情况两地P1相差接近10倍。

结合这两种情况来看,仅依靠设备自带的功率表计算得出的换气速率是否有偏差?而同时,如何去验证计算得出的换气速率?

如果两地热氧老化箱换气速率为真实的5次/小时和200次/小时,在温度均匀性上应该会差异巨大;同样的,将1.08m3空气加热到150℃和将43m3空气加热到150℃,两者的真实耗电量差异应该也是巨大的,但是这个问题却没有人提出来过。这两者的差异不应该只体现在功率表上。

以上内容如有误解之处,望老师指正,谢谢老师!

点评:有总结有思考,非常棒。评为优秀作业!既然已经思考到耗电量和换气量,功率计和换气量等等的关系,倒希望你能深入找找原因。
这里给几点提示:
1.温度均匀性受到多方的影响,不仅仅是换气次数,还包括烘箱结构,以及密封条的状态等。
2.耗电量的差异,特别是P1的差异,跟烘箱的密封状态和散热状态有很大关系,要验证的话,一是测烘箱表面温度,二有条件的话可以通过可视化的红外探温设备测一下外面的温度分布,特别是怀疑缝隙处。曾经我试过用铝胶布粘住所有转角处,发现P1差别非常大,就是漏气了!

3.烘箱在热不平衡阶段和热平衡阶段的耗电量是不一样的,实际上,达到热平衡之后的能耗挺稳定的,我就做过一个无聊的事情,定期监控不同运行状态的功率表,确实发现一些有意思的数据。

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第二期作业要求



本次课程从道和术的层面讲解老化标准阅读的方法和技巧,推荐了三个资料:《如何阅读一本书》,《好好学习》,和GB/T 1.1;
以这三个资料为基础,带领讲解两个典型标准解读。本次作业可以从以下题目选择其一:
1.本次课程的学习复盘;
2.选取任何一个标准,根据课程所说的方法,进行标准解读,将过程和收获复盘;
3.选取任何一个标准,对标准中某一个条款或图表进行细致解读,将过程和收获复盘;
4.计算题:依据GB/T 7141,假设选取冲击强度作为性能,现在初始性能是100MPa,测试温度100°C下,100小时,200小时,300小时,400小时,500小时,600小时的性能分别是92MPa,75MPa,53MPa,41MPa,30MPa,25MPa,算出该温度下的寿命。将标准解读、计算的过程进行复盘。

本堂课中间讲解的标准:
GB-T 1.1-2020标准化工作导则 第1部分:标准化文件的结构和起草规则
GB-T 7141-2008 塑料热老化试验方法
GB-T 11026.4-1999 电气绝缘材料 耐热性 第4部分:老化烘箱 单室烘箱
GBT 16422-2 1999塑料 实验室光源暴露试验方法第2部分:氙弧灯
GBT 16422-2 2014 塑料 实验室光源暴露试验方法第2部分:氙弧灯




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材料的范围很广,你这是什么材料?没有看明白?