Preview

Заводская лаборатория. Диагностика материалов

Расширенный поиск
Доступ открыт Открытый доступ  Доступ закрыт Только для подписчиков

ИССЛЕДОВАНИЕ КИНЕТИКИ СОРБЦИОННЫХ ПРОЦЕССОВ В МЕТАЛЛОГИДРИДНЫХ ПАРАХ

https://doi.org/10.26896/1028-6861-2018-84-5-27-31

Полный текст:

Аннотация

Представлены результаты исследования сорбционных процессов в металлогидридных парах. Разработаны методика и лабораторная установка для экспериментального изучения кинетики и определения продолжительности взаимодействия с водородом гидридов, образующихся при насыщении двух интерметаллических соединений (ИМС) разного состава. Конструкция установки включает две стальные реторты, содержащие ИМС, способные к многоцикловому обратимому поглощению водорода с образованием соответствующих гидридов — высоко- и низкотемпературного. Система предусматривает измерение температуры циркулирующих или перемешиваемых теплоносителей, охлаждающих реторты в процессе сорбции и подогревающих их при десорбции, и давления в соединительной водородной магистрали. Изучена динамика давления водорода в магистрали и температуры теплоносителя с течением времени при одновременной работе двух гидридов сплавов — Mm1–yLayNi4Co и LaNi5–xAlx. Определена продолжительность десорбции водорода из первого материала с одновременной сорбцией его вторым. Для подтверждения полученных кинетических характеристик рассчитывали тепловой баланс, составленный для низкотемпературного модуля установки. Аналогичные расчеты проводили для высокотемпературного металлогидрида. Предложенная методика и результаты могут быть использованы при математическом моделировании сорбционных процессов в металлогидридной паре, а также для определения оптимальных конструктивных параметров, обеспечивающих эффективную работу сорбционных тепловых насосов.

Об авторах

О. П. Матвеева
МГТУ имени Н.Э. Баумана
Россия

Ольга Петровна Матвеева.

Москва 



Ю. Б. Патрикеев
АО Гиредмет
Россия

Юрий Борисович Патрикеев.

Москва



Ю. М. Филянд
АО Гиредмет
Россия

Юлия Михайловна Филянд.

Москва



Список литературы

1. Соменков В. А., Шильштейн С. Ш. Термодинамические и гистерезисные характеристики гидридов для тепловых насосов. — М.: Российский научный центр «Курчатовский институт», 1998. — 21 с.

2. Ижванов Л. А., Соловей А. И. Разработка гидридных тепловых насосов / Российский химический журнал. 2001. Т. XLV. № 5 – 6. С. 112 – 118.

3. Yang F. S., Wang G. X., Zhang Z. X., Rudolph V. Investigation on the influences of heat transfer enhancement measures in a thermally driven metal hydride heat pump / Int. J. Hydrogen Energy. 2010. Vol. 35. N 18. P. 9725 – 9735.

4. Muthukumar P., Satheesh A. Analysis of crossed van’t Hoff metal hydride based heat pump / Int. J. Hydrogen Energy. 2013. Vol. 38. N 26. P. 11415 – 11420.

5. Sharma V. K., Kumar E. A. Thermodynamic analysis of novel multi stage multi effect metal hydride based thermodynamic system for simultaneous cooling, heat pumping and heat transformation / Int. J. Hydrogen Energy. 2017. Vol. 42. N 1. P. 437 – 447.

6. Mazzucco A., Voskuilen T., Waters E. et al. Heat exchanger selection and design analyses for metal hydride heat pump systems / Int. J. Hydrogen Energy. 2016. Vol. 41. N 7. P. 4198 – 4213.

7. Dantzer P., Meunier F. What materials to use in hydride chemical heat pumps? / Hydrogen Storage Materials / Ed. by R. G. Barnes. — Aedermanusdorf: Trans. Tech. Publ. Ltd., 1988. P. 1 – 17.

8. Матвеева О. П., Патрикеев Ю. Б., Семячков Д. А. Методический подход к выбору водородопоглощающих сплавов для металлогидридных тепловых насосов / Двойные технологии. 2008. № 4(45). С. 59 – 62.

9. Фатеев Г. А., Силенков М. А., Ким К.-Дж. Экспериментальное исследование распространения тепловых волн преобразования энергии в продуваемых пористых средах / Инженерно-физический журнал. 2000. Т. 73. № 5. С. 1093 – 1108.

10. Пат. 2256718 РФ, МПК C22C 28/00, F25B 30/00. Металлогидридная пара сплавов для теплового насоса / Матвеева О. П., Бузлов А. В., Патрикеев Ю. Б., Филянд Ю. М.; заявитель и патентообладатель ФГУП «Гиредмет». — № 2004102119/02; заявл. 28.01.04; опубл. 20.07.05. Бюл. № 20.

11. Левинский Ю. В., Патрикеев Ю. Б., Филянд Ю. М. Водород в металлах и интерметаллидах. Термодинамические, кинетические и технологические характеристики металл-водородных систем: справочник / Под ред. Ю. В. Левинского. — М.: Научный мир, 2017. — 546 с.

12. Патрикеев Ю. Б., Филянд Ю. М. Применение редкоземельных металлов в современных технологиях водородной энергетики / В сб. «Гиредмет — год образования 1931» / Под ред. Ю. Н. Пархоменко. — М.: Гиредмет, 2007. С. 119 – 126.

13. Diaz H., Percheron-Guégan A., Achard J. C. et al. Thermodynamic and structural properties of LaNi5–yAly compounds and their related hydrides / Int. J. Hydrogen Energy. 1979. Vol. 4. № 5. P. 445 – 454.

14. Андриевский Р. А. Материаловедение гидридов. — М.: Металлургия, 1986. — 128 с.

15. Колачев Б. А., Шалин Р. Е., Ильин А. А. Сплавы-накопители водорода: справ. изд. — М.: Металлургия, 1995. — 384 с.

16. Антонова М. М., Морозова Р. А. Препаративная химия гидридов: справочник. — Киев: Наукова думка, 1976. — 99 с.


Для цитирования:


Матвеева О.П., Патрикеев Ю.Б., Филянд Ю.М. ИССЛЕДОВАНИЕ КИНЕТИКИ СОРБЦИОННЫХ ПРОЦЕССОВ В МЕТАЛЛОГИДРИДНЫХ ПАРАХ. Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2018;84(5):27-31. https://doi.org/10.26896/1028-6861-2018-84-5-27-31

For citation:


Matveeva O.P., Patrikeev Y.B., Filyand Y.M. STUDY OF SORPTION KINETICS IN METAL HYDRIDE PAIRS. Industrial laboratory. Diagnostics of materials. 2018;84(5):27-31. (In Russ.) https://doi.org/10.26896/1028-6861-2018-84-5-27-31

Просмотров: 100


ISSN 1028-6861 (Print)
ISSN 2588-0187 (Online)