Por que o gerador de fibra de carbono é adequado para derretimento da neve e derretimento de gelo na estrada?

A fibra de carbono é um novo tipo de material reforçado com fibra de alto desempenho, que possui muitas propriedades excelentes, como alta resistência, alto módulo, resistência a alta temperatura, resistência ao desgaste, resistência à fadiga, resistência à corrosão, resistência à fluência, condutividade elétrica e condutividade térmica. Pode reduzir o peso dos componentes, melhorando assim o desempenho técnico dos componentes. Portanto, o uso de fibra de carbono como aquecedor elétrico possui muitas propriedades excelentes que são incomparáveis ​​para metal, PTC e outros aquecedores elétricos:

Aumento rápido da temperatura

 

Raio infravermelho distante que pode produzir luz de vida necessária pelo corpo humano 8 μ m m－15 μm.

Alta eficiência de conversão de aquecimento elétrico e economia de energia

O aquecedor elétrico de fibra de carbono é um tipo de material corporal preto. Sua eficiência de conversão de aquecimento elétrico é 30% maior que a do aquecimento de metal e sua eficiência de aquecimento elétrico é de cerca de 100%.

Alta resistência à tração

Na mesma área de carga de corrente permitida, a força da fibra de carbono é 6-10 vezes maior que a do fio de metal e não quebrará durante o uso. Portanto, a resistência à tração não muda durante o aquecimento elétrico.

Sem arco devido à desconexão

Efetivamente, ponha um fim ao fogo.

Peso leve

O peso do componente é efetivamente reduzido, melhorando assim o desempenho técnico do componente.

Desempenho químico estável

É resistente à corrosão e oxidação. Quando aquecidos a 3000 graus na ausência de oxigênio, suas propriedades mecânicas não mudam. No estado de aquecimento elétrico, supera as deficiências de baixa resistência de fios de metal, PTC e aquecedor elétrico de carboneto de silício, que são fáceis de serem oxidados e queimados.

Vida de serviço longo

 

O gerador de calor de fibra de carbono tem a mesma vida que o edifício.

A condição de pavimento é um fator importante que afeta o tráfego rodoviário. No inverno, quando o pavimento de concreto de cimento é coberto de neve e congela devido à queda de neve, isso tem um sério impacto na segurança da condução e na vida das pessoas, até causando enormes perdas econômicas. Atualmente, todos os países do mundo usam amplamente o método de pulverização de sal (NaCl, cacl _2) para derreter a neve e o gelo, o que afeta seriamente a durabilidade do concreto do pavimento da estrada, causa danos às instalações do pavimento e destrói o ambiente ecológico circundante. Portanto, é de grande significado prático buscar um novo método de fusão de neve e gelo.

 

Neste article, o fio de aquecimento de fibra de carbono é colocado no pavimento de concreto como material de aquecimento elétrico. Com o fundo de pesquisa do derretimento da neve e derretimento do gelo no inverno, é estudada a viabilidade de derretimento da neve e derretimento do gelo do concreto do fio de aquecimento de fibra de carbono. Ao mesmo tempo, os fatores que afetam o efeito do derretimento da neve e do derretimento do gelo são testados e analisados ​​usando o conhecimento da transferência de calor, a pesquisa fornece uma base teórica e um valor de referência para a aplicação de engenharia do fio de aquecimento de fibra de carbono para derretimento e degelo da neve no pavimento de concreto. O trabalho principal é o seguinte:

(1) De acordo com a lei da conservação de energia, as equações diferenciais de aquecimento elétrico e resfriamento do concreto com aquecedor de fibra de carbono são estabelecidas e resolvidas, e a curva de mudança de temperatura do concreto com aquecedor de fibra de carbono com o tempo nos estágios de aquecimento e resfriamento é obtida. A curva reflete de forma abrangente a influência do tamanho da seção de concreto, área da superfície de dissipação de calor, potência de aquecimento elétrico e coeficiente de transferência de calor por radiação de convecção no aumento da temperatura e no processo de queda do concreto. O aumento da temperatura do aquecimento elétrico e as curvas de queda de temperatura do concreto reforçado com fibra de carbono são testadas e dispostas, e os resultados dos testes estão de acordo com os valores teóricos de cálculo.

(2) Quando o efeito de aquecimento elétrico do fio de aquecimento da fibra de carbono é usado para derretimento e degelo da neve da estrada, a perda de transferência de calor por radiação convectiva é o principal fator que afeta o efeito do derretimento e degelo da neve da estrada, enquanto o nível do vento, a temperatura ambiente e se há camada de isolamento térmico tem um grande impacto na perda de calor. Ao analisar a relação entre o aumento da temperatura da superfície da laje de concreto e o nível de energia eólica e a temperatura ambiente sob diferentes potências de entrada, é obtida a influência do nível de energia eólica e a temperatura ambiente no efeito de aumento da temperatura da superfície da laje; Através do estudo experimental sobre o aumento da temperatura de pequenas lajes de concreto com e sem camada de isolamento térmico, é obtida a diferença do efeito de aumento da temperatura da superfície da laje com e sem camada de isolamento térmico.

(3) Um dispositivo de teste para fusão de neve e fusão de gelo da laje de concreto com fio de aquecimento de fibra de carbono é estabelecida para testar a uniformidade de aquecimento da laje de concreto com fio de aquecimento de fibra de carbono. Os resultados da pesquisa mostram que, quando o espaçamento é de 10 cm e o concreto com fio de aquecimento de fibra de carbono é ligado, a superfície da laje de concreto pode produzir calor uniformemente distribuído para atender às necessidades de derretimento uniforme de gelo e neve. (

4) O experimento de fusão de gelo e neve na pequena laje de concreto do fio de aquecimento de fibra de carbono é realizada em ambientes fechados (freezer) e a influência da potência de entrada, temperatura ambiente e espessura da camada de gelo e neve no tempo de fusão é obtida. Nesta base, é realizado o experimento de aplicação para derreter neve e gelo na grande laje de concreto no campo. Os resultados da pesquisa mostram que, quando a potência de pavimentação é de 500 W\/M ~ 2 ~ 1000 W\/M ~ 2, o calor gerado pela laje de concreto de fio quente de fibra de carbono após ser eletrificado pode remover efetivamente o gelo e a neve na superfície da estrada e atender às necessidades de derretimento da neve e derretimento do gelo no inverno.

(5) A análise dos elementos finitos do campo de temperatura do derretimento da neve e do degelo da laje de concreto da linha de aquecimento usa o pavimento congelado como objeto de pesquisa. Os parâmetros importantes na análise de elementos finitos do campo de temperatura são determinados pelo método de tentativa e erro de acordo com os resultados do monitoramento da temperatura do teste de aumento de temperatura