玻璃水在铁路运输中算危险货物吗
玻璃水虽然含有酒精、乙二醇、缓蚀剂等物质,但含量很低,不算危险货物的。
所谓玻璃水就是汽车挡风玻璃清洗液的俗称。属于汽车使用中的易耗品。 优质的汽车挡风玻璃水主要由水、酒精、乙二醇、缓蚀剂及多种表面活性剂组成。汽车挡风玻璃水俗称玻璃水(即车窗净)。
玻璃水功能:
1.清洗性能:车窗净是由多种表面活性剂及添加剂复配而成。表面活性剂通常具有润湿、渗透、增溶等功能,从而起到清洗去污的作用。
2.防冻性能:有酒精、乙二醇的存在,能显著降低液体的冰点,从而起到防冻的作用,能很快溶解冰霜。
3.防雾性能:玻璃表面会形成一层单分子保护层。这层保护膜能防止形成雾滴,保证风挡玻璃清澈透明,视野清晰。
4.抗静电性能:用车窗净清洗后,吸附在玻璃表面的物质,能消除玻璃表面的电荷,抗静电性能。
5.润滑性能:车窗中含有乙二醇,粘度较大,可以起润滑作用,减少雨刷器与玻璃之间的摩擦,防止产生划痕。
6.防腐蚀性能:车窗净中含有多种缓蚀剂,对各种金属没有任何腐蚀作用,汽车面漆、橡胶、绝对安全。
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锡铁科普课堂丨冬日里的列车保养大法
无锡地铁在线
无锡地铁在线
2020-01-03 17:56
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冬天到了,大家都做足了过冬的准备,福宝今天要给大家科普,我们的地铁列车也是需要做好准备“优质”过冬滴!
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首先,当然是我们的空调系统。为了保证冬天列车车厢里保持温暖舒适的状态,在冬季来临前,车辆检修员就会对空调的制热功能进行检查确认:一是对空调送风口的端部加热装置进行检查,确保暖风输送正常;二是对车厢座椅下方的加热装置进行检查,确保座椅能正常加热。
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其次,是雨刮器装置。和家用汽车类似,地铁列车的两端分别设置有雨刮器装置,用于在雨雪天气刮除前窗玻璃上的雨雪,防止司机视线收到干扰,保障行车安全。平常雨刮器水箱加的是普通水,但是每年进入11月份,雨刮器水箱会换用玻璃水,主要是玻璃水有酒精、乙二醇成分,能显著降低液体的冰点,起到防冻的作用,并且能很快溶解冰霜,确保冬季雨雪天气行车安全平稳。
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起保温作用还有,就是轮缘润滑装置。正常情况下,正线行驶的列车中会有两到三列车开启轮缘润滑装置,每间隔一段时间或经过弯道的时候,该装置会向列车头尾两端的轮缘上喷射润滑油,两端的轮缘得到润滑油后,通过接触,轨道也得到了润滑油,轨道上的润滑油又会传到后面的车轮上,轮缘润滑装置可以有效降低车轮和轨道之间的干磨擦。
货车柴油机现在基本采用水冷柴油机,因为冷却效果好,当温度或工作负载发生变化时便于调节冷却强度,使柴油机始终在规定温度65℃~95℃范围内进行工作。
如果发动机水温偏低或偏高都说明有冷却系统或发动机有故障。
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水性涂料成膜助剂(醇酯十二)的特点及使用方法!
2022/3/24 14:56:27
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一、成膜助剂概况
水性涂料的成膜助剂又叫凝聚剂、聚结剂、成膜助溶剂或共溶剂,能够对乳液中的聚合物粒子产生溶解和溶胀作用,使粒子在较低温度下也能够随水分的挥发产生塑性流动和弹性变形而聚结成膜,但在成膜以后较短时间内又能挥发逸出,而不影响涂膜的玻璃化转变温度,高温下涂膜不回粘。成膜助剂是分子量数百的溶解力极强的高沸点有机溶剂,多为醇类、醇酯类、醇醚类化合物,实际上成膜助剂是聚合物的一种溶剂,在涂膜干燥过程中,水分挥发后余下的成膜助剂使聚合物微滴溶解并融合成连续的膜,成膜助剂除有溶解作用外,还会对聚合物起短暂的增塑作用,成膜助剂是一种可以挥发的暂时性增塑剂,能促进乳胶粒子的塑性流动和弹性变形,改善其聚结性,可在广泛的施工温度范围内成膜。
水性涂料成膜助剂广泛应用于建筑涂料(乳胶漆)、水性汽车涂料及汽车修补涂料、水性电泳涂料、水性船舶涂料、水怀集装箱涂料、水性防腐涂料、水性工业涂料、水性胶粘剂、水性木器涂料、水性卷材和卷钢涂料、水性丝印油墨、水性凹印油墨、水性柔印油墨、UV水性涂料油墨等等。
二、成膜助剂化的化学类型及状态
成膜助剂化的化学类型
(一)、醇类(如苯甲醇BA、乙二醇、丙二醇、己二醇);
(二)、醇酯类(如十二碳醇酯(即Texanol酯醇或醇酯-12));
(三)、醇醚类(乙二醇丁醚EB、丙二醇甲醚PM、丙二醇乙醚、丙二醇丁醚、二丙二醇单甲醚DPM、二丙二醇单丙醚DPnP、二丙二醇单丁醚DPnB、三丙二醇正丁醚TPnB、丙二醇苯醚PPH等);
(四)、醇醚酯类(如己二醇丁醚醋酸酯、3-乙氧基丙酸乙酯EEP)等;
成膜助剂在水性涂料中的状态
根据成膜助剂在聚合物中的位置,将其分为A、B、C三类。乳液以水为连续相,由乳化剂稳定形成的疏水聚合物链球形胶束所组成。加入乳液体系中的成膜助剂在体系中所处的位置取决于自身的疏水/亲水性。其中,A型在乳液聚合物中,主要是如石油醚的烃类,如松节油、双戊烯松油、十氢蔡等;AB型在乳液聚合物和水的界面,主要为双酯类和醇酯类,如Texanol酯醇、Lusolvan FBH、DBE-IB、COASOL;ABC型主要在聚合物颗粒间、边界上和水中,主要为乙二醇酯和乙二醇酯醚,乙二醇丁醚(EB)、丙二醇苯醚(PPH)、二丙二醇单甲醚DPM;C型在水中,主要为醇类、乙二醇类,如乙醇、二乙二醇、二丙二醇、三乙二醇。传统分类中,又可以从和聚合物的相容性方面分为油溶性和水溶性。
三、成膜助剂的选择标准
理想的成膜助剂具有的特性
(一)、成膜助剂必须是聚合物的强溶剂, 对多种水性树脂都有极佳的成膜效率,并具有很好的相容性,极好降低水性树脂的成膜温度,不会会影响漆膜的外观及其光泽;
(二)、气味低、加量少、效果优异、环保性佳、具有一定的挥发性,有效调节干燥速率,以便于施工;
(三)、优异的水解稳定性,在水中的溶解度小,其挥发速度应低于水和乙醇,在成膜前保留在涂料涂层中,成膜后须完全挥发,不影响涂膜性能;
(四)、加人乳胶体系后吸附在乳胶粒子表面,能为乳胶粒吸附而具有优良的聚结性能,充分溶解和溶胀水性树脂不影响乳胶粒子的稳定性。
四、成膜助剂的发展方向
尽管成膜助剂对乳胶漆的成膜有很大作用,但成膜助剂是有机溶剂,对环境是有影响的,所以发展的方向是环境友好型的有效成膜助剂:
(一)是降低气味。Coasol、DBE-IB、OptifilmEnhancer300、TXIB、TXIB和Texanol的混合物都能降低气味。尽管TXIB在降低MFFT和早期耐洗刷性稍差,但通过和Texanol的混用,能在这些方面得到改善。
(二)是降低挥发性有机物(VOC)。多数成膜助剂是涂料VOC的重要组成部分,因此成膜助剂应该用得越少越好。选用成膜助剂要优先考虑不属于VOC限制范围,但挥发性不得太慢、成膜效率还要高的化合物。在欧洲,VOC是指那些沸点等于或低于250℃的化学物质。沸点超过250℃的那些物质不归入VOC的范畴,所以使成膜助剂向高沸点发展。如Coasol、LusolvanFBH、DBE-IB、OptifilmEnhancer300、二异丙醇己二酸酯。
(三)是低毒、安全、可接受的生物降解性。
(四)是活性成膜助剂。丙烯酸双环戊烯基氧乙基酯(DPOA)是不饱和的可聚合有机物,均聚物Tg=33℃,无气味。其结构式如下:
在较高Tg值的乳胶漆配方中,不需成膜助剂,而加DPOA,并加入少量催干剂,如钴盐。DPOA就可降低成膜温度,使乳胶漆在室温成膜。但DPOA不挥发,不仅环境友好,而在催干剂作用下进行氧化自由基聚合,增加了涂膜的硬度、抗粘性和亮度。因此,DPOA被称为活性成膜助剂。
五、水性涂料的成膜机理
水性漆的成膜过程较复杂, 要经历一个从分散的聚合物颗粒到相互聚结成为整体的过程。其施工后, 水分挥发, 球状颗粒必须相互融合才能形成连续的涂膜。水性漆成膜分以下几个过程
(一)、颗粒逐渐靠拢填充过程。
球状颗粒在乳胶漆中以双电层和屏蔽稳定的作用保持着分散状态, 在水性涂料施工后, 水分逐渐挥发,原先以静电斥力和空间位阻稳定作用而保持分散状态的聚合物颗粒和颜料、填料颗粒逐渐靠拢,但仍可以自由运动。在该阶段,水份的挥发与单纯水的挥发相似,为恒速挥发。
(二)、颗粒融合过程。
随着水分的进一步挥发,聚合物微粒表面吸附的保护层破坏,裸露的微粒相互接触,
其间隙愈来愈小,漆膜的体积收缩,当水份挥发将尽时, 其推动力也将消失,至毛细管经大小时,由于毛细管效能作用,其毛细管压力高于聚合物微粒的抗变形力,颗粒稳定性破坏并变形,后凝集、融合成连续的涂膜。这一过程是水性漆能否成膜的关键,若乳液聚合物的玻璃化温度(Tg)较高(为了使涂膜具有良好的机械性能,耐候性和沾污性,Tg值一般不能太低),在较低环境温度下,就很难变形,从而会使融合过程受阻,导致不能成膜,这时需要用成膜助剂协助成膜。成膜助剂可以使乳胶粒子溶胀变软,因此,很容易使他们融合在一起形成连续的膜。
(三)、聚合物链段相互扩散渗透交联成膜过程。
随着时间的推移, 残留在水中的助剂逐渐向涂膜扩散, 并使聚合物分子长链段相互渗透、扩散,缠绕形成具有良好性能的均匀涂膜,随着成膜助剂从漆膜中逐渐挥发,后形成理想的性能优异的涂膜。
六、水性涂料成膜助剂的用法与用量
乳液或分散体等聚合物通常具有高于室温的玻璃化温度Tg。为了使乳液粒子很好地融合成为均匀的漆膜,必须使用成膜助剂降低成膜温度(MFFT)。乳液的成膜温度(MFFT)对涂膜的硬度、玻璃化转变温度和低温涂装性能会产生重要的影响。成膜温度高,涂膜的硬度高和光泽高,但在稍低温度时不能涂装;成膜温度太低,低温涂装性能虽好,但涂膜玻璃化温度低,高温发软回粘,耐污性差。成膜助剂的基本功能就是降低乳液以及乳胶漆的成膜温度,使水性涂料能在低温下进行涂装。
成膜助剂的加量取决于配方中乳液或水分散体的用量和玻璃化温度Tg。涂料中乳液或水分散体的用量大以及聚合物的Tg高,成膜助剂的用量也要大,反之用量少。配方设计时,首先考虑成膜助剂大约占乳液的或水分散体的3%-5%,或占乳液或分散体固体份的5%-15%。
成膜助剂的有效性表现在成膜助剂对乳液粒子的成膜效率。按乳液固含量的5%-l5% 添加成膜助剂,测定MFFT的下降值,将下降值对成膜助剂用量作图,所得直线的斜率即表示该成膜助剂对给定乳液的成膜效率,其斜率越大,成膜效率越高。显然,成膜效率有乳液树脂的特定性,即表现为对每种树脂或每一类树脂有效,并且与乳液的初始MFFT有关。值得注意的是,成膜助剂在用量较大时,MFFT的下降往往偏离直线关系,这时要用回归法求得一个相对的斜率值用以比较。
当一种乳液体系确定后,选用合适的成膜助剂是十分重要的。涂料是一门实践科学,通过大量试验选取成膜助剂,保证水性涂料的低温施工性十分重要。实践表明,水性涂料的MFFT应保证在10℃以下,小于5℃,涂装能形成不开裂、不粉化的均匀漆膜为止,找出成膜助剂的用量。如果成膜助剂的用量达乳液或分散体的15%或者更高是不可取的,应考虑更换其他成膜助剂再试。鉴于成膜助剂降低MFFT的作用不是的,所以对于Tg过高的乳液,添加大量的成膜助剂也难保证有足够的低温施工性和冻融稳定性。普通乳液和水分散体的Tg不宜大于40℃,否则用大量的成膜助剂也难于将MFFT降至10℃以下。片面追求高Tg带来高硬度的涂膜是不适宜的,何况这样做还会因为成膜助剂用量过大产生VOC超标的问题。
七、成膜助剂的几点使用经验
(一)涂料成膜助剂与成膜温度(MFFT)的关系
乳胶的成膜温度是指乳胶形成不开裂、连续涂膜的温度,直至达到成膜温度0℃时成膜助剂的用量越少越好。成膜助剂的作用类似于增塑剂,加入成膜助剂后能降低乳液的MFFT,降低的幅度随成膜助剂用量的增大而增大。但是,成膜助剂的用量达到一定程度后MFFT几乎不再降低。MFFT下降的幅度还与成膜助剂的种类和乳液类型有关,对一种乳液有显著降低MFFT作用的成膜助剂可能对另一种乳液作用很小,甚至完全不起作用。由此我们认为:
①MFFT降低的幅度随成膜助剂用量的增加而增大,但是MFFT降至一定程度后再多加成膜助剂无济于事,所以应选取效果的成膜助剂并且使用小用量;
②由于水性体系的特殊性,往往成膜温度只能降到0℃左右,此后加大成膜助剂用量成膜温度也不再有明显的下降;
③对同一种基料,不同的成膜助剂降低MFFT的效果截然不同,有的十分明显,有的几乎不能降低成膜温度;
④不同类型的基料,同一种成膜助剂效果也完全不一样,在一种乳液体系中添加少量就有显著效果的成膜助剂在另一种乳液体系中可能作用不明显,甚至完全无效。因此,针对特定的水性涂料体系筛选成膜助剂的品种和用量是非常必要的。
成膜助剂对降低MFFT的效率与其种类有极大的关系,获取相同用量下具有成膜温度和涂膜效果的成膜助剂是配方工作者的重要工作。
除降低成膜温度和提高漆膜致密度外,成膜助剂还能改善施工性能,增加漆的流平性,延长开放时间,提高漆的贮存稳定性,特别是低温防冻性。
(二)成膜助剂与涂膜硬度的关系
成膜助剂多为分子量较大的高沸点有机化合物,迁移速度慢,挥发速率低,延长了达到终硬度的时间。在传统涂料中邻苯二甲酸酯类的增塑剂不能挥发,而是随时间的推移缓慢迁移至漆的表面,带来的问题是涂膜长时间表现出抗粘连性差和耐划伤性差,并且容易沾尘。因此,水性涂料配方中尽可能不用增塑剂。醇酯类成膜助剂一般比醇醚类成膜助剂挥发慢,所以用醇酯做成膜助剂的涂膜硬度的展现也慢。水性涂料成膜后成膜助剂对涂膜硬度展现的影响主要取决于2个因素:成膜助剂在涂膜中的迁移速度和在空气中的挥发速率。我们比较了同一种漆中分别添加邻苯二甲酸二丁酯(DBP)和三种成膜助剂,醇酯-12(Texano1)、二丙二醇正丁醚(DPnB)和三丙二醇正丁醚(TPnB )后涂膜硬度随时间的变化,加有DBP的涂膜46d后涂膜硬度几乎没有增长,硬度始终很低有Texanol的46d后硬度低于加醇醚的;分别含有2种醇醚的涂膜硬度增长相对较快,其中DPnB 的硬度展现快。
(三)成膜助剂与有机挥发物含量 VOC
有机挥发物含量 (VOC )是涂料界为关心的问题之一。 各国对VOC的定义各不相同,因而,同一涂料按不同国家的法规判定的VOC会有差别。
例如:沸点在250℃或更高的成膜助剂按美国环保局(EPA)的法规可能属于VOC之列,但是按中国和澳大利亚的法规显然不能视为VOC;又譬如:聚氨酯分散体合成时常用的溶剂丙酮按美国的法律属于豁免化合物,不算VOC,而按中国和欧盟的法规则认为是VOC。
助溶剂或成膜助剂在水性树脂合成时常常用来降低水化前的树脂黏度,施工时起到改进水性涂料的流变性能以及改善开放时间的作用,成膜过程中能促进高质量涂膜的形成,在水性涂料中起着相当重要的作用,特别对高玻璃化温度和成膜温度高的树脂体系,其用量相当大,可占到树脂固含量的10%-100%,有时甚至更高。绝大多数常用成膜助剂的沸点在250℃以下,属于VOC必须考虑之列。但是,三乙二醇单乙醚 (256℃)、三乙二醇单丁醚 (283℃)、三丙二醇单丁醚TPnB(276℃)按中国的标准已排除在VOC范围之外,作为成膜助剂应给予特别的关注,尤其是三丙二醇单丁醚,其挥发速度较前二者快,也比醇酯-12快,可以说既有良好的成膜效果,涂膜硬度展现也快,还不在VOC限制范围之内,采用这种成膜助剂有一举多得之优点。
现今合成技术的进展已经能在水性树脂合成时做到完全不用助溶剂降黏,得到不含任何VOC溶剂的乳液和分散体。然而,在涂料配制过程中往往不得不添加成膜助剂,特别是对于高玻璃化温度的树脂,不用成膜助剂低温不能成膜。这时选用不在VOC范围之内的成膜助剂有可能制成“零”VOC的水性涂料。
美国环保局(EPA)列出了50个(类)有机化合物,认为其光化学反应可忽略不计,属于VOC豁免化合物。有些化合物还在申请豁免权,有的已经批准,如醋酸特丁酯(t-BuoAc)现已从VOC中排除。特别要指出的是可作为水性涂料成膜助剂的乙二醇避免了对环境的污染。
(四)成膜助剂的亲水和亲油值HLB
在设计涂料配方时,很重要的一点是考虑到成膜助剂的活性及其在乳液中的分层现象。溶解度参数影响成膜助剂的活性,因为水性乳液是两相体系,主要是水相和聚合物相,成膜助剂在这两相的浓度主要取决于聚合物和溶剂的亲水和亲油的平衡。成膜助剂在两相的分配方式是成膜助剂活性的主要因素,亲油性的成膜助剂主要分数在亲油性的聚合物中,只有少量存在于水中;亲水性的成膜助剂主要分数在水相中,只有少量存在于聚合物中。成膜助剂紧密地参与到成膜过程中,因此其对漆膜的光泽、耐擦洗性、腐蚀性、耐水性、及干燥时间都有影响。
成膜助剂是水性木器涂料助剂中为重要的成分之一,直接影响水性木器涂料干燥速 度、初期的耐水性、低温施工成膜性以及贮存稳定性等因素,成膜助剂直接决定着聚合物乳胶粒子聚结成完整连续涂膜的程度,进而影响涂膜的长期防腐蚀效果。成膜助剂与水性树脂的搭配是水性木器涂料配方成型的基石。好的成膜助剂是必须具有环境安全、添加量少、干燥快速以及有效地降低水性树脂的成膜温度(MFFT)的特性。实际使用时,常常通过两种或两种以上的成膜助剂来搭配,也可根据成膜助剂在水相中的分配系数和聚合物中的分配系数的不同比例来达到体系的低温成膜性和稳定性的平衡,所以成膜助剂的类型和用量必须要根据体系中水性树脂的类型、成膜温度,与体系各成分的相容性以及施工的宽容性来确定,配方设计时要充分考虑到这一点,并且通过试验选取成膜助剂及其用量。成膜助剂与乳液的相容试验结果表明:苯甲醇(BA)、乙二醇丁醚(EB)、丙二醇苯醚(PPH)在苯丙乳液中相容性好,PPH在纯丙乳液外的其他乳液中相容性好,但这几种成膜助剂都要缓慢滴加,否则容易造成絮凝。对于纯丙乳液,加入上述三种成膜助剂都会产生絮凝,易造成破乳。十二碳醇酯在任何一种乳液中的相容性都很好,且添加方式简单,不易造成破乳,对乳液具有普遍性。
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2.冰面温度
不同冰上运动项目冰面温度的推荐值:
3.冰面风速
冰面风速直接影响冰场负荷大小。下表给出了不同冰上运动项目冰面风速的推荐值,可供参考。
4.冰层厚度:
比赛、训练性冰场,冰面厚度一般取30~40mm。娱乐性冰场冰面厚度一般取50mm。间接供冷的人工冰场,冰层最好不超过40mm。
5.娱乐性的冰场的滑冰人数
一般按每个滑冰者占1.5~2.8m冰面来估计人数。进行花样滑冰时,每个滑冰者将需要直径为4.9m的场地。
6.室内冰场馆内温度:一般夏季室内温度取24~28℃,相对湿度不宜过高。冬季一般取16℃。
7.载冷剂供回水温差:载冷剂供、回水温度可取为-10℃和-9℃,在负荷增加时,可取为-13℃和-11℃。载冷剂供回水温差控制在1~2℃为宜。
室内人工冰场负荷计算:
人工冰场负荷分为初冻负荷和维持负荷。一般是根据经验和实测数据为基础确定。负荷计算方法有经验数据法、图表法、分项计算法等。
一、工冰场负荷概算指标:
1.ASHRAE指标。
2.室外冰场负荷指标。
3.国内外已建冰场指标。
例:重庆建飞真冰滑冰场的冰场面积376m2,维持负荷207.3KW,单位面积维持负荷551.3W/m2。初冻负荷约为340KW,单位面积初冻负荷约为900W/m2。
二、图表法
三、分项计算
⒈对流放热负荷qc
qc=αc(ta-ti ) (w/m2)
式中:
ta—空气温度,℃,室外冰场,安全点可取冰场使用期间最高月的平均干球温度;
ti—冰面温度,℃;
αc—冰面与空气间的对流换热系数,它与风速有关,或按下式计算:
αc=2.583v 0.871 (W/ m.℃)
式中:v—风速,(m/s)
⒉对流传质负荷qm
qm=ϭ (da-di)×10-3r (w/m)
式中:
ad—冰场内空气含湿量,g/kg,di—冰温下饱和空气含湿量,g/kg;
r—水蒸汽的凝结和凝固潜热,J/kg;当冰温为-4℃时,r=2836×103J/kg;
ϭ—传质系数,kg/(m.s),传质系数与对流换热系数αc有以下关系:
式中:
cp—空气定压比热,J/(kg.k);
Le—刘易斯准则,它与温度有关,在冰场设计的温度范围内,Le≈0.86,因此有ϭ =αa /920。
3.冰面与围护结构内表面辐射传热负荷qr:
式中:
ta、ti—同前;εi—冰面的黑度,可近似取水的黑度εi =0.96;
εm—冰场顶棚和墙面平均黑度,查《传热学》;
cb—黑体的辐射系数,cb=5.67 (W/m2.k4)。
4.太阳辐射负荷qsr:qsr=AJh(W/m2)
式中:Jh—水平面太阳辐射强度,(W/m),可从当地气象台站原始观测值统计确定;
A—对太阳辐射的吸收系数,冰层吸收系数与冰场面层的颜色,冰的颜色和粗糙度有关。目前国内的取值范围为A=0.3~0.5。从实测负荷分析,推荐取A=0.45~0.55。
对于露天冰场周围绿化或地面覆盖不良,或风沙严重地区的冰场,冰面为沙尘污染,应取大值。室内冰场无此负荷,可认为A=0。
5.地下传热负荷qg:
式中:
tg—地温,℃;可参照冷库地坪传热确定;
tp—排管的表面温度,℃;当采用制冷剂直接蒸发冷却时,可近似取蒸发温度;当采用载冷剂冷却时,可近似取载冷剂供回水平均温度;
K—地下层传热系数,(W/m2.k):
式中:
δi —冰场场地构造中i 层材料厚度,m
λi—冰场场地构造中i 层材料的导热系数,W/m.K。
6.修理冰面负荷qir:
式中:
b—每次浇冰厚度,m;与冰面损坏程度和休整周期有关,可取为0.0012~0.002m;
ρi—冰的密度,kg/m;Δt—每次浇水冻结时间,s;
Δh—水冷却并结冰释放的热量,J/kg,每kg水由80℃冷却结冰并冷却到-4℃冰温所释放出的热量,Δh =678X103 J/kg。
7.灯具与灯面个辐射热量qe。近似按qe=10 W/m计算。
8.冰上人员活动放热量qp。娱乐性冰场建议近似按qp=60~130W/ m计算。
9.单位面积的维持负荷:
⑴室外训练、比赛用人工冰场单位面积维持负荷q0。
⑵室内训练、比赛用人工冰场单位面积维持负荷qi。
⑶室内娱乐性人工冰场单位面积维持负荷。
①营业期间:
②非营业期间:
(W/m2)
室内人工冰场的场地构造及场地排管:
一、场地构造:场地构造应满足以下要求:
1.能承受冰面的负载;
2.能解决场地由于温度变化所产生的温度应力;
3.尽量减少冷损失;
4.场地要有良好的排水;
5.满足场地的使用要求。
基层部分构造分别具有防水、滑动、保温和导水的功能。面层的功能是满足场地使用要求。
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重庆建飞真冰滑冰场场地构造作法。见图:
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1.面层厚度:
混凝土面层推荐厚度为140~150mm,管顶混凝土厚度为20~40mm;
砂质面层,推荐厚度为32~45mm,管顶砂厚为0~25mm。
2.砂质面层的砂子应采用不含垃圾或者粘土的优质河砂。
3.滑动层:
滑动层的作用是当面层热膨胀冷收缩时,相对于基层中的保温层能有一个微小的滑动,以避免损坏隔汽防潮层和保温层。常用的两种做法是采用干砂层或滑动块。
4.保温层的合理厚度:
5.场地防冻胀问题
措施:①场地加热。②架空式场地。
二、场地排管
⒈场地排管的布置方式
⑴排管沿冰场长度方向布置,制冷剂供液管和回气管,或载冷剂供液管和回液管同侧布置。
⑵排管沿冰场长度方向布置,制冷剂供液管和回气管,或载冷剂供液管和回液管异侧布置。
⑶排管沿冰场长度方向布置,制冷剂供液管和回气管,或载冷剂供液管和回液管中间布置。
⑷排管沿冰场宽度方向布置,制冷剂供液管和回气管,或载冷剂供液管和回液管布置在同侧。
⑸排管沿冰场宽度方向布置,制冷剂供液管和回气管,或载冷剂供液管和回液管布置在异侧。
2.排管的管径与管中心距
⑴美国ASHRAE手册建议:小冰场,DN20;大冰场,DN25,间距88.9mm(或DN32,间距≯101.6mm) 。
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⑵原苏联建议:管径25~57mm,间距90~110mm。
⑶英国建议:直接供冷,管径13mm,间距300mm;间接供冷,钢管径30mm,间距100mm;塑料管径26~28mm,间距70~100mm。
场地排管采用外径为的无缝钢管占多数,且间接供冷的排管中心间距小于直接供冷。重庆建飞真冰滑冰场的排管为φ38×3,管间距为85mm。
3.场地排管支座。φ38X3的管材配2m间距的支架比较合适。
4.场地排管的伸缩问题。特别是供、回液管异侧布置,应十分注意这一点。
5.其它注意问题。
⑴冰球场界墙处应适当布置排管。
⑵对于间接供冷的场地排管,载冷剂流动阻力损失应控制在41.3~55.2kPa(4.1~5.5mH2O)。载冷剂的流速推荐为0.61~0.91m/s,载冷剂温差为1~2℃。
室内人工冰场的制冷方式及设备选择:
一、人工冰场供冷方式
分为制冷剂泵循环直接供冷和载冷剂间接供冷方式。而间接供冷可分为开式系统和闭式系统两种。
重庆建飞真冰滑冰场设计选用参数为:
1.低温盐水机组蒸发温度-16℃,冷凝温度40℃;
2.乙二醇水溶液供水温度-12℃,,回水温度-10℃;
3.乙二醇水溶液凝固点-17.8℃,乙二醇的质量百分数35%。
二、人工冰场制冷设备的选择
1.负荷的附加系数
直接供冷方式负荷的附加系数取7%。间接供冷系统除了应考虑7%的附加量外,还应考虑载冷剂溶液循环系统的冷量损失,约5%~6%,因此,总的负荷附加系数应为12%~13%。
2.载冷剂溶液进入温度与蒸发温度
设计一般是先定冰面温度,然后定载冷剂溶液温度,载冷剂溶液进出平均温度比冰面温度低5~7℃。制冷剂蒸发温度再比载冷剂溶液的进出平均温度低5~6℃,但制冷剂蒸发温度应高于载冷剂溶液的凝固点温度。
3.膨胀水箱:
系统中载冷剂溶液的膨胀量可由下式计算:
(m)
式中:v1、v2—载冷剂溶液膨胀(温度升高)前后的比容m/kg。乙二醇水溶液的密度可查《冷热源工程》教材的表2.7,给出了不同浓度的乙二醇水溶液在不同温度时的密度,即比容的倒数。
MW—闭式系统中载冷剂溶液的容量,kg。可以通过对系统各部位的容量计算求得,其中低温盐水机组蒸发器内的容量可向生产厂家咨询。
4.制冷剂泵。使用齿轮泵和屏蔽泵。
低温盐水机组:
一、低温螺杆式乙醇/盐水机组
二、使用条件
1.冷却水进水温度:20~32℃;
2.载冷剂溶液出口温度:
氯化钠水溶液适用于0~-15℃;氯化钙水溶液适用于0~-35℃; 乙醇,乙二醇水溶液适用于0~-20℃。
3.载冷剂溶液浓度:应按其凝固点温度比所要求载冷剂溶液的出口温度低7~10℃来确定。
三、型号、技术参数及性能的曲线图。
四、载冷剂溶液流程:
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室内人工冰场的空气调节设计:
一、室内滑冰场空调设计应考虑解决的特殊问题
1.夏季室内空调设计干球温度和相对湿度要适中。
2.空调设计应能避免屋顶或顶棚的内表面产生凝结水。
3.当滑冰场兼作其它球类比赛时或训练时,室内滑冰场的空气调节系统设计及气流组织等也应能满足其它功能使用的要求。
4.应充分利用室内冰场散发的冷量。
二、空气调节专业对土建设计的要求
1.在土建构造方面必须具有良好的保温隔热措施。
2.围护结构要选择保温性能好,吸水率低的保温材料,而且要注意隔气层的设置层次。
3.从节能和防止结露考虑,墙面上的窗户应采用铝合金双层充气玻璃窗。
三、空气调节系统设计应考虑的特殊措施
1.防止屋顶或顶棚结露
常用的技术措施:
⑴顶棚的吊顶采用铝金属薄板。
⑵提高顶棚或屋顶内表面温度。
⑶室内设置除湿装置或空调系统。
2.消除冰面雾气:采用以下技术措施消除冰面雾气。
首都体育馆冰场上的温度梯度
⑴减少室内的湿源。
⑵向冰面送风。
⑶室内冰场加装除湿机或另设空气调节机组(带制冷机的独立式空调机组),进行除湿,降低室内空气的露点温度。
3.重庆建飞真冰滑冰场空调简介:
空调室内设计参数为:夏季:26±2℃,冬季10~16℃,湿度尽可能低,过渡季节温度不要求。
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