Тепловыделяющий состав

ОЮЗ СОВЕТСКИХ ОЦИАЛИСТИЧЕСКИ РЕСПУБЛИ(19) 51)5 С 09 КЗ ТЕ СТВУ И ЕТ ВТОРСКОМ ха до 959адков,словиях, в том числ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНВЕДОМСТВО СССР(54) ТЕПЛОВЪДЕЛЯЮЩИЙ СОСТАВ (57) Изобретение относится к твердым угле родсодержащим топливам, использующимся в различных нагревательных устройствах Изобретение относится к твердым углеродсодержащим топливам, использующимся в различных нагревательных устройствах бытового и полевого назначения,В качестве тепловыделяющего состава предлагается использовать известный сорбент карбоферрогель-М (ТУ 6696-82) с размером частиц от 3 до 10 мкм, в состав которого входят активированный уголь с нанесенными каталитическими присадками: оксидом меди 2,2-3,0 мас., и гидроокисью железа 14-25 мас.%.П р и м е р. Элементы для создания теплового источника представляют собой пакеты иэ полиэтилена, размером 200 х 200 мм, наполненные порошком состава иэ КФГ-М, массой 160+0,5 г.Запуск состава в действие прост и заключается в поджоге открытым пламенем, например, горящей спички,Полученные данные по оценке работоспособности свидетельствуют о возможности использования сорбента КФГ-М в качестве тепловыделяющего состава в широком диапазоне температур окружающеговоздуха от минус 40 С до 50 С и в условиях повышенной относительной влажности воэбытового и полевого назначения. В качестве тепловыделяющего состава предлагается использовать известный сорбент карбоферрогель-М (ТУ 6696-82) с размером частиц от 3 до 100 мкм, в состав которого входят оксид меди 2,2-3,0 мас. , гидроокись железа 14 - 25 мас,о, активированный уголь - остальное, Запуск состава осуществляется поджиганием открытым пламенем. Устойчивое горение наблюдается в любых климатических условиях с температурой на поверхности 170 С, 3 табл,В основе тепловыделения состава из сорбента - карбоферрогеля-М лежит химическая реакция окисления углерода кислородом воздуха. Теплота образования , оксида при сгорании углерода составляет 94 ккал/моль.С целью оптимизации состава по величине размеров частиц порошка и толщине рабочего слоя за критерий оценки принято время устойчивого тепловыделения при . функционировании состава как одна. из основных его характеристик.Результаты экспериментальной проверки составов представлены в табл. 1.Из данных табл. 1 следует, что только порошок КФГ-М, дополнительно измельченный до среднего размера частиц 310 мкм, обеспечивает устойчивое тепло- выделение до полного израсходования состава. При этом обеспечивается устойчивое горение. простое и надежное его поджигание. Кроме того, иэ данных этой таблицы следует, что сгорание образца на 9095 обеспечивается в рабочем слое 530 мм.1781276 Основные характеристики КФГ-М по ТУ 6696: Черный порошок Карбоферрогель-М (КФГ-М) по ТУ 66960.4+0,05Частицы неправильной формы310 Пыль, 10195 (в присутствии кислорода воздуха)170 Хорошо сыпучЗасыпка 1.32 5 Не менее 10Относительно гиг оскопичен Применим в качестве тепловыделяющего состава КФГ-М с истекшим сроком хранения,Таким образом, устойчивое горение с температурой на поверхности работающего состава 17025 С при температуре окружающего воздуха 17 С до обработки состава на 90,.;95 обеспечивается при использо вания КФГ-М с размером частиц от 3 до 10 мкм при толщине слоя от 5 до 30 мм.По данным ГОСТ 12,017-80 температура воспламенения пыли из угля составляет 195 С, а температура самовоспламенения 10 4570 С, поэтому при непрерывном протека-нии окисления углерода должна поддерживаться определенная температура состава, в основном, независимая от температуры и влажности атмосферного воздуха, что и бы ло установлено. Так, в рабочем слое 30 мм в глубине зарегистрирована температура 420.450 С, а на поверхности 170+5 С, при температуре окружающего воздуха 1617 С. При отработке состава температу ра быстро падает до температуры окружающей среды.Таким образом, применение КФГ-М в качестве тепловыделяющего состава позволяет существенно расширить, благодаря оп тимальному тепловому контрасту, использование последнего в различных нагревателях бытового и полевого назначения.Исходя из реально возможных условий 30 эксплуатации тепловыделяющего состава, были изготовлены отдельные элементы,Показатель внешнего вида цветагрегатное состояниефизико-химические показатели: химический составПлотность (насыпной вес), г/см Форма частицСредний размер частиц, мкмПоказатели безопасностй (ГОСТ 12.1017-80): ПДК в воздухе, мг/мТемпература воспламенения, С Нижний концентрацзионный предел распростран. пламени.г/м (воспламен.) Показатель технологичности:сййучестьспособ снаря. кения изделийПоказатели экономичности;стоимость, руб/кг. Эксплуатационные показатели: гарантийный срок хранения, лет предлагаемый срок хранения, лет гиг оскопичность представляющие собой пакеты из полиэтилена размерами 200 х 200 мм с 160 г порошка каждый. Указанные элементы исследовали на работоспособность при различных температурах и влажности окружающего воздуха. Результаты исследований приведены в табл. 2.Полученные данные свидетельствуют о возможности использования предлагаемого тепловыделяющего состава в широком диапазойе изменения температур и влажно- сти окружающего воздуха, в том числе и в условиях осадков. Запуск состава в дейст- .вие прост и заключается в поджоге открытым пламенем, например, горячей спички;Предлагаемый тепловыделяющий состав не токсичен, взрывобезопасен и по степени воздействия на организм относится к 3-му классу опасности.В полиэтиленовых пакетах тепловыделяющий состав хранится не менее 3-х лет без изменения своих эксплуатационных свойств, По сравнению с известными составами горение КФГ-М протекает без дыма с оптимальным тепловым контрастом (температура на поверхности 170 С) и в любых условиях.Формула изобретения Применение сорбента карбоферрогель- М. включающего активированный уголь, оксид меди и гидроокись железа в качестве тепловыделяющего состава;1781276 Таблица 1 Зависимость времени устойчивого тепловыделения состава от среднего размера частиц Кф Г-МТолщина ра- Время устойбочего слоя, чив. тепломм вы Состав (масса Средний раз 8 г) мер частиц,мкм., мин Горение не поддерживается КФГ-М (исходный) Кф Г-М доп,измельч. 5001250200.500 100.30020100 3.5 150 25 3.10 1 3 23 30310 310 310 310 3.10 60 120 180 5 10 30 310 40 180 шаровой мельнице ЕВенгрия с Таблица 2 Работоспособность тепловыделяющего состава из КФГ-М с размерами частиц от 3 до 10 мкм в различных климатических условияхУсловия испытаний Время непрерывн. работы,мин Время запуска в работу, минКлиматические условия: ТС воздуха, относит. влажность, скоость вет а Лаборат, условия, на керамической подл. Лаборат. условия, на керамической подложке Поле. Снегопад. Пакет с составом на снегу240 0,51,0 0,51,0 0,51,0 120 6080 Поле. Пакет с составом на снегу 180 0,5. 1,0 Поле, Подложка - кирпич. 0.51,0 130 Поле. Пакет с составом на снегу 0,5.1,0 Поле. Сильный снегопад. 05,.,1,0 100 Термокамера, Подложка - кирпич. 110120 1,52,0 р и м е ч а н и е, Измельчение производилось наконтролем среднего размера частиц под микроскопом 1=17 С70%т - 4050 ОСр= 9598%с=ОСу= 65%Ч=2 м/с1= - 5 С65%Ч" 0,51,0 м/с1 = -6 Ср=60%Ч 1,02,0 м/ст = -12 Ср= 70%Ч 34 м/с1=-7 С78%Ч 3.5 м/ст = -40-35 ОСгр%Ч 35 м/с Горение малоуст.с затуханием Горение устойчиво до полной отработки состава Горение затухает Устойчивое горение до отработки состава на 95%Устойчивое горение до отработки состава на 90% Устойчивое горение до отаб. состава на 85