[發明專利]一種集熱器用太陽能吸收膜的耐酸霧性能評價方法

有效

• 申請號: 201711303398.6
• 申請日: 2017-12-08
• 公開（公告）號: CN109900627B
• 公開（公告）日: 2021-06-15
• 發明（設計）人: 王吉寧;劉曉鵬;杜淼;米菁
• 申請（專利權）人: 有研工程技術研究院有限公司
• 主分類號: G01N17/00
• 分類號: G01N17/00
• 代理公司: 北京北新智誠知識產權代理有限公司 11100
• 代理人: 劉秀青

1.一種集熱器用太陽能吸收膜的耐酸霧性能評價方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)固定H₂SO₄酸霧溫度T’，測量不同pH酸霧下吸收膜吸收率α和發射率ε隨酸霧腐蝕時間t的變化關系；

(2)取上述酸霧中某一特定pH’酸霧，測量不同酸霧溫度T下吸收膜吸收率α和發射率ε隨酸霧腐蝕時間t的變化關系，其中T包含T’；

(3)由不同溫度和不同pH酸霧數據擬合得出吸收膜吸收率變化量Δα＝α-α₀和發射率變化量Δε＝ε-ε₀的表達式，其中，α₀和ε₀代表吸收膜未經酸霧腐蝕時的初始吸收率和發射率，α和ε代表吸收膜經酸霧腐蝕后的吸收率和發射率；

(4)將Δα和Δε代入pc＝0.5Δε-Δα，得出吸收膜pc值表達式，達到預測吸收膜耐酸霧壽命的目的；其中，

吸收膜吸收率變化量Δα表達式擬合包含以下步驟：

(1)采用式表達吸收膜吸收率α隨酸霧環境的變化關系，A是酸霧pH值(氫離子濃度)的函數，Q_eff代表吸收膜經酸霧腐蝕導致吸收率變化的有效激活能，R為摩爾氣體常量；

(2)將式簡化成y＝a+bxⁿ，其中y＝α，x＝t，a＝α₀，

(3)將不同pH酸霧和不同溫度T酸霧下吸收膜吸收率α隨酸霧腐蝕時間t變化曲線按照式y＝a+bxⁿ進行擬合，擬合得出每條曲線的冪指數n；

(4)將擬合得出的n取平均值，得出而后將y＝a+bxⁿ改寫為

(5)將特定pH、不同溫度T酸霧下吸收膜吸收率α隨酸霧腐蝕時間t的變化關系按照式進行擬合，得出b隨酸霧溫度T的變化關系；

(6)將式進行公式變換，等式兩邊同時取對數，得出式

(7)對變化關系進行線性擬合，得出線性斜率k，斜率k即為由于R是常數，即可得出Q_eff的確切值；

(8)將特定溫度T’、不同pH酸霧下吸收膜吸收率α隨酸霧腐蝕時間t的變化關系按照式進行擬合，得出b隨酸霧pH的變化關系；

(9)由pH值與氫離子濃度m的關系式m＝10^-pH，進一步得出b隨酸霧氫離子濃度m的變化關系；

(10)對進行公式變換，得出將Q_eff的確切值代入該公式，得出A隨酸霧氫離子濃度m的變化關系，并將A～m變化關系按照式A＝pm^q進行擬合，得出濃度系數A隨酸霧氫離子濃度m的變化關系式；

(11)由pH值與氫離子濃度m的關系式m＝10^-pH，A＝pm^q進一步改寫為A＝p(10^-qPH)；

(12)將得出的Q_eff、A＝p(10^-qpH)代入式得出吸收膜吸收率α隨酸霧pH值、溫度T、腐蝕時間t的變化關系式吸收膜吸收率變化量Δα表達式即為

吸收膜發射率變化量Δε表達式擬合包含以下步驟：

(1)采用式表達吸收膜發射率ε隨酸霧環境的變化關系，A₁和A₂是酸霧pH值(氫離子濃度)的函數，Q₁代表吸收膜在酸霧腐蝕過程中表面粗糙度變化導致發射率變化的激活能，Q₂代表吸收膜在酸霧腐蝕過程中新相生成導致發射率變化的激活能；

(2)將式簡化成其中y＝ε，x＝t，a＝ε₀，

(3)將不同pH酸霧和不同溫度T酸霧下吸收膜發射率ε隨酸霧腐蝕時間t變化曲線按照式進行擬合，擬合得出每條曲線的冪指數n₁和n₂；

(4)將擬合得出的n₁和n₂分別取平均值和而后將改寫為

(5)將特定pH、不同溫度T酸霧下吸收膜發射率ε隨酸霧腐蝕時間t的變化關系按照式進行擬合，得出b和c隨酸霧溫度T的變化關系；

(6)將式和式進行公式變換，等式兩邊同時取對數，得出式和式

(7)對和變化關系進行線性擬合，得出線性斜率k₁和k₂，斜率由于R是常數，即可得出Q₁和Q₂的確切值；

(8)將特定溫度T’、不同pH酸霧下吸收膜發射率ε隨酸霧腐蝕時間t的變化關系按照式進行擬合，得出b和c隨酸霧pH值的變化關系；

(9)由pH值與氫離子的濃度m的關系式為m＝10^-pH，進一步得出b和c隨酸霧氫離子濃度m的變化關系；

(10)對和進行公式變換，得出和將Q₁和Q₂的確切值代入A₁和A₂的表達式，得出A₁和A₂隨酸霧濃度m的變化關系，并將A₁～m變化關系和A₂～m變化關系按照式A＝pm^q進行擬合，得出A₁和A₂隨酸霧濃度m的變化關系式和

(11)由pH值與氫離子的濃度m的關系式為m＝10^-pH，和進一步改寫為和

(12)將得出的Q₁、Q₂、和代入式得出吸收膜發射率ε隨酸霧pH值、溫度T、腐蝕時間t的變化關系式吸收膜發射率變化量Δε表達式即為

將以上得出的Δα和Δε表達式代入pc＝0.5Δε-Δα，得出pc表達關系式，即由該式，在明確酸霧pH值、溫度T的條件下，將pc值設定為0.05，即可求出該吸收膜在酸霧環境下的使用壽命t。