Hogyan ellenzi a mélytengeri tengeralattjáró transzformátorát a nagynyomásnak és a korróziónak?
A Csendes -óceánon lévő Mariana -árok 11, 000- méteres mélységében a tengervíz nyomás eléri az 1130 légkört, ami megegyezik a köröm sapkájára préselt két afrikai elefántnak. És ebben a pillanatban egy bizonyos típusú mélytengeri kutatás -transzformátor 97,3% -os konverziós hatékonyságú stabil működést mutat - ennek mögött a játék határának anyagi tudománya és folyadékdinamikája.
I.Titánium páncél: Tízezer font nyomás ellen
A mélytengeri transzformátor héja ti -6 al -4 V ELI titánötvözetből készül, amelynek nyomószilárdsága eléri az 1200mPa-t, amely 2,4 alkalommal rendes acélból áll. A pontossági kovácsolási folyamat csak 12 mm -re teszi a héj vastagságát, mégis képes ellenállni az 1500 méteres mélységnyomásnak. Ötletesebb a bionikus méhsejt szerkezete, a hatszögletű támogató egység növeli az általános hajlító merevséget a hagyományos szerkezet 3,8 -szorosára.
A belső mag nanokristályos vasmagja elektromágneses csoda. A gabonaszerkezet, amelynek átmérője csak 1 0 nanométer, a hiszterézis veszteséget a hagyományos szilícium acéllemez 1/5 -re csökkenti. Az epoxi gyanta vákuum-infúziós technológia molekuláris szintű tömítést képez, amely továbbra is 200 mPa alatti nyomás alatt tartja a 0,01% -nál kevesebb porozitást, biztosítva, hogy a szigetelési szilárdság mindig magasabb, mint 45 kV/mm.
II.Molekuláris szintű korrózió: A só spray-erózió ellen
A többrétegű védelmi rendszer kémiai védekezést épít fel. A szubsztrát elfogadja a Hastelloy C -276 -et, amelynek molibdén-tartalma eléri a 16% -ot, hogy öngyógyító oxidfilmet képezzen. A felszíni plazma permetezte az yttrium -oxid stabilizált cirkónium -oxid bevonását a pH 2-12 korrozív környezetében, az éves korróziós sebesség nem haladja meg a 0. 001 mm. Az aktív korróziógátló rendszer a mikroáramú katódos védelem révén a fémpotenciál pontosan szabályozza a -0. 85 V--1.
A dinamikus tömítési technológia a kulcsa a szivárgás megelőzéséhez. A mágneses folyadék forgó tömítőeszköz nanométer ferromágneses folyadékot használ, hogy folyékony tömítőfalat képezzen a perselyek közötti résben, amely ellenáll a nyomásingadozásoknak 200 mPa/s -ig. A hármas O -gyűrűs tömítések Viton - PTFE kompozit anyagból készülnek, amely 90% -os ellenálló képességet tart fenn, még alacsony hőmérsékleten is. A tömítő rendszert úgy tervezték, hogy megakadályozzák a szivárgást a mikroáramú katódos védelem révén.
III.Internelligent Hőmérséklet -szabályozás: Az energia dilemmájának megoldása
A fázisváltoztatás anyaghűtési rendszere a termálkezelés forradalma. A dodecánnal töltött mikrocsatornás radiátor a folyadék-gáz fázisváltozás révén elnyeli a hőt, 256kJ/kg látens hőértékkel. Az elosztott száloptikai hőmérséklet-mérési hálózat a forró foltokat 0. 01 fokos pontossággal és alakmemória-ötvözött redőnyökkel figyeli a hűtési áramlás dinamikusan beállítva.
Egy bizonyos típusú 10, {1}} méteres osztályú merülő merülő mért adatai azt mutatják, hogy a transzformátor maximális hőmérséklet-emelkedése csak 38K 72 órás folyamatos működés után, ami 62% -kal alacsonyabb, mint a hagyományos kialakítás. Csodálatosabb az önjavító képesség - amikor a helyi szigetelés lebomlásának kimutatása, a mikrokapszula technológiája automatikusan felszabadítja a javítószert, úgy, hogy a dielektromos veszteség -faktor visszanyerése a kezdeti értéknél több, mint 95%.
A Japán Tengerészeti Földtudományi és Technológiai Ügynökség "Deep Sea 6500", a transzformátor 10 egymást követő évi problémamentes működést mutatott be. Amikor a mélytengeri szondák által visszaadott képekre bámulunk, az Abyss megvilágító fény valójában egy ipari csoda, amelyet az emberek szövöttek nanotechnológiával, intelligens anyagokkal és kvantumszámítással. A grafén kompozit szigetelőanyagokkal és a szupravezető transzformátor áttörésekkel, a mélytengeri energiarendszer jövőjével, vagy rájön, hogy "minél mélyebben a stabilabb" ellentétes intuitív tulajdonságok - ez a mélytengeri energia utazáshoz, a transzformátor a mélytengeri leghűségesebb "lovagok" befizetésekor.