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浅谈影响软泡(海绵)泡内温度的因素

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海绵内部温度象人的生命力一样不可或缺。如果海绵后熟化温度过低,海绵物性不会太好,并且物性会有较大波动。
海绵发好了,泡内温度随着放热反应在散热差的条件下的进行,泡内温度迅速攀升到120摄氏度以上,成为火患危险之一。
泡内温度是海绵优越物性形成的保证。在特定外部环境温度下熟化的海绵,拉力等物性异常优越。有些人想通过配方算出海绵温度,有些则是通过软件通过配方输入自动生成计算出泡内温度。那么都有哪些因素影响着泡内温度的高低呢?知道这些意义还大吗?好比现在手机照象很高清了,那么专业摄影就没用了吗,摆弄光圈、焦距、暴光时间就没用了吗?要想更好地把控事物,就要让更多该事物的关键变量撑握在自己手里。让我们从简单的道理入手去初步了解较下海绵内部温度变化。
先了解几条小规律。
第一,空间的温度与注入该空间热量值成正比,与该空间大小成反比。
比如10千焦热量分布在8升空间时,该空间温度是20摄氏度,那么10千焦热量分布在4升空间时,该空间温度是40摄氏度。
第二,输入热量的多少与输入热量值成正比,和输入热量速度成正比决定。
比如:100千焦热量以v速度释放出来时热量输入为A,那么100千焦热量以2v速度释放出来时热量输入为2A。
第三,空间的大小与绝对温度成正比。
比如0摄氏度时的1升空间,在100摄氏度时变成了1.366升,因为(273.15 + 100)/(273.15 + 0)= 1.366。
第四:空间大小与大气压强成反比。
第五:要考虑到甲烷汽化的滞后性。
再考查微调配方对泡内温度的影响。
由于是微调,变化前后周围环境近似不考虑。来看下微调水和甲烷对泡内温度的影响。
例如一个配方中甲烷增加了5%,我们可以肯定泡内温度下降了,因为甲烷汽化吸热使注入泡内热量值降低了,同时甲烷汽化量增加使容纳热量空间变大了。又比如配方水量增加5%,增加的水放热使注入泡内热量值升高了,同时增加的水反应产生气体使容纳热量空间变大了,这下泡内温度升高还是降低?经验表明这时泡内温度升高。这说明此变化注入热量值升高对泡内温度升高的贡献大于水产生气体对泡内温度稀释的贡献。
以上可通过经验常理预判,下面的变化依经验识别起来就有些困难。例如:百份聚醚中,水4份,甲烷8份,现在微调为水4.2份,甲烷10份,不考虑微调反应速率的影响。
问:这个变化使泡内温度升高还是降低?
这里面发泡指数、发热量、散热量同时增加,那么泡内温度是升高还是降低,靠感觉和猜是不行的,要么发了泡后去插针比较泡内温度,要么通过计算得出结论。
计算时需要几个由前面小规律导出的公式(代数式)要获得些数据:水与TDI反应放出二氧化碳的反应热是多少千焦每摩尔,甲烷汽化时吸热是多少千焦每摩尔。再细化些:水与TDI反应生成氨基甲酸放出的反应热是多少千焦每摩尔,氨基甲酸与TDI反应生成二氧化碳放出的反应热是多少千焦每摩尔。要揣摩泡内温度总量,须知道生成氨基甲酸酯、脲基甲酸酯、脲、缩二脲(聚脲)时放出的反应热是多少千焦每摩尔,反应速率(反应时间)。
以上也可以解释为什么由发泡指数算密度在无粉泡50密度以时上理论值与实际值相差巨大,越是低密度,海绵密度的理论值与实际值越符合。 ……


IP属地:江苏1楼2021-03-31 09:06回复