Løsninger og grænser for termofysikalske målinger i saltsystemer

Dr. Dmitry Sergeev, NETZSCH-Gerätebau GmbH

Afhængigt af saltens sammensætning (f.eks. ^Li+, ^Na+, ^K+, ^Mg2+, ^Ca2+//NO3-, ^F-, ^Cl-, ^CO32-, ^SO42- osv.) kan temperaturområdet for forskellige anvendelser variere kraftigt - fra rumtemperatur til 1500 °C. For den korrekte udlægning og modellering af varmevekslere og andre anlæg er pålidelige og validerede data om termofysikalske egenskaber som vægt, varmekapacitet og varmeledningsevne nødvendige. De reologiske egenskaber ved saltsmelter er afgørende for optimering af design og effektivitet af pumpesystemer, da de påvirker flydeegenskaber, tryktab og energibehov i rørledninger og varmeanlæg direkte. Disse egenskaber er stærkt afhængige af prøveforberedelse og valg af dækmateriale. Oplysninger om den termiske stabilitet og om saltets fordampnings- og udskillelsesforhold er også afgørende for fortolkningen af eksperimentelle resultater. Nogle salte kan danne metastabile faser, som kan afvige fra temperaturprofilen eller andre parametre i udstyret. For at opnå en gyldig og pålidelig bestemmelse af termodynamiske og termofysikalske egenskaber er det nødvendigt at anvende flere uafhængige metoder.

Undersøgelsen af salte er i mange tilfælde begrænset af randbetingelserne, f.eks. spiller faktorer som Reinheit, Hygroskopizität, Flüchtigkeit, Korrosion og Reaktionen mit Tiegelmaterialien sowie Kriechen und Benetzung der Tiegel en afgørende rolle. Derfor skal de eksperimentelle betingelser fastlægges individuelt for hver type salt. Valget af spejlmateriale og -geometri afhænger af de specifikke krav til den termiske analysemetode, så der kan opnås en pålidelig bestemmelse af termodynamiske (varmekapacitet, entalpie af faseovergange) og termofysiske (varmeledningsevne, termisk udskillelse, viskositet) egenskaber. NETZSCH tilbyder nye Tiegel aus Inconel-600-Legierung an, die gegen korrosive Einflüsse geschmolzener Salze beständig sind. Nye TMA- og DIL-grafittiplader blev udviklet og testet med forskellige saltblandinger. De opnåede resultater af den termiske udskillelse i en flydende og fast fase stemmer godt overens med litteraturværdierne. Derudover vises i temperaturområdet mellem 260 °C og 350 °C en ny geometri af nikkel til bestemmelse af viskositet i rheometre med pålidelige resultater i smeltede salte ved forskellige temperaturer fra 50 til 300 s-¹.