Поверхности коллектора

Как и в случае паров воды, отрицательное влияние NO2 обусловлено адсорбцией NO2 на поверхности катализатора.

Согласно Фостеру и Даниельсу [ПО], важную роль в каталитическом окислении NO при Г~300°К играет двуокись азота. Авторы работы [ПО] считают, что NO2, образовавшаяся в реакции, адсорбируется на поверхности катализатора. Возникший на катализаторе слой адсорбированной двуокиси азота действует как растворитель для NO; NO2) взаимодействуя с NO, образует N2O3, которая затем окисляется диффундирующим через сольвент кислородом. В пользу этого механизма, согласно авторам работы [ПО], говорит изменение цвета силикагеля, насыщенного двуокисью азота, от бурого (цвет NO2) до зеленого (цвет N2Os) при пропускании NO.

В соответствии с механизмом Краузе [170] на поверхности катализатора образуется адсорбированный нитрат-радикал NO3. Это соединение обнаружили авторы работ [171, 172] при исследовании инфракрасных спектров поверхностных соединений, образовавшихся на железной пленке в атмосфере NO2. На основании принципа

Как видно из работы [170], Краузе учитывает необходимость хемосорбции реагентов на поверхности катализатора, т. е. необходимость более глубокого взаимодействия реагентов с катализатором. В данном случае мы имеем пример гетерогенного химического катализа. Более вероятен этот механизм в области температур, изученных в работе [115].

Используя теорию абсолютных скоростей реакций и значения констант скоростей k$, k6, k$ и ke, эти авторы рассчитали поверхностную концентрацию N02. По их расчетам, концентрация NO2 на поверхности катализатора СиО — А12О3 в области температур 598 — 723 °К изменяется в диапазоне 1,66- 1011 — 1,37- И11 молекул/см2. Концентрация NOa на поверхности катализатора СеО — • А12О3 в области температур 673 — 753 °К изменяется от 4,66- 1010 до 4,17- 1010 молекул/см2. Реакция нулевого порядка, как известно [242, 243], имеет место при наличии сильной адсорбции реагента на поверхности катализатора, что соответствует образованию мономолекулярного слоя. В случае NO2 поверхностная концентрация при образовании монослоя составляет около 1015 молекул/см2, что в 104 — 105 раз превышает значения концентраций NOa на поверхности катализаторов СиО — А12О3, СеО — А12Оз, установленные в работе [240]. Это расхождение Викстром и Ноуб объясняют, полагая, что адсорбция МОг на данных катализаторах протекает селективно.

Указанный автор полагает, что на поверхности катализатора образуется димер двуокиси азота N204, который затем разлагается с образованием N2 и О2 по реакции

В смеси N2O3—Не, согласно Лоусону, на поверхности катализатора адсорбируется нереакционноспособная молекула N2O3. Это предположение, по нашему мнению, не является достаточно убедительным. При температуре Г=593°К и начальной концентрации N2O3, равной 1000 частям на миллион, равновесная концентрация N203 составляет около 0,17-10~6 частей на миллион, т. е. равновесие по реакции

Разложение окиси азота на металлических и окисных катализаторах исследовали авторы работ {251, 268 — 281]. Установлено, что эта реакция ингибируется кислородом. По данным работы [271], кислород, образующийся в реакции, оказывает более значительное влияние на скорость процесса по сравнению с кислородом, добавленным к NO в качестве разбавителя. Это различие обусловлено тем, что при разложении NO образуется атомарный кислород, адсорбирующийся на поверхности катализатора. Адсорбция атомарного кислорода приводит к уменьшению числа активных центров и, следовательно, к снижению активности катализатора с повышением степени разложения NO. В области низких температур катализатор по этой причине может оказаться полностью ин-активированным. На это указывают, в частности, экспериментальные результаты Мюллера и Барка [268], выполнивших качественное исследование разложения окиси азота на меди, железе, цинке, серебре, свинце, алюминии, олове, висмуте, кальции, магнии, марганце, хроме, латуни, окислах олова и ванадия. Их эксперименты осуществлены в статических условиях при длительном выдерживании окиси азота в контакте с металлическими спиралями или мелкими кусками исследуемых металлов.

т. е. имеют место слабая адсорбция NO и сильная адсорбция кислорода на поверхности катализатора. Авторы работы [269] изучали разложение NO на платиновой

Последнее уравнение соответствует случаю слабой адсорбции NO и средней адсорбции кислорода на поверхности катализатора.

Значение энергии активации разложения NO на медно-хромовом катализаторе составляет всего 14,4 ккал/моль, что на порядок ниже энергии диссоциации связи N — О молекулы NO в газовой фазе. Невысокие значения активационного барьера каталитического процесса, очевидно, обусловлены тем, что разложение NO на поверхности катализатора протекает в результате взаимодействия двух адсорбированных молекул NO.

Работа машины постоянного тока может сопровождаться искрением между краями щеток и коллектором, когда там возникает местный искровой разряд. При интенсивном искрении начинается разрушение поверхности коллектора и щеток, в результате чего увеличивается переходное сопротивление скользящего контакта между ними, начинается местный перегрев и дальнейшее разрушение поверхностей. Искрение создает помехи радиоустройствам. Оно недопустимо для машин, работающих во взрывоопасных средах (шахты). Возможность искрения снижает надежность машины постоянного тока.

При неровной поверхности коллектора, плохом закреплении щеток и щеткодержателей, неправильном выборе давления пружины на щетку и т. п. щетка может отрываться от коллектора; возникающий при этом кратковременный разрыв цепи якоря вызывает образование дуги. Для предотвращения этого поверхность коллектора протачивают, шлифуют и содержат в чистоте.

Незначительные обгары коллекторных пластин устраняют обточкой поверхности коллектора и шлифовкой стеклянной шкуркой. Иногда коллектор обтачивают без разборки машины. В этом случае пользуются приспособлением, исключающим вибрацию резца. Чтобы не образовались заусенцы между коллекторными пластинами, коллектор обтачивают резцом из твердого сплава при высоких скоростях резания.

Здесь ак — коэффициент теплоотдачи поверхности коллектора, Вт/мм2 — из 10-37.

К рабочей поверхности коллектора прилегают угольно-графитовые или металлоугольные щетки, которые находятся в щеткодержателях ( 9.6). Щетки 3 прижаты к коллектору пружинами 2 через промежуточные откидные детали / (курки).

ционными отверстиями, собственно обмотки и коллектора. Сердечник и коллектор закрепляют на валу. Обмотка состоит из секций, изготовленных на специальных шаблонах или станках. Коллектор набирают из медных пластин 1 (ламелей), имеющих выступы 2 в форме ласточкина хвоста ( 17.2). Пластины изолируют друг от друга и стягивают зажимными конусами 3. К выступающему концу-ламели 4 присоединяют концы двух смежных секций обмотки якоря. Электрический контакт с коллектором осуществляют с помощью графитовых неподвижных щеток 2 ( 17.3), помещенных в обоймы щеткодержателей / и прижатых пружинами к поверхности коллектора. Вал вращается в подшипниках щитов, закрепленных на торцах станины. Между основными полюсами помещают добавочные полюсы 6 ( 17.1), с помощью которых достигается безыскровая работа щеток на коллекторе.

Повреждения коллектора могут проявляться в нарушении цилиндрич-ности поверхности коллектора из-за неравномерного ее износа и нарушений в механических узлах машины. На поверхности коллектора в процессе эксплуатации происходит нарушение полировки из-за подгорания пластин и царапин и неравномерности нажатия отдельных щеток на коллектор. К механическим факторам, влияющим на износ коллекторов, относятся давление щеток на коллектор, вибрация их и биение коллектора, высокая окружная скорость вращения. Износ коллектора зависит также от химических факторов, к которым относятся образо-

вание контактной пленки на поверхности коллектора, состав и влажность окружающей среды, наличие в среде активных веществ. Среди электрических факторов, влияющих на износ коллектора, еле дует отметить плотность тока под щетками, сопротивление переходных контактов щеток и коллектора, нарушение коммутации машины, которое приводит к появлению искрения под щетками.

Теплообмен на поверхности коллектора и контактных колец, где k =0,7 без обдува поверхности коллектора, k — I 4-1,3 при интенсивном обдуве поверхности коллектора; РК окружная скорость коллектора Теплообмен на обдуваемых поверхностях станин и подшипниковых щитов, лакированных медных поверхностях (усредненные значения коэффициента теплоотдачи ku = 0,1 -- для поверхностей ротора; для поверхностей лобовых частей и статорных обмоток *0 = 0,07-^0.05

условная поверхность охлаждения коллектора, о^ - коэффициент теплоотдач) с поверхности коллектора

Обычно рассчитывают средние превышения температуры обмоток якоря, возбуждения, добавочных полюсов и компенсационной, а также поверхности коллектора.