In che modo un trasformatore in un sottomarino profondo resiste ad alta pressione e corrosione?
Nell'11, 000- metro abisso della trincea di Mariana nell'Oceano Pacifico, la pressione dell'acqua di mare raggiunge 1.130 atmosfere, che equivale a due elefanti africani pressati sul cappuccio delle unghie. E in questo momento, un certo tipo di trasformatore sottomarino di ricerca in acque profonde è il 97,3% di efficienza di conversione stabile - dietro questo, è una scienza materiale e una fluidodinica del limite del gioco.
I.titanio armatura: contro la pressione di diecimila sterline
Il guscio del trasformatore di acque profonde è composta da ti -6 al -4 v Eli Titanium Alloy, la cui resistenza a compressione raggiunge 1200mp, che è 2,4 volte di acciaio ordinario. Il processo di forgiatura di precisione rende lo spessore del guscio solo 12 mm, ma può resistere alla pressione di profondità di 1500 metri. Più ingegnoso è la struttura a nido d'ape bionica, l'unità di supporto esagonale aumenta la rigidità di flessione complessiva a 3,8 volte della struttura tradizionale.
Il nucleo di ferro nanocristallino del nucleo interno è un miracolo elettromagnetico. La struttura a grana con un diametro di soli 1 0 nanometri riduce la perdita di isteresi a 1/5 della teglia di silicio convenzionale. La tecnologia dell'infusione di vuoto in resina epossidica forma una sigillatura a livello molecolare, che mantiene ancora una porosità inferiore allo 0,01% sotto la pressione di 200 milioni, garantendo che la resistenza all'isolamento sia sempre superiore a 45 kV/mm.
II
Il sistema di protezione a più livelli crea una difesa chimica. Il substrato adotta Hastelloy C -276, il cui contenuto di molibdeno raggiunge il 16% per formare un film di ossido auto-guarigione. Il plasma di superficie ha spruzzato l'ossido di ittrio stabilizzato il rivestimento di ossido di zirconio, nell'ambiente corrosivo di pH 2-12, il tasso di corrosione annuale non supera 0. 001mm. Sistema anticorrosivo attivo attraverso la protezione cattodica micro-corrente, il potenziale metallico è controllato con precisione nella zona di sicurezza -0. 85v a -1. 05V.
La tecnologia di tenuta dinamica è la chiave per prevenire le perdite. Il dispositivo di tenuta rotante fluido magnetico utilizza il fluido ferromagnetico nanometro per formare una parete di tenuta liquida nello spazio tra le boccole, che è resistente alle fluttuazioni di pressione fino a 200 MPA/s. Le guarnizioni a triplo anello sono realizzate in materiale composito PTFE VITON, che mantiene una resilienza del 90% anche a bassa temperatura di 4 gradi. Il sistema di tenuta è inoltre progettato per prevenire perdite attraverso la protezione catodica microcorrente.
III. Controllo della temperatura intellentato: risolvere il dilemma energetico
Il sistema di raffreddamento del materiale di cambio di fase è una rivoluzione nella gestione termica. Il radiatore micro-channel pieno di dodecane assorbe il calore attraverso il cambiamento di fase del gas liquido, con un valore di calore latente di 256kJ/kg. La rete di misurazione della temperatura in fibra ottica distribuita monitora i punti caldi con precisione 0. 01 gradi e con persiane a forma di memoria a forma di memoria, il flusso di raffreddamento viene regolato dinamicamente.
I dati misurati di un determinato tipo di sommergibili con equipaggio di classe 10, {1}} mette mostrano che l'aumento massimo della temperatura del suo trasformatore è solo 38k dopo 72 ore di funzionamento continuo, che è inferiore del 62% rispetto al design tradizionale. Più sorprendente è la capacità di auto -ripazio: quando il rilevamento della degradazione dell'isolamento locale, la tecnologia delle microcapsule rilascia automaticamente l'agente di riparazione, in modo che il recupero del fattore di perdita dielettrica al valore iniziale di oltre il 95%.
Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology "Deep Sea 6500", il suo trasformatore ha stabilito un record di 10 anni consecutivi di operazioni senza problemi. Quando fissiamo le immagini restituite da quelle sonde di acque profonde, la luce che illumina l'abisso è in realtà un miracolo industriale tessuto da esseri umani con nanotecnologia, materiali intelligenti e calcolo quantistico. Con i materiali isolanti compositi di grafene e le scoperte del trasformatore superconduttore, il futuro del sistema di energia del mare profondo o realizzerà "più profondi le" caratteristiche controintuitive più stabili - questo nel viaggio in mare a energia profonda, il trasformatore è incarnato nei "cavalieri del mare profondo" più leili.