[发明专利]一种集热器用太阳能吸收膜复合腐蚀环境下的寿命评价方法

权利要求书

1.一种集热器用太阳能吸收膜复合腐蚀环境下的寿命评价方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将含有盐和酸的复合腐蚀环境分解成单一盐雾腐蚀环境和单一H₂SO₄酸雾腐蚀环境，分别做盐雾腐蚀试验和H₂SO₄酸雾腐蚀试验；

(2)固定盐雾和H₂SO₄酸雾温度T’，测量不同盐雾浓度m和不同pH值酸雾下吸收膜吸收率α和发射率ε随盐雾和酸雾腐蚀时间t的变化关系；

(3)取上述某一特定盐雾浓度m’和某一特定pH’酸雾，测量不同盐雾和酸雾温度T下吸收膜吸收率α和发射率ε随盐雾和酸雾腐蚀时间t的变化关系，其中T包含T’；

(4)由不同温度、不同浓度盐雾数据和不同温度、不同pH酸雾数据拟合得出吸收膜吸收率变化量Δα＝α-α₀和发射率变化量Δε＝ε-ε₀的表达式，α₀和ε₀代表吸收膜未经盐雾和酸雾腐蚀时的初始吸收率和发射率，α和ε代表吸收膜经盐雾和酸雾腐蚀后的吸收率和发射率；

(5)将Δα和Δε代入pc＝0.5Δε-Δα，分别得出吸收膜在盐雾和酸雾环境下pc值表达式；

(6)将吸收膜在盐雾和酸雾环境下pc值表达式相加，得出吸收膜在复合腐蚀环境下的总pc值表达式，此时，式中温度T和时间t对于盐雾腐蚀pc值表达式和酸雾腐蚀pc值表达式是相同的；

其中，吸收膜吸收率变化量Δα在单一盐雾和单一酸雾环境下表达式拟合包含以下步骤：

(1)采用式表达吸收膜吸收率α随单一盐雾和单一酸雾环境的变化关系，A是盐雾浓度或酸雾pH值(氢离子浓度)的函数，Q_eff代表吸收膜经盐雾腐蚀或酸雾腐蚀导致吸收率变化的有效激活能，R为摩尔气体常量；

(2)将式简化成y＝a+bxⁿ，其中y＝α，x＝t，a＝α₀，

(3)在单一腐蚀环境下，将不同盐雾浓度m和不同温度T下吸收膜吸收率α随盐雾腐蚀时间t变化曲线以及不同pH酸雾和不同温度T酸雾下吸收膜吸收率α随酸雾腐蚀时间t变化曲线按照式y＝a+bxⁿ进行拟合，拟合得出盐雾和酸雾腐蚀每条曲线的幂指数n；

(4)将拟合得出的盐雾和酸雾腐蚀环境下的幂指数n分别取平均值，得到盐雾和酸雾腐蚀环境下各自的而后将y＝a+bxⁿ改写为

(5)将特定盐雾浓度m’、不同盐雾温度T下吸收率α随盐雾腐蚀时间t的变化关系以及特定pH、不同温度T酸雾下吸收率α随酸雾腐蚀时间t的变化关系分别按照式进行拟合，得出b随盐雾温度T和酸雾温度T的变化关系；

(6)将式进行公式变换，等式两边同时取对数，得出式

(7)对盐雾和酸雾环境下变化关系进行线性拟合，得出盐雾和酸雾条件下各自的线性斜率k，斜率k即为由于R是常数，即可得出盐雾和酸雾腐蚀下各自Q_eff的确切值；

(8)将特定盐雾温度T’、不同盐雾浓度m下吸收率α随盐雾腐蚀时间t的变化关系以及特定温度T’、不同pH酸雾下吸收率α随酸雾腐蚀时间t的变化关系按照式进行拟合，分别得出b随盐雾浓度m和酸雾pH值的变化关系，按照pH值与氢离子浓度m’的关系式m'＝10^-pH，进一步得出b随酸雾氢离子浓度m’的变化关系；

(9)对进行公式变换，得出将盐雾和酸雾下Q_eff的确切值分别代入该公式，得出A随盐雾浓度m和氢离子浓度m’的变化关系，并将A～m和A～m’变化关系按照式A＝pm^q进行拟合，得出浓度系数A随盐雾浓度m和氢离子浓度m’的变化关系式，其中A随氢离子浓度m’的变化关系式根据m'＝10^-pH进一步改写为A＝p(10^-qpH)；

(10)将得出的Q_eff、A＝pm^q代入式得出吸收膜吸收率α随盐雾浓度m、温度T、腐蚀时间t的变化关系式吸收膜吸收率变化量Δα表达式即为

(11)将得出的Q_eff、A＝p(10^-qPH)代入式得出吸收膜吸收率α随酸雾pH值、温度T、腐蚀时间t的变化关系式吸收膜吸收率变化量Δα表达式即为

吸收膜发射率变化量Δε表达式拟合包含以下步骤：

(1)采用式表达吸收膜发射率ε随盐雾和酸雾环境的变化关系，A₁和A₂是盐雾浓度或酸雾pH值(氢离子浓度)的函数，Q₁代表吸收膜在盐雾或酸雾腐蚀过程中表面粗糙度变化导致发射率变化的激活能，Q₂代表吸收膜在盐雾或酸雾腐蚀过程中新相生成导致发射率变化的激活能；

(2)将式简化成其中y＝ε，x＝t，a＝ε₀，

(3)将不同盐雾浓度m、不同温度T下吸收膜发射率ε随盐雾腐蚀时间t变化曲线以及不同pH酸雾、不同温度T酸雾下吸收膜发射率ε随酸雾腐蚀时间t变化曲线按照式进行拟合，拟合得出盐雾和酸雾环境下每条曲线的幂指数n₁和n₂；

(4)将拟合得出的盐雾和酸雾腐蚀环境下的幂指数n₁和n₂分别取平均值，得到盐雾和酸雾腐蚀环境下各自的和而后将改写为

(5)将特定盐雾浓度m’、不同盐雾温度T下发射率ε随盐雾腐蚀时间t的变化关系以及特定pH、不同温度T酸雾下发射率ε随酸雾腐蚀时间t的变化关系按照式进行拟合，分别得出b、c随盐雾和酸雾温度T的变化关系；

(6)将式和式进行公式变换，等式两边同时取对数，得出式和式

(7)对盐雾和酸雾下和变化关系进行线性拟合，得出盐雾和酸雾条件下各自的线性斜率k₁和k₂，斜率由于R是常数，即可得出盐雾和酸雾条件下各自Q₁和Q₂的确切值；

(8)将特定盐雾温度T’、不同盐雾浓度m下吸收膜发射率ε随盐雾腐蚀时间t的变化关系以及特定温度T’、不同pH酸雾下发射率ε随酸雾腐蚀时间t的变化关系按照式进行拟合，分别得出b和c随盐雾浓度m和酸雾pH值的变化关系，按照pH值与氢离子浓度m’的关系式m'＝10^-pH，进一步得出b和c随酸雾氢离子浓度m’的变化关系；

(9)对和进行公式变换，得出和将盐雾和酸雾下Q₁和Q₂的确切值代入A₁和A₂的表达式，得出A₁和A₂随盐雾浓度m和氢离子浓度m’的变化关系，并将A₁～m、A₂～m变化关系和A₁～m’、A₂～m’变化关系按照式A＝pm^q进行拟合，得出A₁和A₂随盐雾浓度m和氢离子浓度m’的变化关系式和其中A随氢离子浓度m’的变化关系式根据m'＝10^-pH进一步改写为和

(10)将得出的Q₁、Q₂、和代入式得出吸收膜发射率ε随盐雾浓度m、温度T、腐蚀时间t的变化关系式吸收膜发射率变化量Δε表达式即为

(11)将得出的Q₁、Q₂、和代入式得出吸收膜发射率ε随酸雾pH值、温度T、腐蚀时间t的变化关系式吸收膜发射率变化量Δε表达式即为

将以上得出的盐雾和酸雾下各自的Δα和Δε表达式代入pc＝0.5Δε-Δα，分别得出盐雾和酸雾腐蚀条件下pc值表达关系式，盐雾下酸雾下

吸收膜在复合环境下的pc值表达式为：

，即复合腐蚀环境下吸收膜pc值为单独盐雾腐蚀和单独酸雾腐蚀下pc值之和，由该式，在明确复合腐蚀环境盐浓度m、酸pH值、环境温度T的条件下，将pc值设定为0.05，即可求出该吸收膜在复合腐蚀环境下的使用寿命t。