Vesiaktivoitavan pariston lämpötalous

Thumbnail Image

URL

Journal Title

Journal ISSN

Volume Title

Helsinki University of Technology | Master's thesis
Checking the digitized thesis and permission for publishing
Instructions for the author
Location:
P1 Ark TKK

Authors

Date

2001

Department

Konetekniikan osasto

Major/Subject

Lämpötekniikka ja koneoppi

Mcode

Ene-39

Degree programme

Language

fi

Pages

63

Series

Abstract

Tässä diplomityössä on käsitelty vesiaktivoitavaa paristoa, jota käytetään virtalähteenä Vaisalan radiosondeissa. Työssä on tutkittu pariston kehittämää lämpöä ja sen vaikutusta pariston toimintaan ilmakehän radiosondiluotauksessa. Tavoitteena on ollut lisätä ymmärrystä pariston käyttäytymisestä sekä etsiä lämpöteknisiä keinoja, joilla voisi parantaa paristosta saatavaa jännitettä. Vaisalalla on vesiaktivoitavasta paristosta kaksi versioita: Mg/CuCl-tuotantoparisto ja Mg/Mn0_(2) -tuotekehitysparisto. Näistä Mn0_(2)-paristo on vielä kehitteillä. Sen on tarkoitus korvata kuparia sisältävä tuotannossa oleva CuCl-paristo lähitulevaisuudessa. Vaisalan paristoissa syntyy lämpöä kahdella mekanismilla: jännitehäviön ja korroosiosivureaktion vaikutuksesta. Lämpöä kuluu pariston lämmitykseen ja elektrolyytin haihdutukseen, lisäksi osa lämmöstä siirtyy ympäristöön. Pariston lämpötila vaikuttaa elektrolyytin olomuotoon ja pariston antamaan jännitteeseen. Lämpötilaa voidaan mitata erilaisilla lämpömittareilla, joita on esitelty ja sovellettu tässä työssä. Kokeellisessa osassa on määritetty paristojen kehittämä lämmitysteho, paristojen lämpötila ja elektrolyytin haihtumisnopeus luotauksessa. Näiden tietojen perusteella on laskettu, miten lämmitysteho jakautuu lämmityksen, haihdutuksen ja lämmön siirtymisen kesken. Ilmakehän harvetessa tuuletus pienenee, mutta haihtuminen kiihtyy. Kokeissa on myös kokeiltu erilaisia tapoja koteloida paristo ja siten vaikuttaa pariston lämpötilaan ja saatavaan jännitteeseen. Vaikka eristämällä lämpimänä pidetty paristo antaakin aluksi korkeampaa jännitettä kuin vähemmän eristetty paristo, niin yläilmakehän erittäin alhaisissa alle 10 mbar:in paineissa elektrolyytin kiehumislämpötila määrää pariston lämpötilan ja siten jännitteen. Elektrolyytin väheneminen kiehumalla johtaa myös jännitteen alenemiseen. Pariston toiminnan ehdottomana rajana pidetään elektrolyytin kolmoispisteen painetta, jota alhaisemmissa paineissa elektrolyytti ei voi esiintyä nesteenä. Veden kolmoispisteessä paine on 6 mbar ja tuotantopariston suolapitoiselle elektrolyytille vastaava arvo on noin 4 mbar.

Description

Supervisor

Lampinen, Markku

Thesis advisor

Vuorilehto, Kai

Keywords

water activated, vesiaktivoitava, battery, paristo, copper chloride, kuparikloridi, manganese dioxide, mangaanidioksidi, radiosonde, radiosondi, heat generation, lämmöntuotto, saturation line, kiehumiskäyrä

Other note

Citation

Permanent link to this item

https://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-2020120448095

Collections

[dipl] Teknillinen korkeakoulu / TKK