Состав теплои хладоносителя

 

Изобретение относится к области тепло - и гидротехники, может быть использовано для снижения гидравлических и тепловых потерь в замкну1Ъ1У системах тепло - и холодоснабжения, теплоцентралях и системах оборотного водоснабжения и позволяет расширить рабочий диапазон, скоростей и температур течения потока и снизить коррозионную активно сть тепло - и хладоцосителя. Теплоноситель содержит поверхностно-активное вещество - натриевую соль ди-2-этилгексилового эфира сульфоянтарной кислоты, электролит - нитрит натрия и воду при следующем соотношении компонентов, мас.%: натриевая соль ди-2-этилгексилового эфира сульфоянтарной кислоты 0,23-1,00; нитрит натрия 1,30- 2,00; вода остальное. 4 табл. ifi сл

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (191 (11) (50 4 С 09 К 5 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H А BTGPCHGMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4194395/23-26 (22) 04.01.87 (46) 07.08.88. Бюл. У 29 (71) Институт механики МГУ им. М.В.Ломоносова и Львовский политехнический институт им. Ленинского комсомола (72) Н.М. Калиниченко, В. Н. Каращенко и В.Н.Пилипенко (53) 662.987.4 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 777338, кл. С 09 К 5/00, 1980. (54) СОСТАВ ТЕПЛΠ— И ХЛАДОНОСИТЕЛЯ (57) Изобретение относится к области тепло — и гидротехники, может быть использовано для снижения гидравлических и тепловых потерь в замкну1ы системах тепло — и холодоснабження, теплоцентралях и системах оборотного водоснабжения и позволяет расширить рабочий диапазон. скоростей и температур течения потока и снизить коррозионную активность тепло — и хладоносителя. Теплоноситель содержит поверхностно-активное веществонатриевую соль ди-2-этилгексилового эфира сульфоянтарной кислоты, электролит — нитрит натрия и воду при следующем соотношении компонентов, мас.Х: натриевая соль ди-2-этилгексилового эфира сульфоянтарной кислоты 0,23-1,00; нитрит натрия 1,302,00; вода остальное. 4 табл.

1414856

Изобретение относится к тепло — и гидротехнике и может быть использовано для снижения гидравлических и тепловых потерь в замкнутых системах те пло — и холодо снабжения, теплоцен-. тралях и системах оборотного водоснабжения.

Цель иэобре тения — расширение рабочего диапазона скоростей и темратур течения потока и снижение коррозионной активности тепло — и хладоносителя.

Пример 1. Готовят составы, включающие натриевую соль ди-2-этилгексилового эфира сульфоянтарной кис1 лоты, нитрит натрия и воду при следую щем содержании компонентов, мас.%:

Натриевая соль ди2-этилгексилово го 20 эфира сульфоянтарной кислоты 0,6

Нитрит натрия

ИИО 2,0

Вода 97,4 25 цростым растворением компонентов в цоде. Составы с различным содержанием компонентов в растворе представлены в табл.1.

Определяют влияние температуры и д концентрации добавок ПАВ натриевой соли ди-2-этилгексилового эфира сульфоянтарной кислоты и нитрита натрия йа эффективность подавления турбулентности при движении раствора по трубе диаметром б мм, длиной 1,5 м и перепаде давления hP = 0,15 кг/см

В табл. 2 приведены результаты измерения величины снижения турбулентного трения (%, - q )/Ъ, (где и Л; коэффициенты сопротивления соотве тственно теплоносителя и чистой воды) в зависимости от концентрации IIA3 и электролита при различной температуре. В диапазоне концентраций ПАВ

0,23 — 1,0 мас.% и диапазоне изменения концентраций нитрита натрия 1,30

2,0 мас.% проявляется эффект подавления турбулентности. Снижение турбулентного трения наблюдается в достаточно узком диапазоне изменения кон-

50 центрации электролита — нитрита натрия.

Результаты измерений показывают, что теплоноситель предлагаемого состава эффективно снижает турбулентное сопротивление в широком диапазоне температур, включая диапазон 1

20 С. С повышением температуры концентрация ПАВ, при которой величина эффекта снижения трения достигает предельного значения, постепенно повышается. На основании результатов измерений,, приведенных в табл. 1 и 2 можно определить необходимую концентрацию ПАВ в зависимости от диапазона рабочих температур. Так, при работе состава в диапазоне температур 1-50 С требуется концентрация натриевой соли ди-2-этилгексилового эфира суч=фоянтарной кислоты, равная 0,6%.

Пример 2. Испытания указанных составов проводят при различных скоростях течения потока в трубопроводе диаметром 10,6 мм при 20 С.

Результаты испытаний приведены в табл.3. Видно„что теплоноситель предлагаемого состава сохраняет свою работоспособность при высоких скорос-. тях течения. Приведенные результаты измерений показывают, что величина снижения турбулентного сопротивления трения возрастает с ростом скорости движения потока. Известный-состав, как видно из табл. 3, полностью теряет свою гидродинамическую эффективно сть при скоростях выше б, 8 м/с.

При ламинарном режиме те:ения (скорость 0,1 м/с) сопротивление предлагаемого тепло-и-хладоносителя лишь незначительно выше сопротивления воды. Использование же известного состава при этой скорости течения невыгодно из-за резкого повышения его гидравлическо го сопротивления.

Иэ данных, приведенных в табл. 3, следуе т, что теплоно ситель предлагаемого состава снижает турбулентное сопротивление уже при скорости 0,3 м/с. Сопротивление известного теплоносителя при этой скорости вьппе сопротивления жидкости без добавок

ПАВ .

Пример 3. Измеряют глубинный показатель коррозии указанных составов при скорости течения растворов ПАВ 1,2 и/с в трубопроводах иэ стали Ст. 3 в широком диапазоне температур. Результаты измерений приведены в табл. 4.

Представленные в табл. 4 результаты измерений показывают, что коррозионная активность теплоносителя предлагаемого состава в 2,5 раза ниже., чем у воды, и в 3-4 раза ниже, чем у изве с тно го со става ..

Таблица 1

Компоненты

1 2 3 4 5 6 (Известный) Натриевая соль ди2-этилгексиловоro эфира сульфоянтарной кислоты

Нитрит натрия

P-» (N — метил

N — оле ин ) э тилсульфат натрия

1,0 1,25

1,7 1,20

018 023 06

12013020

0,3

Хлорид натрия

Карбонат натрия

3,5

98,62 98,47 97,40 97,30 97,55 91,9

Вода з 141

Преимущества тепло- и хладоносите.ля по сравнению с известными жидкостями на основе мицеллообразующих IIAB с пониженным турбулентным сопротивлением обусловлены тем, что он имеет эмульсионную природу. При введении в воду добавок натриевой соли ди-2этилгексилового эфира сулъфоянтарной кислоты и нитрата натрия образуется устойчивая эмульсия с размером капель в диапазоне 0,5-50 мкм. Испытания показывают, что состав тепло- и хладоносителя на основе ПАВ, образующих эмульсию, обладает рядом преимуществ по сравнению с известным составом.

Применение предлагаемого состава тепло - и хладоносителя позволяет значительно (не менее чем в два раза) снизить мощность насосов, применяемых для перекачки жидкости в замкнутых гидравлических системах, или (при той же мощности насосов) уменьшить диаметр применяемых трубопроводов, что ведет к экономии металла не менее чем на 15-207. При использовании состава могут быть снижены требования

4856

4 к теплоизоляции трубопроводов и продлены сроки работы систем из-за сни" жения интенсивности коррозии.

Формула изобретения

Состав тепло — и хладоносителя, снижающего турбулентное сопротивление, который может быть использован в системах умеренного холода и систе" мах теплоснабжения, включающий поверхностно-активное вещество, электролитиводу, о тличающий15 с я тем, что, с целью расширения диапазона рабочих скоростей и температур и снижения коррозионной активности, он содержит в качестве поверх,ностно-активного вещества натриевую

20 соль ди-2-этилгексилового эфира сульфоянтарной кислоты и в качестве электролита — нитрит натрия при следующем соотношении компонентов, мас.Ж.

Натриевая соль ди-2"

25 этилгексилового эфира сульфоянтарной кислоты 0,23-1,00

Нитрит натрия 1,30-2,00

Вода Остальное

1414856

Т а б л и ц а

Снижение турбулентного трения, 7. при использовании состава

Темпе ратура, С

1 2 3 4 5

9,2 53, I 52,0 51,3 20,3 15,4

102540532251552

О О 521 52 8 24 7 41 3

0 О О 35,0 26,4 11,5

Таблица 3

Снижение турбулентного трения, Х, при использовании состава

С ко ро с ть м/с

1 t

1 4 (5 б — 1 0,4 -15, 3 -19,5 — 155,2 — 4,1 — 5,2

0,1

-50,8

15,5 13, О 10,1

41,8 40,9 28,8

59,3 57,9 35,5

60,1 58,3 38,1

60,8 59,2 39,4

61,5 60,0 41,3

0,3

41,8

1э9

62,5

4,5

6,8

10,1 г 15,5

10,0 64,1

Таблица 4

Глубинный показатель коррозии, мм/год при использовании состава

1 2 3 4 5 6 Вода

Температура, С

О ° 0835 0,0712 0,0654 0,0650 0,0601

0 ° 0871 0,0736 0,0703 0,0695 0,0684

0,0898 0,0759 0,0731 0,0718 0,0702

0,0981 0,0811 0,0784 0,0756 0,0721

50

Составитель В.Прокофьев

Редактор Л.Яцола Техред Л.Сердюкова

Корректор С.Шекмар

Заказ 3847/27, Тираж 646

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, r. жгороп, у:i. Проектная, 4

1,4 19,0

7,3 46,2

8,4 61,7

8,9 62,2

9,5 63,4

О, 1812

0,1907

0,2125

0,2356

О, 1542

0,1588

0,1639

0,1704