Состав тепло- и хладоносителя Советский патент 1988 года по МПК C09K5/10 

4

00

ел

О)

11414856

Изобретение относится к тепло -- и гидротехнике и может быть использовано для снижения гидравлических и тепловых потерь в замкнутых системах тепло и холоде снабжения., теплоцен- т;ралях и системах оборотного воде- фабжения.

I Цель изобретения расширение р абочего диапазона скоростей и темцентрация ПАВ, при которой величина эффекта снижения трения достигает предельного значения, постепенно повышается. На основании результатов измерений J. приведенных в табл. 1 и 2 можно определить необходимую концен - ра11,ию ПАВ в зависимости от диапазона рабочих температур. Так, при работе

10

состава в диапазоне температур 1-50 С требуется концентрация натриевой соли ди 2-этилгексилового эфира суль- фоянтарной кислоты, равная Oj,6%,

Пример. 2, Испытания указанВ ключающие натриевую соль ди 2-этил- 5 ных составов проводят при различных

neKcitnoBoro эфира сульфо ян тарной кисп|ератур течения потока и снижение коррозионной активности тепло - и х)ладоно сите ля, ; Пример

Готовят составы,

скоростях течения потока в трубопроводе диаз 1етром 10,6 мм при 20°С, Результаты испытаний пр1-шедены в табл.З, Видно,, что теплоноситель предлагаемого состава сохраняет свою работоспособность при высоких скоростях течения. Приведенные результаты измерений показывают что величина сншкения турбулентного сопротивления трения возрастает с ростом скорости .движения потока. Известный-состав, как видно из табл.3, полностью теряет свою гидродинамическую эффективность при скоростях вьше 6,8 м/с. При ламинарном режиме течения (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 повьшения его гидравлического сопротивления.

щзты, нитрит натрия и воду при следу щём содержании компонентовj мас,%:

: Натриевая соль диi 2 этнлгексиловсго.

I эфира сульфоянтарI ной кислотыО 5 6

I Нитрит натрия

,0

; Вода,97,4

ф остым растворением компонентов в в|оде. Составы с различным содержание 1 омпонентов в растворе представлены ц табл.1.

I Определяют влияние температуры и концентрации добавок ПАВ натриевой соли ди-2-эт -шгексилового эфира суль фэянтарной кислоты и нитрита натрия Ца эффективность подавления турбу- jJLeHTHocTH при движении раствора по фрубе диаметром 6 мм, длиной 1,5 м н перепаде давления &Р 0,15 кг/см В табл. 2 приведены результаты измерения величины снижения турбулентного трения (о)/ (где ХИ Л 0(V о

:коэффН1.-(,иенты сопротивления соответст )зенно теплоносителя и чистой водаО в зависимости от концентрации ПАВ и электролита при разли-чной температу- ре. -В диапазоне концентраций ПАВ 0,23 - 1,0 мас.% и диапазоне изменения концентраций нитрита натрия 1,30 2,0 мас.% проявляется эффект подавления ту1эбулентности. Снижение турбулентного трения наблюдается в доста- точн:о узком диапазоне изменения кон центрации электролита- - нитрита натрия.

Результаты измерений показывают, что теплоноситель предлагаемого состава эффективно снижает турбулент- .ное сопротивление, в широком диапазо- не температур, включая диапазон 1 - 20°С. С повышением температуры кон

„

центрация ПАВ, при которой величина эффекта снижения трения достигает предельного значения, постепенно повышается. На основании результатов измерений J. приведенных в табл. 1 и 2 можно определить необходимую концен - ра11,ию ПАВ в зависимости от диапазона рабочих температур. Так, при работе

скоростях течения потока в трубопроводе диаз 1етром 10,6 мм при 20°С, Результаты испытаний пр1-шедены в табл.З, Видно,, что теплоноситель предлагаемого состава сохраняет свою работоспособность при высоких скоростях течения. Приведенные результаты измерений показывают что величина сншкения турбулентного сопротивления трения возрастает с ростом скорости .движения потока. Известный-состав, как видно из табл.3, полностью теряет свою гидродинамическую эффективность при скоростях вьше 6,8 м/с. При ламинарном режиме течения (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 повьшения ег гидравлического сопротивления.

ЗО ,.

40

.50

Кз данных, приведенных в табл.3, следует, что теплоноситель предлагаемого состава снижает турбулентное сопротивление уже при скорости 0,3 м/с. Сопротивление известного теплоносителя при этой скорости вьше со- д5 противления жидкости без добавок ПАВ.

Пример 3. Измеряют глубинный показатель коррозии указанных составов при скорости течения растворов ПАВ 1,2 м/с в трубопроводах из 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 известного состава. .

3141

Преимущества тепло- и хладоносите- .ля по сравнению с извастньми жидкостями на основе мицеллообразующих ПАВ с пониженным турбулентным сопротивлением обусловлены тем, что он имеет эмульсионную природу. При введении в воду добавок натриевой соли ди-2- этилгексилового эфира сульфоянтарной 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 преиму ществ 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 15-20%. При использовании состава могут быть снижены требования

к теплоизоляции трубопроводов и продлены сроки работы систем из-за снижения интенсивности коррозии.

Формула изобретения

Состав тепло - и хладоносителя, снижающего турбулентное сопротивление, который может быть использован в системах умеренного холода и системах теплоснабжения, включающий поверхностно-активное вещество, электролит и воду, о тличающийс я тем, что, с целью расширения диапазона рабочих скоростей и температур и снижения коррозионной активности, он содержит в качестве поверх- iocTHo-активного вещества натриевую соль ди-2-этилгексклового эфира сульфоянтарной кислоты и в качестве электролита - нитрит натрия при следующем соотношении компонентов, мас.%.

Натриевая соль ди-2- этилгексилового эфира сульфоянтарной кислоты 0,23-1,00 Нитрит натрия1,30-2,00

ВодаОстальное

Таблица 1

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-этилгек- силового эфира сульфоянтарной кислоты 0,23-1,00; нитрит натрия 1,30- 2,00; вода остальное. 4 табл. ifi сл

Компоненты

Содержание компонентов, мас.%, в составе

.LL-..L......I

Натриевая соль ди- 2-этилгексилового эфира сульфоянтарной кислоты Нитрит натрия

-- (N - метил N - олеин) этил- сульфат натрия

Хлорид натрия Карбонат натрия Вода

0,18 0,23 0,6 1,20 1,30 2,0

1,01,25

1,71,20

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

.LL-..L......I

6 (Известный)

1,01,25

1,71,20

0,3

4,3

3,5

91,9

Т а б л и ц а 2