Способ теплопереноса в теплообменных системах Советский патент 1990 года по МПК C09K5/10 

Изобретение относится к области веществ, используемых для передачи и съема тепла, и может быть использовано в системах охлаждения и обогрева технологических коммуникацией в нефтяной, газовой и нефтехимической отраслях промышленности.

Целью изобретения является расширение области применения за счет увеличения диапазона рабочих температур теплоносителя и повышение экономичности способ-а.

На чертеже приведена принципиальная схема лабораторной установки для осуществления способа.

Лабораторная установка моделирует промьппленный узел съема или передачи

тепла в .;истеме водооборота компрессорной установки газоперерабатывающего завода и представляет собой две камеры, связанные трубками для циркуляции теплоносителя-антифриза.

Камеры 1 и 2 представляют собой вертикальные ш линдрические сосуды, оборудованные змеевиками для циркуляции горячей 3 и холодной 4 воды. Камера 1 дополнительно снабжена змеевиком 5 для охлаждения теплоносителя- антифриза до температуры -60 Си .ниже жидким азотом, а 2 - мешалкой 6 для перемешивания жидкости. Мешалка 6 является одновременно и насосом, с помощью которого осуп1ествля- ется циркуляция жидкости между камеbi

CD

nmok

ее

рамя. Производительность насоса при температуре в камере 25-30°С составляет 1,5-2,0 л/мин. Обе камеры снабжены термометрами 7, позволяющими :замерять температуру среды в камерах I с точностью до +1 С, i Конструкция установки позволяет iпроводить испытания в двух режимах (работы. При первом режиме происходит нагрев теплоносителя в камере 1 до 75°С и охлаждение его в камере 2 до . При втором режиме возможно снижение температуры циркулирующего т еплоносителя до и изучение его эксплуатахдаонных свойств при этих температурах (подвижность, вязкость) При этом возможен замер вязкости i т еплоносителя и скорости его циркуляции.

В процессе эксперимента замеряют температуру теплоносителя в камерах стандартными термометрами Подвижность теплоносителя оценивается по I его вязкости, определяемой вискози- I метром, и по изменению производительности насоса.

В Процессе эксперимента использу- : ЮТ реактивное топливо марки Т-6. Топ I ЛИБО характеризуется следующими пока : зателями:

Плотность при 20 С, г/см Начало кипения, С

0,849 201 307

Конец кипения, С

Вязкость кинематичес-

кая при 20°С, сСт 4,3

Общее содержание серы, мас.%0,04

В процессе эксперимента налаживаю нормальную циркуляцию испытываемого теплоносителя, при этом температура в камере 1 поддерживается на уровне 75°С подачей в эмеевик 3 горячей воды, а температура в камере 2 - на уровне 25°С подачей в змеевик 4 хо- лодкой воды. При таком режиме вяз- кость теплоносителя в камерах 1 и 2 составляет, 0,4 и 3,2 сСт. соответственно. Скорость циркуляции теплоносителя находится- на уровне 2 л/ми

Затем водяные змеевики отключают и камеру 1 охлаждают жидким азотом с помощью змеевика 5. При достижении в камере 1 температуры -60 Сив ка- мере 2 -57°С скорость циркуляции жидкости существенно не снижается и составляет 1, 4 л/мин, а вязкость теплоносителя в камере 2 составляет

110 сСТо Теплоноситель при указанном температурном режиме сохраняет свои эксплуатационные свойства.

В табл„1 представлены сравнительные данные используемой в качестве теплоносителя в предлагаемом способе нефтяной фракции и известных.

Из данных табл.1 видно, что предлагаемое техническое решение по сравнению со способами, используюпщми известные теплоносители, работоспособно в более широком диапазоне рабочих температур (до -60°С). При этом низкая себестоимость и отсутствие необходимости строить, пароспутники для разогрева теплоносителя при эксплуатации предлагаемого способа Делает его наиболее экономичным.

Влияние температурных пределов кипения нефтяной фракции на ее свойства как теплоносителя в предлагаемом способе приведено в табл.2. В качестве образцов используют нефтяные фракции, выкипающие в разных пределах. При этом проверяется их вязкость, упругость паров и температура начала кристаллизации.

П р и м е р ы 1 - 3. -С понижением температуры начала кипения нефтяной фракции резко понижается температура вспышки ее, хотя другие показатели удовлетворяют требованиям, обе.спечи- вающим условия теплопереноса. Снижение температуры вспышки теплоносите- .ля нежелательно, так как повышается его пожарная опасность.

Пример4. В качестве теплоносителя используют нефтяную фракцию, представляющую собой реактивное топливо марки ТС-1. Данная фракция нефт имеет высокие эксплуатационные характеристики. Теплоноситель легко прокачивается насосом даже при -60 С.

Примеры 5- 7. Повышение температуры конца кипения нефтяной фракции резко повышает вязкость теплоносителя, повышается температура начала кристаллизации. Это ограничивает температурную область применения способа, так как уже при -20 С теплоноситель загустевает и с трудом прокачивается, а при -50 С вообще теряет подвижность.

Использование известных реактивны топлив в качестве теплоносителей в системах обогрева и охлаждения технологических коммуникаций позволяет достичь ряда преимуществ по сравне5161

нию с известными: в районах Сибири и Крайнего Севера теплоноситель может применяться при любых температурах наруткного воздуха, что обеспечивает надежность работы технологических коммуникаций; (не требуется применение ингибиторов коррозии, что упрощает и удешевляет сам процесс охлаждения или подогрева коммуникаций; исключается вредное влияние на окружающую среду вследствие полной биологической разлагаемости теплоноси- теля. Формула изобретения

Способ теплопереноса в теплообмен- ных системах, включающий подачу угле19136

водородного теплоносителя к источник тепла и отвод теплоносителя к потребителю тепла, отличающийся тем, что, с целью расширения об- ласти применения за счет увеличения диапаз она рабочих температур теплоносителя и повышения экономичности способа, в качестве углеводородного

Q теплоносителя используют нефтяную фракцию, выкипаюрош) в пределах 130- и имеющую темг- -ратуру начала кристаллизации не выше и.вяз15

кость при температуре 60 .

-40 С не более

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано для предотвращения замерзания (в качестве теплоносителя) применительно к условиям Сибири и Крайнего Севера. Целью изобретения является расширение области применения за счет увеличения диапазона рабочих температур и повышение экономичности способа. Поставленная цель достигается способом теплопереноса в теплообменных системах, включающим подачу углеводородного теплоносителя к источнику тепла и отвод теплоносителя к потребителю тепла, по которому в качестве углеводородного теплоносителя используют нефтяную фракцию, выкипающую в пределах 130-240°С и имеющую температуру начала кристаллизации не выше минус 60°С и вязкость при температуре минус 40°С не более 60 мм²/с. 2 табл., 1 ил.

,

с.

0,785 от -60 до +300

130 235

2 6

-60

300 10 60

Незначительна

да

Таблица 1

0,830 от -20 до +180

247 280

6,3

-24

300

10

160

Незначительна

да

Таблнца2