Склад холодоносія зі зниженим гідродинамічним опором тертя

Реферат: Склад холодоносія зі зниженим гідродинамічним опором тертя, переважно для ропних систем помірного холоду, включає хлористий натрій та воду. Додатково містить натрієву сіль β-[Nметил-N-оленоїл] етилсульфокислоти і їдкий натр. UA 87118 U (54) СКЛАД ХОЛОДОНОСІЯ ЗІ ЗНИЖЕНИМ ГІДРОДИНАМІЧНИМ ОПОРОМ ТЕРТЯ UA 87118 U UA 87118 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Корисна модель належить до області холодильної техніки, переважно до ропних систем помірного холоду. Відомі склади холодоносіїв, переважно для ропних систем помірного холоду, на основі водного розчину хлористого натрію [1]. Найбільш близьким по технічній суті та досяжності результату є холодоносій для систем помірного холоду, який містить водний розчин хлористого кальцію або натрію та гідродинамічно активний полімер, наприклад поліакриламід [2]. Недоліками таких холодоносіїв є великий гідродинамічний опір тертя [1], втрата, за рахунок механічної деструкції, поліакриламідом гідродинамічної активності, що є причиною значних витрат електроенергії на їх циркуляцію по трубопроводах. В основу корисної моделі поставлено задачу - підвищення ефективності роботи й економічності холодильних систем шляхом зниження гідравлічних втрат при циркуляції холодоносія по трубопроводах. Поставлена задача вирішується за рахунок того, що холодоносій, який містить хлористий натрій та воду, згідно з корисною моделлю, додатково містить міцелоутворюючу поверхневоактивну речовину (МПАР) - натрієву сіль β-[N-метил-N-оленоїл] етилсульфокислоти і їдкий натр при таких співвідношеннях компонентів (ваг. %): хлористий натрій 4,0-16,0 їдкий натр 0,005-0,1 натрієва сіль β-[N-метил-Nоленоїл] етилсульфокислоти 0,1-2,0 вода решта. Верхні і нижні межі діапазонів концентрацій хлористого натрію, їдкого натру і натрієвої солі β-[N-метил-N-оленоїл] етилсульфокислоти обумовлені наступними обставинами. Хлористий натрій вводиться до складу не тільки для зниження температури замерзання холодоносія, а й з метою утворення в водно-сольових розчинах, при введені МПАР, анізометричних міцелярних структур, наявність яких забезпечує прояв ефекту зниження гідродинамічного опору тертя. За межами діапазону концентрацій (4,0-16,0) ваг. % хлориду натрію анізометричні міцели не утворюються і ефект зниження гідродинамічного опору не проявляється. Введення до складу холодоносія (0,005-0,1) ваг. % їдкого натру обумовлюється необхідністю створення в холодоносії лужного середовища. Це забезпечує розчинам поверхнево-активної речовини збереження міцелярних властивостей у часі, тому що натрієва сіль P-[N-метил-N-оленоїл] етилсульфокислоти є аніонактивною поверхнево - активною речовиною. Введення їдкого натру до складу менше 0,005 ваг. % дозволяє зберігати міцелярні властивості в розчині на нетривалий час (не більше трьох діб). При збільшенні концентрації їдкого натру понад 0,1 ваг. % відбувається висолювання МПАР. При цьому у розчині анізометричні міцели не утворюються і, отже, ефект зниження гідродинамічного опору тертя не проявляється. Анізометричні міцели, наявність яких забезпечує зниження гідродинамічного опору, починають утворюватися при досягненні у розчині так званої другої критичної концентрації міцелоутворення. Для натрієвої солі β-[N-метил-N-оленоїл] етилсульфокислоти такою концентрацією є 0,1 ваг. % цієї речовини у водно-сольових розчинах, що містять (4,0-16,0) ваг. % хлористого натрію й (0,005-0,1) ваг. % їдкого натру. Збільшення концентрації β-[N-метилN-оленоїл] етилсульфокислоти натрієвої солі у складі запропонованого холодоносія понад 2,0 ваг. % приводить до різкого збільшення його в'язкості. Це є причиною значного зменшення величини ефекту зниження гідродинамічного опору тертя і навіть його повного зникнення. Приклади конкретного виконання Приклад 1. Холодоносій з МПАР готується наступним чином. Спочатку у воді розчиняють хлористий натрій, потім їдкий натр і після цього натрієву сіль β-[N-метил-N-оленоїл] етилсульфокислоти. Як приклад розглянемо склад, в якому запропонований холодоносій містить (ваг. %): хлористий натрій 7,8 їдкий натр 0,07 натрієву сіль β-[N-метил-Nоленоїл] етилсульфокислоти 0,9 воду решта. Холодоносій зазначеного складу випробовували при перекачуванні по трубопроводу з шорстких сталевих труб діаметром 95 мм і загальною довжиною 130 м, при витраті (2,530) л/с. 1 UA 87118 U 5 10 15 20 При цьому гідравлічні втрати знижувалися на 75-80 % у порівнянні з перекачуванням водного 7,8 %-го розчину хлористого натрію. Приклад 2. Холодоносій готують аналогічно прикладу 1, тільки компоненти беруть при наступному співвідношенні (ваг. %): хлористий натрій 8,0 їдкий натр 0,005 натрієва сіль β-[N-метил-Nоленоїл] етилсульфокислоти 0,1 вода решта. Таке співвідношення компонентів забезпечує зниження гідравлічних втрат приблизно на 3 % у порівнянні з перекачуванням водного 8,0 %-го розчину хлористого натрію. Приклад 3. Холодоносій готують аналогічно прикладу 1, тільки компоненти беруть при наступному співвідношенні (ваг. %): хлористий натрій 18,0 їдкий натр 0,005 натрієва сіль β-[N-метил-Nоленоїл] етилсульфокислоти 2,0 вода решта. Таке співвідношення компонентів забезпечує зниження гідравлічних втрат приблизно на 2 % в порівнянні з перекачуванням водного 8,0 %-го розчину хлористого натрію. Збільшення вмісту натрієвої солі β-[N-метил-N-оленоїл] етилсульфокислоти у запропонованому складі холодоносія не підвищує його гідродинамічну ефективність, а призводить до додаткових затрат на його придбання. Економічна ефективність використання запропонованого складу холодоносія виражається в зниженні витрат електроенергії при перекачуванні холодоносія по трубопроводах. Джерела інформації: 1. Артоболевский И.И., Политехнический словарь. - М.: Советская энциклопедия, 1977.-544 с. 2. Авторське свідоцтво СРСР № 416373, кл. С09 K 3/06, 1974. Опубл.25.11.1974. Бюл.№7 (прототип). ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 25 Склад холодоносія зі зниженим гідродинамічним опором тертя, переважно для ропних систем помірного холоду, що включає хлористий натрій та воду, який відрізняється тим, що він додатково містить натрієву сіль β-[N-метил-N-оленоїл] етилсульфокислоти і їдкий натр при наступному співвідношенні компонентів (у ваг. %): хлористий натрій їдкий натр натрієва сіль β-[N-метил-Nоленоїл] етилсульфокислоти вода 4,0-16,0 0,005-0,1 0,1-2,0 решта. 30 Комп’ютерна верстка Л. Литвиненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2