Способ теплопереноса в теплообменных системах

)5 С 09 К 5/00 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИАВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 7О, Вюл. Р 45ный научно-ироектный инс едоватут по газапцов, А,В.Килинник,ан, Т.Е.Рожкова, Г.В.Лооулин(в каИзобрееществ,авля труб и съема те зовано в си рева технол нои е отраслях Цель рение ои енения за сче асти рабочих темпе я и повышение увеличения диапазратур теплоноси экономичности спо об.аедена принцирной устаноспособа,а На чертеженая схема лаб к и ствления УДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМП(НТ СССР(71) Все совтельский ипереработке(54) С 110 СОБ ТЕПЛОПЕРЕМЕННЫХ СИСТЕМАХ(57) Изобретение относитсятехнике и может быть использдля предотвращения замерзани ние относится к областипользуемьгх для передачила, и может быть испольстемах охлаждения и обогогических коммуникаций вазовой и нефтехимическойомышленности,обретения является расшиЛабораторная установка моделируетпромьппленный узел съема или передачи честве 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 теплообменш,гх системах, включающим подачу углеводоропного теплоносителя к источнику тепла и отвод теплоносителя к потреб 1 п елю тепла, по которому в качестве углеводородного теплоносителя используют нефтяную фракц 1 гю, выкипа 1 ощую в иредеолах 130-240 С и имеющую температуру начала кристаллизации не вьиое минус 60 С и вязкость при температуре мионус 40 С не более 60 мм /с. 1 ил., 2 табл. тепла в:.истеме водооборота компрессорной установки газоперерабать 1 вающего завода и предст ет собой две камеры, связанные ками для циркуляции теплоносителя-антифриза.Камеры 1 и 2 представляют собой вертикальные цилиндрические сосуды, оборудованные змеевиками для циркуляции горячей 3 и холодной 4 воды. Камера 1 дополнительно снабжена змеевиком 5 для охлаждения теплоносителяО антифриза до температуры -60 С и .ниже жидким азотом, а камера 2 - мешалкой 6 для перемешивания жид ости. Мешалка 6 является одновременно и насосом, с помощью которого осущест ется циркуляция жидкости между карами, Производительность насоса притемпературе в камере 25-30 С составов эляет 1 5-2 0 л/мин, Обе камеры снаб. жены термометрами 7, позволяющимизамерять температуру среды в камераха:с точностью до +1 С,Конструкция установки позволяетпроводить испытания в двух режимах,работы. При первом режиме происходитнагрев теплоносителя в камере 1 до75 оС и охлаждение его в камере 2 до25 С. При втором режиме возможно снижение температуры циркулирующеготеплоносителя до -60 С и изучение его 15эксплуатационных свойств при этихтемпературах (подвижность, вязкость).При этом возможен замер вязкоститеплоносйтеля и скорости его цирку 1 ляции. 20В процессе эксперимента замеряюттемпературу теплоносителя в камерахстандартными термометрами. Подвижность теплоносителя оценивается по, его вязкости, определяемой вискозиметром, и по изменению производитель ности насоса.В процессе эксперимента используют реактивное топливо марки Т. Топливо характеризуется следующими показателями:оПлотность при 20 С, г/см 0,849Начало кипения, СО201Конец кипения,С 307Вязкость кинематичес 35кая при 20 С, сСт 4,3Общее содержание серы,мас.l 0,04В процессе эксперимента налаживаютнормальную циркуляцию испытываемоготеплоносителя, при этом температурав камере 1 поддерживается на уровне75 С подачей в эмеевик 3 горячей воды, а температура в камере 2 - науровне 25 С подачей в змеевик 4 холодной воды. При таком режиме вязкость теплоносителя в камерах 1 и 2составляет, 0,4 и 3, 2 сСт. соответственно, Скорость циркуляции тепло-носителя находится на уровне 2 л/мин. Затем водяные змеевики отключают и камеру 1 охлаждают жидким азотом с помощью змеевика 5. При достиженииов камере 1 температуры -60 С и в камере 2 -57 С скорость циркуляции жицкости существенно не снижается и составляет 1,4 л/мин, а вязкость теплоносителя в камере 2 составляет 110 сСт, Теплоноситель при указанномтемпературном режиме сохраняет своиэксплуатационные свойства.В табл.1 представлены сравнительные данные используемой в качестветеплоносителя в предлагаемом способенефтяной фракции и известных.Из данных табл.1 видно, что предлагаемое техническое решение по сравнению со способами, использующимиизвестные теплоносители, Работоспособно в более широком диапазоне рабочих температур (до -60 С). При этомнизкая себестоимость и отсутствиенеобходимости строить пароспутникидля разогрева теплоносителя при эксплуатации предлагаемого способа Делаетего наиболее экономичным.Влияние температурных пределовкипения нефтяной фракции на ее свойства как теплоносителя в предлагаемомспособе приведено в табл,2. В качестве образцов используют нефтяные фракции, выкипаюцие в разных пределах.При этом проверяется их вязкость, упругость паров и температура началакристаллизации,П р и м е р ы 1 - 3. С понижениемтемпературы начала кипения нефтянойфракции резко понижается температуравспышки ее, хотя другие показателиудовлетворяют требованиям, обеспечивающим условия теплопереноса. Снижение температуры вспышки теплоносителя нежелательно, так как повышаетсяего пожарная опасность,П р и м е р 4, В качестве теплоносителя используют нефтяную фракцию,представляющую собой реактивное топливо марки ТС. Панная фракция нефтиимеет высокие эксплуатационные характеристики. Теплоноситель легко прокаочивается насосом даже при -60 С.П р и м е р ы 5 - 7. Повышениетемпературы конца кипения нефтянойфракции резко повышает вязкость теплоносителя, повышается температураначала кристаллизации, Зто ограяичивает температурную область применеония способа, так как уже при -20 Степлоноситель загустевает и с трудомопрокачивается, а при -50 С вообще теряет подвижность.Использование известных реактивныхтоплив в качестве теплоносителей всистемах обогрева и охлаждения технологических коммуникаций позволяетдостичь ряда преимуществ по сравне5161 нию с известными; в районах Сибири и Крайнего Севера теплоноситель может применяться при любых температурах наружного 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 теплоносителя.Формула изобретенияСпособ теплопереноса в теплообменных системах, включающий подачу углеТаблица 1 Способ теплопереноса с использованием теплоносителя Показатели Нефтяная фракция сТ,130 240 оС 0,785 от -60до +300 0,830от -20до +180 130 247 235 280 6,3Незначительна Незначительна томерами и другимигерметиками да да Плотность при 20 С, г/смЭТемпературные пределы приоменения, СПределы выкипания, С:начало перегонки окончание перегонкиВязкость мм /с при, С:о20-40Температура начала кристаллизации, ОСПредельно допустимая концентрация, мг/м:Эв воздухев воде водоемовЦена эа 1 т, руб. Корроэионная активность по отношению к металлам (медь, алюминий)Совместность с элас 1913 6водородного теплоносителя к источникутепла и отвод теплоносителя к потребителю тепла, о т л и ч а ю щ и й -с я тем, что, с целью расширения об"ласти применения за счет увеличениядиапазона рабочих температур теплоносителя и повьппения экономичностиспособа, в качестве углеводородноготеплоносителя используют нефтянуюфракцию, выкипающую в пределах 130240 фС и имеющую темг".ратуру началакристаллизации не выше -60 С и. вязкость при температуре "40 С не более60 мм /с. Печтамеры пропилена дициклогексан-Зо ФПпи -го С,з ставитель Г,СахРед Г 1 Ходанич ктор Т,Г 1 агец Редакт обко ираж 5 12 Зак одписное Государственного 113035, ироизводственно-издательский комбинат Патент , г.ужгоро Гагарина, 101 Температура, Сначала кипенияконца кипенияПлотность при 20 С, г/см3 Температура вспьзпки, аС Вязкость, мм/с, при фс20-40Температура начала кристаллизации,зС 311)567 омитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССосква; Ж, Рау 0 Ская наб., д. 4/5