CS254228B1 - Přísada do vodného média - Google Patents
Přísada do vodného média Download PDFInfo
- Publication number
- CS254228B1 CS254228B1 CS862052A CS205286A CS254228B1 CS 254228 B1 CS254228 B1 CS 254228B1 CS 862052 A CS862052 A CS 862052A CS 205286 A CS205286 A CS 205286A CS 254228 B1 CS254228 B1 CS 254228B1
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- water
- polyvinyl acetate
- weight
- kwh
- saponified polyvinyl
- Prior art date
Links
Landscapes
- Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Description
Vynález sa týká použitia přísady syntetic kého polyméru alebo polymérov do vodného média na zníženie strát tlaku 'třením a/ /alebo hydraulického odporu, čím sa značné zníži energetická náročnost pri ich čerpaní, resp. potlačí sa disipácia energie v turbulentnom toku vody alebo vodných roztokov.
Už dávnejšie sa intenzívně skúma Tomsonov jav alebo zníženie strát tlaku třením prúdiacich kvapalín, najma prúdiacej vody a vodných roztokov, s aplikáciou polymérnych aditívov (Soo S. L.: Gidrodinamika mnogofaznych sistem. Izdatelstvo „Mir“, Moskva /1971/; Goldstein R. J. a i.: Ind. Eng. Chem. Fundam. 8, 19Θ9, s. 498;
Wang Chien-bang: Ind. Eng. Chem. Fundam 11, 1972, s. 546). Ěxperimentálny výskům sa robil v širokom rozsahu druhov a koncentrácii polymerných aditívov, ich mólovej hmotnosti, vplyvu teploty a pH roztokov, vrátane skúmania mechanickej degradácie aplikovaných polymérov (Patterson G. K. a i.: The Physics of Fluids 20, 1977, s. 68; White D. J. a i.: AICHE J„ 21, 1975, s. 1 027; Sedov L. J. a i.: Izv. AN SSSR, MŽB Moskva 1974, s. 205; Frenkiel F. N. a i.: Structure of Turbulence and Drag Reduction, Am. Inst.. of Physics, New York 1977), zvlášť rozpuštěných vo vodě. )e tiež známe (Virk P. S.: AICHE J„ 21, 1975, s. 625; Seyer F. A, a i.: tamtiež 15, 1969, s. 426), že zníženie strát tlaku třením zriedených vodných roztokov polymérov (v porovnaní s čistou vodou) sa pozoruje až v oblasti přechodného turbulentného charakteru toku, v závislosti od koncentrácie a mólovej hmotnosti aditívu. Taký vplyv, na zníženie strát tlaku třením prúdiacej vody s prímesou polyméru v porovnaní so samotnou prúdiacou vodou majú polyglykolv, resp. polyetylénoxid s molekulovou hmotnosťou řádové IO-5 a vyššie (Kutateladze
S. S., Mironov Β. P.: Eksperimentáfnoe issledovanie nristennych turbulentnych teorii, s. 60. Nauka, Novosibirsk 1975; Schowalter W. R.: Mechanlcs of Non-newtonian Fluids, s. 244. Pernamon Press, Oxford 1978; Sedov
L. I. a i.: O rasčetach turbulentnych pograničnvch sloev s malvmi dobavkami polymérov, s 205, Nauka, Moskva 19741. Ďalej poIvakrvlamid a čiastočne hydrolyzovaný nolvakrvlamid, ako aj guárová guma (Nikitin I. K. a i.: Profil' skorostei i soprotivleniia trenia v tiirbolentnom točenii. s. 93. Gidromechanika. Moskva 1971). Potom karboxymetvlcelulóza s hvdroxvetvlcelulóza v koncentráciach 0.1 až 0.5 % hmot. (Lodes A., Zaliherová A.. Hudáčková H.: Zborník 4. celoštátnei konferencie Reoloeie kapalin v průmyslové praxi, s. 177 až 182. Velké Karlovice 1981).
Uvedené přísady, či depresátory do vodných médií si však vyžadujú polvméry s mimoriadne vysokými molekulovými hmotnosťami, ktorých výroba je technicky náročnejšia alebo aj vyššie koncentrácie. Tiež vi4 nou degradácie přísad polymérov sa výrazné znižuje ich „životnost“, mění ich účinnost ap.
Avšak podstatou tohto vynálezu je použitie parciálně zmydelneného polyvinylacetátu so vstupňom hydrolýzy 45 až 99,9 % mól., s výhodou so, stupňom hydrolýzy 60 až 92%, v celkovom množstve sušiny 1. . IO-5 až 0,3 % hmot., s výhodou 1. IO-3 až 5 .10~z % hmot., připadne navýše ešte s vodorozpustným stabílizátorom systému, s výhodou vodorozpustným biocidom a/alebo antikorodantom, ako přísady do vodného média, s výhdou do chladiacej vody vo výmeninífcoch tepla a v cirkulačných chladiacich systémoch, na zníženie strát tlaku třením a/alebo hydraulického odporu.
Technický pokrok použitia přísady do vodných médií podfa tohto vynálezu nespočívá len v nájdení novej syntetickej polymérnej přísady do vod a vodiných roztokov na zníženie hydraulického odporu, strát tlaku třením pri ich transporte, ale aj v, mimoriadne vysokom účinku parciálně zmydelneného polyvinylacetátu a tým v znížení spotřeby elektrickej energie pri aplikácii, ako v porovnaní so známými vodorozpustnými polymérmi, dokonca s požadovanými mimoriadne vysokými molekulovými hmotnosťami, používanými na podobné účely, tak aj s čistým polyvinylalkoholom. Dalej poměrně značná stabilita novej přísady, pri aplikácii praktická necitlivost na iné připadne potřebné přísady do chladiacich systémov a technická dostupnost.
Pri výbere parciálně zmydelneného polvvinylacetátu je vhodné dbať hlavně na dosiahnutý stupeň hydrolýzy, ktorý nemůže byť pod 45 % mól: z důvodov zlej rozpustnosti, či prakticky nerozpustnosti vo vodě. Podobné, nízku účinnost má aj samotný čistý polyvinylalkohol. Najvhodnejšie je volit’ parciálně zmydelnený polyvinylacetát so stupňom hydrolýzy v rozsahu 60 až 92 % mól. Pre vysokú účinnost na straně jednej je zapotreby vodorozpustnosť, ale na straně druhej aj přítomnost hydrofobizujúcich acetylových skupin. Parciálně zmydelnený polyvinylacetát sa může aplikovat ako vo formě vysušeného, teda samotného parciálně zmydelneného polyvinylacetátu, tak aj vo formě vodného alebo vodno-metanolického roztoku, připadne voďno-glykolových roztokov. Vhodný je hlavně vo formě vodného roztoku alebo vo formě vodno-metanolického roztoku, s případnými prímesami metylacetátu.
Údaje o koncentráciach parciálně zmydelneného polyvinylacetátu v upravených vodách, resp. vo vodných médiach sa počítajú z hmotnosti sušiny, resp. čistého polyméru a sú v rozsahu 1. 1CV5 až 0,3 % hmot. Najvyššia účinnost sa však dosahuje v hraniciach 1.10-3 až 5.10~2 % hmot.
Pod vodným médiom sa rozumie jednak voda ako, taká, pramenitá, riečna, demine254228 ralizovaná ap., najma však recirkulovaná cez výmenníky tepla a chladiace stanice, jednak vodné roztoky anorganických a/alebo organických zlúčenín. Spravidla nežiadúcimi nečistotami takýchto vodných médii sú koloidné častíce i jemné suspenzie, ktoré na svojom povrchu možu adsorbovat parciálně zmydelnený polyvinylacetát a tým znižovať efektívnu koncentráciu přísady (depresátora).
Na zvýšenie životnosti, ako aj reprodukovateřnosti zníženia hydraulického odporu a strát tlaku třením je vhodné aplikovat navýše přísady známých biocídov, pretože mikroorganizmy a enzýmy bývajú spravidla hlavnou příčinou degradácie přísad polymérov vo vodě. Dalej antikorozívne přísady, antioxidanty (hydrazínhydrát), připadne vodorozpustné faribivá ap. Pri použití depresátora podta tohto vynálezu, možno kombinovat přísady parciálně zmydelneného polyvinylacetátu i s inými, známými polymérmi a kopolvmérmi, znižujúcimi straty tlaku, třením a hydraulický odpor vodných médií.
Přísady do prúdiacej vody, resp. chladiacich void. možno přidávat jednorázové alebo po častiach, připadne kontinuitne. Kontinuitné pridávanie prichádza do úvahy najma v prípadoch prúdenia nevratných vod, ako pri použití vody na hasiace (váčšia dosažitelnost basiacej vody) účely alebo zavlažovanie. Pri takejto aplikácii možno navýše do vody přidávat stimulátory rastu, zlůčeniny mikroelementov — bioprvkov, pesticidy ap.
Dalšie údaje o- možnostiach použitia depresátora podlá tohto vynálezu, ako aj dalšie výhody sú zřejmé z príkladov.
Příklad 1
V rúrkovom výmenníku kondenzuje vodná para s tlakom 0,2 MPa. Chladiaca voda sa ohrieva z 20 na 40 °C. Vo výmenníku prúdi 63 700 kg vody/h pri kondenzécii 3 636 t pary/h. Vo- výmenníku je 40 paralelných rúrok, ktorými prúdi voda. Rúrky majú priemer 26 X 2 mm a dížku 3 m. Voda sa čerpá čerpadlom odstředivým s účinnosťou 42 %. P-o přidaní do vody 8,7.10-4 % hmot. počítané na hmotnost vody vodného média parciálně zmydelneného polyvinylacetátu, so stupňom hydrolýzy p-olyvinvlacetátu 52,5 % mol. (so 46% acetátových skupin) vo formě jeho vodno-metanolického roztoku o koncentrácii (sušině) 8,7 % hmot., t. j. v množstve 1.10-2 % hmot. je koeficient úbytku strát tlaku 18 %.
Reynoldsovo kritérium v rúrkach je 26 900. Súčinitel' strát tlaku třením vodv je 0.0245 a roztoku s polymérom — parciálně zmydelneným polyvinylacetátom je 0,0201. Stratová výška třením v případe vody je 3,73 m; výkon čerpadla 0,066 kW; potrebiný příkon 565,2 kWh a spotřeba elektrickej energie 4,88.107 kW-h/rok (r).
V roztoku chladiacej vody s prídavkom
8.7.10- 4 % hmot. parciálně zmydelneného polyvinylacetátu je stratová výška třením v případe prúdenia roztoku 3,05 m; výkon čerpadla 0,054 kW; potřebný příkon 464,4 kWh a spotřeba elektrickej energie je tak 4,01.10' kWh/r. Ročná úspora elektrickej energie je 8,7. 10® kWh, t. j. 3,132 . 10® MJ v případe, že sa použije namiesto- samotnej vody uvedený vodný roztok a množstvo parciálně zmydelneného polyvinylacetátu so stupňom hydrolýzy 52,5 % mol.
Podobný výsledok sa dosahuje aj s vodou, obsahujúcou okrem 8,7.10-4 % hmot. parciálně zmydelneného- polyvinylacetátu so stupňom hydrolýzy 52,5 % mól navýše s přísadou 0,1 % hmot. p-kumylfenolátu sodného ako biocídu.
Příklad 2
V protiprúdmom výmenníku tepla typu rúrka v rúrke sa má ochladzovať 0,1 m3/min benzenu z teploty 78 °C na teplotu 26 °C. Chladí sa vodou, ktorej teplota na vstupe je 20 °C a na výstupe 40 °C. Vonkajši-a rúrka chladiča má priemer 82 X 2 mm a vnútorná 36 X 2 mm. Benzen prúdi vo vnútornej rúrke. Tepelná vodivost materiálu rúrok je
34,9 w . m-1. K-1. Namiesto- samotnej vody sa použije na chladeinie voda s přísadou
1.6.10- 3 % hmot. parciálně zmydelneného polyvinylacetátu, so stupňom hydrolýzy 88 mól. % (so 14,5 % acetátových skupin), z ktorého- připravený vodný roztok o koncentrácii 4 % hmot. pri teplote 20 °C je 13 mPa . . s vo formě vodného roztoku o koncentrácii (sušině) 15,47% hmot. (Sloviol R).
Na ochladenie benzenu o prietoku 5 070 kg. h-1 je spotřeba chladiacej vody podfa tepelnej bilancie 5 670 kg. h-1. Středná teplota benzenu je 52 °C a vody 30 °C. Zníženie strát tlaku třením je 24 %.
Objemový prietok vody je 1,58.10-3 m3. . s-1, rýchlosť vody 0,731 m . s-1, ekvivalentný priemer 0,026 m. Hodnota Re kritéria je 23 600. Dížka rúrky z rýchlostnej rovnice přechodu tepla je 52 m, pričom tok tepla je 131 884 W a logaritmický střed teplot vo výmenníku je 17,4 K.
Straty tlaku vypočítané podfa Darcyho rovnice pre vodu (ak súčinitel' strát tlaku třením vody určíme podfa Blasiusovej rovnice) majú hodnotu 0,0254.
V případe použitia chladiacej vody s obsahom 1,6.10-3 % hmot. uvedeného parciálně zmydelneného polyvinylacetátu je súčinitel strát tlaku třením 0,0193.
Potřebný výkon na čerpanie chladiacej vody je za rok 667 008 kWh/r; v případe čerpania roztoku vody s uvedeným parciálně zmydelneným polyvinylacetátom je 506 883 kWh/r.
Úspora energie je tak pri použití uvedeného roztoku vody na chladenie 160175 kWh/r, resp. 576 630 MJ/r.
Příklad 3
Zo zásobníka chladiacej vody je privádzaná na jednotlivé chladiace miesta potrubím o dlžke 1,2 km s vnútorným priemerom 150 mm. Spotřeba vody je 4.103 m3. s1. Priemerná teplota vody je 20 CC. Chladiaca voda sa upraví prídavkom 8,7.10“4 % hmot. parciálně zmydelneného polyvinylacetátu so stuipňom hydrolýzy 52,5 % hmot., vo formě vodno-metanolického roztoku o koncentrácii (sušině) 8,7% hmot. specifikovaného v příklade 1. Pri danej teplote roztoku je koeficient zníženia súčinitefa strát tlaku třením 9,4 %.
Pri objemovom prietoku 4.103 m3.s_1 je rýchlosť v potrubí 0,226 m. s“1. Reynoldsovo kritérium je 33 970. Potom súčinitel' strát tlaku třením pre vodu je 0,0232 a pre chladiacu vodu s obsahom 8,7.10~4 % hmot. uvedeného parciálně zmydelneného polyvinylacetátu je 0,0210.
Potřebný výkon čerpadla pre vodu je 67 807 kWh a pre chladiacu vodu s obsahom parciálně zmydelneného polyvinylacetátu je 61 308 kWh.
Úspora elektrickej energie je tak 8 499 kWh/h, resp. 202,14.10e MJ/r.
Příklad 4
V rovnakom systéme ako v příklade 3 sa použije upravená voda přidáním 1,547.10 2 percent hmot. parciálně zmydelneného polyvinylacetátu so stupňom hydrolýzy 88 % mól., specifikovaného v příklade 2, vo formě v podstatě vodného roztoku (iba příměsi metanolu a metylacetátu) o koncentrácii (sušině) 15,47 % hmot.
Pri množstve přísady 1,547. IO-2 % hmot. parciálně zmydelneného polyvinylacetátu do chladiacej vody je priemerná hodnota koeficientu zníženia strát tlaku třením upravenej vody až 62 %.
Objemový prietok vody, resp. upravenej vody je 4 . IO“3 m3 . s1; rýchlosť 0,226 m . . s1; viskozita upravenej vody 1,03 . IO“3 Pa . s; Reynoldsovo kritérium 32 895.
Súčinitel strát tlaku u člstej vody je 0,0235 a upravenej vody přísadou 1,547 % hmot. parciálně zmydelneného polyvinylacetátu 0,009.
Potřebný příkon na čerpadlo pre čistú vodu je 69 212 kWh; pri čerpaní upravenej vody 26 192 kWh.
Hodinová úspora energie je 43 020 kWh, t. j. 1 338.106 MJ/r.
Příklad 5
V rovnakom systémem ako v příklade 3 sa použije upravená voda přísadou 1. IO2 percent hmot. takmer úplné zmydelneného· polyvinylacetátu so stupňom hydrolýzy 99,7% mól., teda s přísadou 1.10“2 % hmot. počítané na vodu prakticky čistého polyvinylalkoholu.
Pri uvedeinej koncentrácii polyvinylalkoholu v upravenej vodě v· porovnaní s čistou vodou je priemerne koeficient zníženia strát tlaku třením 2,2 %. Objemový prietok vody je 4.IO3 m3 . s“1; rýchlosť 0,226 m. s1; viskozita upraveného roztoku je 1,04 . IO3 Pa . s a Reynoldsovo kritérium 32 500.
Súčinitel' strát tlaku třením čistej vody je 0,0236 a upravenej vody 0,0230. Potřebný příkon na čerpadlo pre čistú vodu je 69 212 kWh a pre upravenú vodu 67 524 kWh.
Hodinová úspora elektrickej energie je 1 597 kWh, čo je 49,67 MJ/r.
Z uvedeného vyplývá, že prakticky čistý polyvinylalkohol na rozdiel od parciálně zmydelneného polyvinylacetátu spósobí len malé zníženie strát tlaku prúdiacej vody třením a tak len malú úsporu energie.
Claims (1)
- PREDMETPoužitie parciálně zmydelneného polyvinylacetátu so stupňom hydrolýzy 45 až 99,9 percent mól., s výhodou so stupňom hydrolýzy 60 až 92 % mól., v celkovom množstve sušiny 1.105 až 0,3 % hmot., s výhodou 1.10”3 až 5. IO-2 % hmot., připadne navýše ešte s vodorozspustným stabilizátorom systému, s výhodou vodorozpustným biocídom a/alebo antikorodantom, ako přísady do vodného média, s výhodou do chladiacej vody vo· výmenníkoch tepla a v cirkulačných chladiacich systémoch, na zníženie strát tlaku třením a/alebo hydraulického odporu.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS862052A CS254228B1 (cs) | 1986-03-24 | 1986-03-24 | Přísada do vodného média |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS862052A CS254228B1 (cs) | 1986-03-24 | 1986-03-24 | Přísada do vodného média |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CS205286A1 CS205286A1 (en) | 1987-05-14 |
| CS254228B1 true CS254228B1 (cs) | 1988-01-15 |
Family
ID=5356500
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CS862052A CS254228B1 (cs) | 1986-03-24 | 1986-03-24 | Přísada do vodného média |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CS (1) | CS254228B1 (sk) |
-
1986
- 1986-03-24 CS CS862052A patent/CS254228B1/cs unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CS205286A1 (en) | 1987-05-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| AU2012253232B2 (en) | Subsea cooling system | |
| US6221276B1 (en) | Heat transfer liquid with potassium formate for ventilation and air conditioning installations | |
| CN107300291A (zh) | 一种乙二醇溶液制冷系统及乙二醇循环液 | |
| CN103424012A (zh) | 一种沉浸式环管换热器 | |
| CN101738094A (zh) | 一种高温设备用油冷却系统 | |
| CS254228B1 (cs) | Přísada do vodného média | |
| CN201697517U (zh) | 新型钢铝双金属管及其管束 | |
| US6952925B2 (en) | Optimizing inlet air for gas turbines | |
| CN108489297B (zh) | 换热系统 | |
| CN102011771B (zh) | 流体减阻组成物 | |
| CN206832084U (zh) | 换热器 | |
| RU2296790C1 (ru) | Теплопередающая жидкость | |
| CN207005678U (zh) | 一种船用滑油冷却器 | |
| CN202432890U (zh) | 防腐蚀热泵套管换热器 | |
| CN211575941U (zh) | 地下油站列管式换热器 | |
| CN209338358U (zh) | 一种污泥低温热水解处理装置 | |
| Sedahmed et al. | The use of drag-reducing polymers as corrosion inhibitors in pipelines | |
| Morcos et al. | Performance analysis of a plastic shell-and-tube heat exchanger | |
| SU1288315A1 (ru) | Охлаждающа жидкость дл двигателей внутреннего сгорани | |
| CN204755408U (zh) | 磁力泵泵前冷却装置 | |
| Amiri | M. Varnaseri, SM Peyghambarzadeh & | |
| CN204064076U (zh) | 耐腐蚀热泵型卧式套管换热器 | |
| SU777338A1 (ru) | Добавка дл снижени гидродинамического сопротивлени теплоносител | |
| Kishimoto et al. | Influences of the inner-surface conditions of circular tubes on the heat transfer in a surfactant drag-reduction system | |
| CN201740436U (zh) | 一种高效耐腐蚀热泵换热器 |