автореферат диссертации по энергетическому, металлургическому и химическому машиностроению, 05.04.03, диссертация на тему:Повышение эффективности оребренных воздухоохладителей путем гидрофобизации их поверхности

одзсскиа доютт Кл-.:ота.ив?лг/ркоЛ тзхкжи и задании

Р Г Б ОД За правах рукоп:;ол

- 5 СЕН 199'!

K7P3I1K ilsas Григорьевич

ПОЗЯЭШ ЗаШТИВЗОСИ ОРЗЗРЕННЫХ ЗОЗЛУХООХТЛЦИТШЯ ПУТЕМ Г^ДБОгОБИЗАЦИИ ИХ ПОВЕРХНОСТИ

Сае:ц:ал5::ос?ь С5.04.03 - äsiki л аппарата холстзльпоа

г. криогенной техиахд :: систем к о : : ~ : : о :-: :: ро п 2. :.' " : Я

Дг~ г- гт îJ-^'T д 7* гт 7"

X*. Ks XL Ï л ■ ¿X i.-; Л л J л.

на со::с:-:акде ученой стопе;:::' гандздзта техаачесгпх -::аук в ферме научного дог.-дга

Одесса - 1994

Работа выполнена е Одесском ппсгдтуте 'низкотемпературной техники и энергетика.

Каучнкй руководитель: каедидат телллческлх наук,

профессор Никудышна Д.Г.

Официальное оппоненты: доктор техклчеек".:: наук,

профессор .Зо~?ко A.M.

коидидат технических наук Чернозубов A.M.

Ведугдгч: оргаиизацгй - АШО "Одесхолод".

Защлта состоится п"________ 1994 г в ^ часов на

гасе,гдк!'.-^ слецпалкзярс-вандого Совета К.038.L7.01 вр:: Одесской ан-с:-".:туте и-;зкотащературнол те^-аши л энорготлкл ко адресу: 270100, г.Одсссг., ул. Петра Веского, 1/3 - Совет ОЙКГЭ.

С С;иссерг.:д;-е2 могло о^;-:ако:,:лт:>с-': з научной 'бабдсотехе" ОИНГЭ. Лкссертацая разослана " " .....®J______1234 г.

Учений секретарь спег-яализарованного Совета Р.К.Нккулышн

Исх. » 03-for

ОЩАЯ ХЛРАЯГЕРКТИКА РАБОТЫ

. |Актуальность тест.. Известно, пго применяете сегодня з ира:С -гдк а проишлешше истодн борьба с обледенеем воздухоохладителей (образован:;см я ростом "сгюго.чоЛ. шубк") кало эффектквни, требуют яоаолнитедышх затрат мдергпл, создания специальны;: :;о!;етру;:г::й. релячявавдях металлоёмкость к габардты аппаратов. Бот почему по-ясх я разработка новых более э^ектявких методов епдзеиг-'я пяееобра-Э02ан::я ка одлаждаг-'-да • поверхностях воздухоохладителей является йо£ научно-технической задаче-. Один аз возможна пут«3 решения этой задачи, основанный • на прамекедия аятдоб ледон::те.1ьних пократлЯ, предлагается в настоящей дкссёртаотя. В это:.: заключается актуальность тега данного дссдадовгняя.

Цель пзботи состоят в совершенствовании систем воздушного ох-лагкдокня путем использования теялообазннкх аяяаратоз, иодг<;,::ц::рсзаа-ких анткобледенцтелыг^м комбл.'-троЕанкь'м покрытием, сняхаагам ия-гег.скЕ-юсть процесса охладденвя г.нея.

. Зя.у-гч". тботы: Определить здгяяав гядрофобг^ацяя ка вягчнеяю-нссть процесса ¡зедгдзгая якая, сцепить теплоэнергетическую гаиноегь, аэродазачичесяяе-. я зксядуа,гг:;гояяыв характеристика воздухоохладителей с аятиоблодснпселышм иодриткем, отработать техяоло-гйчсский процесс производства я кааесекия на тектообхеякоо оборудование .комбинированного адтиобледекитслыюго поар^тдя. разработать ярозятяуп техкодогдческую дскумаг.зацию на прогл-депяе ояктко-ироьгнз-ленннх.работ с покрытия."«-а проверять' их на практике в процессе проаиозеиной эксалуатасаа-.

внервыв исследован;: оребрешаз аппараты, на теялолсродаэде2 поверхности которых сяятезкрогака гидрофобная плёнка, сясгаацаяс до ~ .? раз сяяы адгозяонаого вза.".-:гсде2лтЕия с яодкр-аьас: средами ( вода, лёд, яггей к т.д. ).

'. Научное полеазкгэ: Цодофисадая тепдецередаздих поверхностей ярибороа охлаздекии камерного оборудовался креглнайорганяческякя с о ед::;;е няягли на осяопе псшаяюш^росоясдсанов приводят и снкхс-хи:» ииаесбразовалия, повкшзкив теплоэнергетической эффективности, улуча-зия© эксвдтззацзоагпс характеристик, уведячзяа» антикоррозионной стойкости аппаратов.

I. Разработана технология приготовления гидрофобного покрытия я его нанесения на приборы охлаждения в ярогошлеяных условиях. Тех-кодогаа проверена ка практике я козет бить рекомендована к широкому внедрения.

2. Получены эксдеракекталыше данные лабораторных и промьаг-лек;щх исследований по тепло- а ¡лаосообиену, аэродкнакпка сгрлй-laoc a «одкфппироБанзих гпдрофобншл покрытием воздухоохладителей и доказана высокая эффективность предлагаемого покрыта х; возкоа-костъ его варокого внедрения в практику. • ■

1. Разработана практически рекомендации по «кгепехйд.'йцаи действующего тешхообмекного оборудовать, работающего в условиях.

.нееобразозания, истодов гздрофобязагрш теплопередачей поверхности.

2. разработана технологическая дс'ку.'.".2нтгаг.1я ка типовой те:сно-.тогдчзгклй процесс прнготовле.-пя л нанеое.'кя антпобледс.чхтельного ком5пя;:рова;шого покоптил ка кзталлг.чзскпе поверхности слог.ц-:ой

«Jopioi. ''_ ''

Отдельные раздели работы у. работа з цс^о:л па яатйшх коифереэдЕлх'0ЖГЭ"з .IS37rIC88 годах, ла' Всссоззной ¿здзно-яракткчоской ^опфереютп ас . про-

гз£-*-дс;:;/1 с np:*.::0H0i'.;:e:.i искусственного холода (Г-бдесеп, октябрь, ISO9 г.); Всесокзас* яйувдю-техкичэской копберекцпп по холоду (г.Сейкт-Псгербург, октябре, 1991-г.); ка научных сег-нарах, про-рдзс.м .sapyôcinn.": спецпалкзарущдхсЕ в области шще-

воГ: тедделогп;: : Л0 "Кокагро" г.В::лъя:.:сбург\ '.США, 1921 г.; АО. "Орлхэлелл::", г.:.!::лак, Италая, лсяь .19.92 г.; t"Даягдч ЛТД", г.С~г.:..;ул. Т"рГ5-:я.'апрель 1993 г.; Ко.\и:гк::я по переработке продуктов гхгзотцоаодстсд, г.Хербгя, яолбрь 1993 г. - (Катай),

ратернала:.'. ;;::ссерта:;г.: поятся 5 публикаций..

СОДЕРНАБЖ .РАБОТУ '

I. Состолкпе '-onnoçn. "сследсванпа ссллових а а з po~:ir:oj:^ с с -кцх характеристик оргбреяЕкх воздухоохсадптелсЗ в условиях пнееоб-разовдния зосведа!ш работе ияогах .авторов;• Адат:: И., .Ангрена А., Лог.;: U.. Еабаг.пка Б.С., Гачил^ва 7.С., Герасимова H.A., ¡'лаповой B.C., fôpatfaycps. X., Яо«£кана В.Н., Лотка X., Таяка. 0.,' . Уайта Д., Хкаладас O.S., Хосода Т., Чакга П., ЧепурдзЕко В.П., Чепурксго M.ÎL, Чужка И.Г-, Птонкера В.£>.г Явналк Г.К. г. др. Ана лкз с-г:;:: работ попугивает, что подавляющее большинство способов борьба со "снеговой шубой" сасдапо с дополнительна расходе:.: э.чер гав, услолнскаеу конотрукюш, созданием спецпаль.ткх састеи рзгене рации пли.О'-ясгки, увеличение:.: ¡.'.сталлоё:.с;ости приборов охлаздсикя В настоящее время предпочтение отдаётся к;;з;:ко-:с::с!ческо;.:у методу

о.експаккску та саженка адгезии лада п аязя я зягцгасной позерхка-wr;i путёа кодафйхата: е§ спенпалызма ектоадгэзхоятаа ллЗякосб-разуэдакя аецссгвака. Б качестве актаадгезконзшг г/лтораалов apxte-аялась г-аоаеад'гае с мола, пластмасса, резана, каучука, daiyiinae str/-льеаа, pro: всляхгриах катераалов к др. Обладая xoposaa гадрсфоб-кнма хараптеристпяаил, эта штераала оказалась «епрагодаыма для гадрофобападал теляообаеннах аозерхаостей, з яерзув очередь, из-за значпгелькой толщей получаемых поаритай i~IG0 ... 200 екм), ::о-долгоаечкостп .табо ксебходакоста поламеразают пра вассклх те:пе-ратурал. Разработанное Украинским то:аа1"цсл:-ал уадзерсатетстл (г.ласа) а ОЮТЭ аятаобледенательное кс:.:банароЕанлое аокентае (A.c. 1457333) иксе? толцалу алёлял порядка 1-2 :.:гл а, ная следстааз, наз-кое терглаческое соаротааленае, aacoxaü краезоЗ угол сглчазааая. хо-posxe прочаостше а, антакоррозяоалае ларактерлстака. Процесс фор:л:-розааая плёнка ке требует спецаааьаой термической обработка.

иетазтаз^г^ве^оетяз^^

Плг.'ц-а УГУ - ОИШ'Э состоя? аз слоев. Плёпас.сбрззухпаае раствора- аерзого елся асаратая (подлаки) должна сбесяечагать зысо-i;yn адгсза.-j к металлу, растворяться в ¡зароках предела::, аоззоляг-хиа: получать раствора различно-! конаеятрацал, анеть назкое яезерляое?-кос аатяаекае, обесаечазга^ее aopo'iyn скачазаемосгь, а, следовательно а пелркгаеиость позерхяоета, пгзть аатагнке группа, способные зстулать в злилчесгае. реакдаа с гадрсфсбааатороа.

Такагла сзойстмяп, лая сказалось. з ааабольше2 стеевка обладает одан аз офароз ортопреглкаезсЛ каслоты - тзтразтоксасалгл (ТЗОС).

ТЗОС (GC,Hs)4 з арасутстзаа зодно-аяетоновая а зодяо-саартоаа:-: растворов глдролазустся с одаоврскоаког полаяодаснсаса-е2 образугдался аролуатоз:

Si (0С4ЯД + H.Oe HsC.O-C>L -ОН +CsHs0H~

______, ос,н,

— н3с2о - sl — о;» + ко;- ^5i-oc,Hs-~

^■0C2Hs ----- 0C2 Hs

ос>и* ^OCaH g

— HSC4C — Si — 0 — sC - oc.H- + HO,

O^Hs . 6c,Ws .

т.о. образуется к се рог ель, хоторц?. схе'датлчно г.олло представить как

При неполно:.; глдооллзе "ТЭ00 неглдролпзованная часть эфира превращается в конденсирований с.'ХллстнГ: -{латерхал, который способствует адгезии к металлу к сохраняет эластичность в плёнке кремнезё-1,'л после кспаренхл растворителя.

(осгне)А + 4 нго —яда^ч 4-слщт

м 5£ 2 На0 — а 5£ Ог (га-п)51 (ОН)4

ОбразовавоаЯея слг.рт улетучивается, а на поверхности отлагается твёрдой равномерна, прозрачный слой кре.'.'.лез&ла.

Процессу г п.-пк онд е поаллл :: к о:ллл е лее об раз опаллл, сопутствуй -дпе гидролизу, приводят к поплсспкогу содеаханкэ глдрокеллыг-л' групп в поверхностном слое ксерогеля, на которых сдсорблруптс.л молекула глдрофеблзатора.

Собственно глдрофеблзатор - это лстлгтялг::дросг.локсак (.лл;;~ гепгь 125—11} обдай с, н5

1 Н

' I •'п

Н .

Связь гздхфо'л.зстсра с продукта.".'..'-: глдроллза ТЗОС сб •спсчлвастся хлмлчеекзй реахцхей свободных 5аОИ -групп ксероголя (подлсл^сл) с 3: - Н гру[.ла:.:л Ч'лдрофоблзатора в процессе кс/гделсадлл :

Прхче:.;, степень глдрагоблзаллл поверхностей "хропор-дхонгльпа стспз-лл глдро-лл^а ТЭОС, характеризуемой л:слллссгво:.: -гсуг.:: Лл 0 И . Галл:.' образ с.-., на яоиерхнсатл :.:егалгз образуется 'плоила, хотод-а «одно уподобить "сетке" кз тэдрофовпвх ;рад::::глов, пргдездей ей зодооттал г.лг.ггллле свойства, характеризуемые лвкс'охщщ "раев^'.щ у:'ламл скг.чг.-ваная:

к ч як ЙЙ ".ик йк- -з ^ЗК -

ч0у 4 о ^ 0 - ^.-о-^

3. 5гсгдуатаст.ойше свойств.? гоколтля. Егдрофобные свойства комб£»шрозаквъ:х покрытий, получешшх путём,'варьарэвдш^: г.око:,'ло-лелтлого ссса.чьа первого к второго слоёв покрытая, оценаг-алйсь но $начеш\& краевых углов скачкшгЕЯ. Объектов хселсдогаяхй бкли об-ргацл лз стслышх плг.ст;;я, покрмтке слоек гадролазата й' щдрофоб-¡2'.:,: слоем. Б качество катализаторов гэдроллза использовались: 2М КС£, НУО_, в 2М И«, $п С£4, Й1 С1Л, П «А, С»-г(50,,)., Гс 50;

ккггяже- гидре Sensor» слоя слугзшг раствора поллзтшяткдросхяок-ка с • касаяяэаторпкв, смось крекнаЯорганачесст лаков я полкэтял-дросидоксаяа. Результат к исследований глиаздсЕа а табл. I и яа с. I.

Y'ra.l, .•.да г rczcuTZ-

R'-: I - статз«., .i - одЕсхзойкое ï-рекяяй-ort- а - дг-схжойяса хте!ини2ор~

7?г;:*есяо«» кгчЮЗ, ''-таге с «Yo,г-¿ияег

Ггдпо, что сдсорбц;;ояйК5 характера;: :ияя ксзрогелеН, получениях с кяслоснуг-я кз-тадизаторакя еиез» тгм ноерогелеГ;, полученних с солеЕк-с: нгталигатораи!, Одяаио, по aoppoazoieieS его2ксста покрнтхя, вн-¿елкгкнгв с- «oaeüutr. катализатopavj;, бо-Л-.-3 .^'дзе^гггехьнн. Степень коррозия .•йлйзаж сбраззэз, разлглшз кфяаитаап пехпнтай,

¡бдэдалаоь зкзугльяо яседз'ятаркн! ях з специальных среды:: 5 й ■створа ыоссхоЛ соли. 3 раатззрг Ri К; з дистигапроваиноП и в ?осочяоП прс;.2дл!йисй 2с.".а. Результата. кемщмеаяиг, пра>едеяякх тгйл.З, ивйаззля;;-чсо обработка' norsjsaecrefi образцов иреддагге-агя хргаягйоркиаческака. ооарстяя.«з значительно сяггазт поррозпя яадаа незазисаго от сгедд. Дзггйоррсгдонкг.'о свойства г.сй2гяиро-2шэг> ссазратяа'с днтлгизаголгуд ецгннг-здигь так;-:« со

цкзясяиа- краев!.:::' углов еззчгэайя»' по'ярцткх я песЪхрзтвг стслыак Jps3i;öa язелз ЗЗ-тя.хнзутнсг т"дэри:и 'их з 3 % растззре . :з иззлазуе'дпз обрззг^ с "ОиритХ'Н.: сохраняла ensn гплрс^'Здост:» 5сдз 2спктл:гиЛ;. хотя а г? гззпой стеягия,.:? заадедизстд от гджкз-:з::огз ¿'атаЪзаторз. ..■/.-''•

• Я» 'сягдззрос&'езг гд\5а.5з5гз2" яа' азяийкчесгщс яс-зер-:сстях ПсрзЕД-рабосй растзор х-отсздтся

смвдксЗ-впссяздкаЗ. ¿reaass? «хгЗ йгяоетй'о горкотсчяой .Срезждатиэ рис?й?г.яг j' '¿аазоя-, ГОО? 2758-34; . . '•'

Водзй ремтвор'язтатаза-гера. _ Второй ря£счя2-разтзер иоирггия готовится нвпосредзтзеняо яе-гд йййесеяяоя 'похркгяя на обрабагдз:ггглз объекты. Состазяяицпе астзсра:

. Нидзссть 135-41, ТОСТ 10834-76; ?здуод, ГОСТ I47IQ-78.

Краевые углы см-ачавгЕпя

Табл. I

: ' : Краевой угол '

I : ; смачивания

об- : Дервкй слой покрытая • Второй слой покры- ------------

росла: : тся ;до во- :после вс: .: гшкакийгвцтанйй

I. Без вспрытпя без подрыт»: 73 81

ГУ То ге 10 % х.133-41 в толу-

■ ол2 101 95

3. То же 10 % г.130-11+2 % ТБГ 9Э 95

4. гэдюл.тзос с гкксг 10%

в ацетоне г.. 136-11+2 £ ТЬТ .102 91

5. Гйдрол.'ГЗОС; с 2МНК

в спирте 10 % г.¿33-41+2 £ 1БТ 102 92

6. Гпдрол.ТЗОС с АС«5 в спирте

то .~е 52 93

?. Гпдпол.ТООС с и С1 ±

б спирте то £е 50 36

8. Гхдрол.ТЗ-ЗС с НУ03

в сплрте то £3 96 93

9. Гидрэл.ТЗОО с 5п С1. 99 92

в спирте. то £0

10. 1,пдрол.тзос с сг.

в сдетоне БЭС Й 5 81 86

II. Гпдрол.ТЭОС с Сг.(5Са")3

в адотояе 1С % =.235-41ч-2 ? Е5Т 9Э 93"

12. Гхдпсл.ТЗОО с гмк« 104

з ацетоне то ле 95

12. То дс 10 % еД35-£1 в тслу- 102

оле 85

Прл отверздеплп методом "голодной сугкл" (Т~ 293 К) в раствор добавляет тетрзбутохсптктан Сш!?. Раствор перемеслвают до готовности посла чего водазт на нанесение.

Р?«и<?еявя .?оггг.т:. Работы по згсссоша» комбгш5ро.ч«ззого покрытия кг приборы охлахдепкя проводятся прл Т с- 253 К 2 « ? 70$. Перед Еаяссааази покрытдя ярпборз охлаждения обезжириваются, Время кезду обезглрдвогхеп г занесением покрытия должно быть достаточным для удаления с поверхности следов обез.и;рлвап:цего средства.

Комбинированное англобледееттелъкое покрытие формируется лз двух слоев. Первий слой формируется при обработке объекта первым рабочий раствором; второй - прг обработке вторым рабочим растзо-ьол:. Первнй слой накосится иэтбдеи окунания.

Табл.2

: Поражение коррозией поверхности

взд: покрыт ля :гкя в' ^ : ; : .

:среда, :з % 'Вада Еода

4 |МаС£ : солл Гсгмлар.; прошил.

Сталь без покрытая .24 80 90 50 ВО

КАП с Го 50, 24 85 60 30 30

То ле ® 48 90 70 . 40 40

КАП с 24 . 50 65 25 45

ПШ с £г2 24 30 55 3 10

Через 40-50 «за. после папесекая аерзого слоя наяосатсл зте-роц слей ссс'ствеано гадрофебазатор. Капесепао этого слоя ксяат срсаазсдаьсу! окугсааси, пульзоразапиеЗ, такпокзрозапкем. Качест-20 второго слоя менее чувствительно а методу какесеная. Однако для пенс?г, ахг-3 тапа сребрёша-сх вездухооаладателей рекомендуется ааао-елть зтсрсГ; сло'1 .^або.оаумаааем з вам."у со втора:.-, сабсчам раотзо-. роа, лабо пульворазацаей. Отвергается алёнка ара тсулгратуре 223 - 5 К а оспссптелькой влееностп оару^агтаго воздух? :.!еяез 70 з течелае полутсра-дзух сутоа ала ара теулсратуре 420-440 К а те-чегае едкого часа. После с-зерадекая прсаззэдатся ос:.:стр согерхае— стеЗ. Ел&аса доллара багь силосной, блестящей без наплавов л ззду-тай. ¿дгезая 'к металлу по ГОСТ 15140-78 .долгла бхть ас :;а;:со 1-2 оаллез.

5._Сгуразагаяьгче-ллЯосзтпгггУЭ ". ягогид-актае .ядзлрдд^ячия сйопй-чюс я модагГ.ти.'5Ьваяя!дг азтлебледенительшач комбаааподпчним пркшаци _з условиях кнееобпа-ояяяпя.

' 5.1. |Экпае§ау.с«талькая установка. Еааянле ло:.х5яаироза:а-:ого покрытая па экерх-егичесаае характеристика воздухоохладителей изучалось на Експер::г.еат2Льмом стенде "АэрсдаааУ-яческсе кольцо", Рас.2. В качестве опытной ¡¿одела использовался ребрастотрубны/. воз-духоохладатедь с плэстапчатькз рЗбрама ВО-Ю.

Яесупая труба, , гсд:............12x1 (медь)

' Ддика труб,-£,м. ..............0,62

Часло рядов труо по вксотс,п. ................8

Число рядов труб по ходу воздуха, лг.....С

Еат труб по высоте, 5< , и..........0,03

Шаг труб по ходу воздуха, , м......." 6,03

Разгла'рц рёбер Lfv Шаг ребер,- ,

. 0,095x0,075xü,GC03

. 0,01 - 2 года; ' 0,0075'4 рдда

Р;;о.2. Эксперпг. енталышй. стека. . 1.2 - компосссс .ш, 3,4 - ь^аслоот-делатели. 5 - кояденсатоп, s - ■ ф&тьтр, 7 - тасходм^ор, 8 — роге-' 1 ' нератавшй- те.гп»ос>а8и;5ПК,..9 -ре-гулпрукхпий зежгаль, 10 - воздухоохладитель, .II - узел изкорещш относительной вдагяссся-воздуха, • 12 - вептядятоп, 13 - блок паро-геневатооа, 14*.-гэоодиааг.!глсс;.ое . кольцо, 15 - гтсроглкоиатр, 16 -. элоктоонатсеьатеяышз "-элемент!!, 17 - ди(;й'сно:,.отр, 18 - вавояерз- '■' греватель, 19 - йдок- 2з&»вен»я темп', татур. .•..'•-.'./•' . -V- ,

Воздухоохладитель- БО-ХО иаазйбзовакск так.~з дня; отработки тохноло-'

гни кодпфпкацяа агиаразоз КШ, изучения технических'характеристик

плёнки покрыт'*?, аааяяза дрлгодности серз2явх про№2Ябааы:с'*жгера-

алоз и стаада.. .'аз^эвапкзз:-coKpuTsS' к гэдифгашта.'- алеивнхоорганл-- -

чески:.".:: соеди'папияг.и.,'. ■..' : л-.

ТехгП'.чаоиая, х?.ракторж?иг-:а: ffffl .опитяого .Рбз.гухзохтЬдптг^ ■

¿Ц* V I ,

L6—fíSKÍií! 1

Адгезия к металлу, ГОСТ 15140-78 . , :„' Твёрдость по прибору 1.1-3, ГОСТ 5233-39 Краевой угол сгатваяая'.'•«•. » »'' -'*•»■'.■• Прочность при изгибе, ТОСТ' 68С8-73, -izc . .. Тсшцина пократия.'йО граводаг TÍEÍ", ..:'•„ .

I бал.4 '

.'0,58

100-101°

..I ' г--'.. ; ".'

Для визуальййг'э e&Sa#cñzz карасгаы'л инея ;:а дсгернхости воздухоохладителей одяа аз Ьтепо;* .ijcáyxa 'бп.та'виполгюпа дз оргатеида. Конструкция поддопз гбз^ооэагдхгаяя позвакяа; одрсда.-?:'.'*»* &о&гл- . ство отделнзЕеГсей о? гшорхцостн-перастаязззгз ек'ое и кода'гзстзо талой воды в продассс сттайхи.- Толика и^ея. ¿оварддо.гтд ройср -. воздухоохладителей ковгройгровагась". »с^гзгсрзга •

вп;.и гробёякама 6 йоаадьв дефровоя» ■■sawbé'isdÉ .Í-8I. Дхя дкара-' ния давяеязя юшеййй -.s'roassréksa й -:-22 'асай^осгаг«» сй^адагзз.' • г;.анчвакуу;лзтра и «aácasíjíi;''Расход фрзояа 'сэдздйюаёя*'' о/ссгкаёз' ,' ... объёмного расходомера* "

давленая в участке стабйдкзздйа 'Бразда- дзПврхйгсЬ

чгакроглапоаетром ШН, «авора. Те- *

пловая нагрузка в коях-аз .обеспечаьглась' ТЭН-ака," йсв^фоть mcjsssc-рогуларсвалась лаборатораиа грагюфорка?орам.г:"''кз1ирялась шйявв-toíi К 505. Аэррдйнамписко» 'сосротавд&нае воздухмялдда?алд оарв- •' делилось по разности статических давлений до'г посла воздухоохла-

дптеля о псмозьа спиртового длфмансмзтра. Влазяость воздушного потока поддергивалась с пошэдьо специального парогенератора и контролировалась прибором ГП-225.

. слсперхментальяые даннне по динамике нарастания слоя инея ::а поверхности исследуемого воздухоохладителя представлена па Риз.-'З.

Рг.с.З. Экспепиме.чталыше ланнве по динамике лнеесбразоваяля в оребсённых воздухоохладителях:

1,6 - Бабакян E.G.., Зрхин М.А., 3,8 -кастояпло исследования (без похриткя), 2,9 - Иванова B.C., 10,11 - настеяшпе исследования (с покрытием), 4 - Чеиурко;": М.Н., Ломгкгш В.Н., 5 - Уайт Д., Кремеос .'{., 7 - Чепурнешсо В.П.. Хмаладзе О.Ш.

что толииша слоя пнея на попрптнх

поверхностях бкла .в 1,5-2 раза мсльме, че::.

la -серийных.

Особенности осагденлл инея на модл-

о г.« « • «.а » » « ы я фпдяро-ваннпх поверхностях, запаздывание

¡начального комзлта' образовался дзлг^лмнх структур инея узелгчекле

шродолглтельностл "начального" периода, объясняется, з ссновнс:.:,

Д52умя факторами: сохранением числа .зрзмо.т.ннх хектров ■крп.сталлиза-

ГЦК! 3!загссоа -яакгпц инея-с -обработанных .поверхмеетс:'! потоком воз-

л поверхности 'В г-лз .

'-Ум^лзле'■*"е -чрлс^алллза^н: обусловлено сглзлко—

Д1р::р.сдй5.^;о;.йхнированного покрытия. УвелкчяЕЛ:?тс<1 крао-

•ляЛ ,-угсл ."^.'¿л'луалг-т, -.что .-ведёт-я значительному рс,-ту протлвокзялл-

.гщрйсео ляваавтг . . d -cpXd

-

■"?,.<!. плодаць '"онтаг.та с пивсрхяостзтз сокращается за счет сбрапова-оядупглх полостей в бороздках с d< акр . Уменьшение -числа ден.-"тгюв колст'^лллзгдлх, сллмелке адгезии инея и поверхности и облег— ч-гнкх-'й ерхв кристаллов инея потоком воздуха, объясняют свойство i.:o--дифидирозр.нних поверхностей снижать дптенехзность осзздзезя -кпод.

- ЗнспсрХ:зкталы.на даннае по'динамике г.нееобрелованля, теллосб*-меку к азродагамическому сопротивления»

т П5доофосдзпрора:!них

стандартах поверхностей, представленные на рис.3,4.5, обобщена-.в

г» А » Г-1 tT ТЛ Л (Г *

масса инея С прд f £ I )

коэдалдиент теплоотдачи:

ос = A + B-c * о

аэродинамическое соапотавленле,

АР si + Af 1

П, fîj

¿3} (4)

Рас.4. 'Теплоотдача в оребрёянах воздухоохладителях пЬи анееобтазованаа: • !,.'•' - А.Шакур У.ав, 3*,5 - кастоякае исследования (с покоытлем), 7,5 - настоящие исследования (без*покрытая), 4,С - Чепурнеккэ В.П. Хкаладзе О.Ш., 8,10 - Иванова B.C., 11,12 -Бабакпн Б.С., Зрккн М.А.

В таблицах 3-6 подведена зяачзяая козфОяца-еятов и показателей степени в уравнениях (I) - (4).

Сопоставлсае основных эасплуатадпзк-ных и онергетач^оках хараатерастак серално-го а модифицированного воздухоохладителей показывает, что шдифацаровааае аоверхле-стл 1САП праводат г. улучзенаэ всех расскат-ряваеглх характеристик. Общее колачество ааея, осагда2г,ееся на по-верхкосга у;.:еньЕается в 1,7-2 раза; значения коэффициентов теплоотдача повшааэтея в средне:.: lia 30 %; аэродаяшлачесаое сопротазлеаае . аппарата скитается в 1,4-1,7 раза, праче", для релаалов с'высоасЗ относительной влажностью аффект гядрофобазацаа поверхностей сказывается в большей стелена. Так, пра у = I среднее значение" 5"ик , для воздухоохладителей с ДСДП в 2 раза нале ¿Еалогкчкой величава для се-ралаого аппарата, а пра= 0,8 - в 1,7 раза. 11з этого следует, что кода^ацарзванге поверхностей КАП яааболее перелектлзно для какгр тергдческой обработка, реяхы работы хеторах характеразуется повышенной влаяностьи. Очевидно такяе, что п увелачеяле начальной. скорости потока воздуха способствует более г£)£ек?хгноЗ работе аоарытах поверхностей (более иагенслзяый срыв а унос красталлоз паея). Ееоб-ходгало отметать, что время работы иодаиадарованянх пояратаеи воздухоохладителей увеличивается примерно в 1,7-2 раза, а время проведения процесса оттайки сокращается в 2 раза за' счсг более лёгкого отслсеная с поверхности еще нерастаявшего инея. Масса осделявпзго-ся.ааея для воз ду хоохладителей с КАЛ составила .54-53 %, а Для серийного аппарата всего 14 % ст его общего колачветва, т.о. гпдрофо-бизацая поверхностей КАП праводат к уиеньсеялю затрат зяаргаа, необходимой для удаления кяея с теплопередачей посархаостл.

-Вис.5. Лэродня&таческое сопоставление воз-духоохлад.ч гелей при ппееобоазовании: 1,2,3 - Иванова B.C., 4 - чепурной :.".Л., Ломакин В.Н., 5,6 - настоящие исследования (без покрытия), 7,8 - настоящие ясследова-ная (с покрытием).

Промышленная проверка результатов зк-сперяиентачьяого исследования проводилась на Симферопольском мясокомбината в камерах термической обработки is 107 и IÜ8. Для охлаждения воздуха иапер в специальной пристройка .была установлена два пдеятичнш: воздухоохладителя типа ВП-600. Одкя-из ни::, пимотаэди.* на камеру 5 IC3, бил кодп<$яцировап КАП. Б связи с обэдостьа задач по ояредедзяио влияния КАП на энергетические и эксплуатационные характэристккя воздухоохладителе;': на оксясримсптальяом стсддо и з apoiasrennax условиях, :.:етод::ка проведения прог.гплекк1:х яспигаяп?; принципиально ке отличалась от .методика экспериментального исследования в лаборатории.

ТабД.З Табл.4

Значения яазаггетзов.з уоа^пенпп (I) Зпачо.чля яйзакотроз в уоаз-

■ неяия (2)

Тип воздухо- : охладителя : С ! "г ! : Тип воздухо- : : рхладителя. : С

БО-Ю 1.4 1,5 0,0 '. БО-Ю 0,10

0,5 1,2 0,8 B0M-IC 0.05

£> унзэкони;; (3) "Та.бд.5 з урав:'.-з-л:т (4) Табл.6

воз- : духоохдя-: ^ днтеля : : 5 :с' }! ■Тип воз-:' д : •.духоохла: : :дителя : ' : г:( : к.

30-10 .10 . 7-Í -0,30 -0,7 B0-I0 0,50 2,3 1,7

BffiJ-IO 22 40 -0,15 -0,6 ВШ-Ю 0,32 1,8 1,5

Результата сраып-.тель™:: пробеленных испктаний, проведениях в рсальнии. условиях однофазного заыорал:иваняя гсвя;гьг:х яолутуп з катарах Тг 107 и 103 приведены на Рас.6 и 7.

В отличие от лабораторных исследований, з камерах тер:лическоп обработка те.гл влагояодвода был переиенннм. Основная :.:аоса влаги выждала з первые 5-5 часов решала зачорахивзяия и воздухоо::лг.г,ит<з.-ь какэрп :5 107 после 6 часов работы необходимо было откдэтпть на отогрел (Рис.6, кривая 3). Обедая картина сравнения алгенелвяэати процесса теплопередачи (кр.1, 3) свидетельствует, что.в течение первнх

5-G часов работа "К" для: непокрытого воздухоохладителя резко падает по прямолинейной зависимости. После проведения цикла оттайкл на-блпдае"ся второй всплеск значений "X" и опять падение по прилолп- . ценному закона , но с несколько меньшим угловп;.: тгф&сцясктом. Лишь

на

ES-:.: часу работа воздухоохладителя, когда основная часть - влаги

из мяса испаряется, наблюдается плавное уменьшение "К" и его стабилизация к концу цикла. Для ВП-GOO, модифицированного КАП, характерно плавное екказпае значений "К" к тенденцпя к стабилизации ysa после G-7 часов работ;:. Средняя величина коэффициента теплопередачи за цикл заморозки на 25-30 % внше, чем у серийного EH-G00.

Рис. 6. Коз<"

bjiii.;:

■".cht:-! теплопередачи

воздухоохладителе:: в течение цикла едносазного замораживания говяпьих . полутгя: -

I - ВГШ-GOL* - настоящие исследования (с покрытием), 2 - В0БЛП-450 Чепупненко З.П., Хкададзе О.ЕЗ., 3 - ВП-600 - настоящие исследовав (без локсытил), 4 - Б0БЛ11-250 -Чепупненко В.П., Хиаладзе O.E., nU . S - 30Г-230 - 'Ев какова B.C. М&теваннпй 5.Н.

Рис.7. Аэродинамическое сопротивление воздухоохладителей в течение цикла однофазного замораживания гозя^ь::;: пэлутуп: I - ВП-600 - настояние последования (без поноатия). 2 -В0Г-230 - "-зоеияова B.C., Мал&зашыЗ Б.К,, 3 -Б(ЗШ-4йО - • • Чеп'г-ненко В.П., Хмаладзе О.Ш., 4 -Biffi-ШЭ--настоящие, исследования Сс покрытием) .

Преимущество тадгфицирозаг-пап; .КАП воздухоохладителей очевидно и при рас. ' " * :" • с:,:отрении изменения аэродинамических характеристик сравниваемых аппаратов (Рис. 7). За ¿ерше сесть .часов работы аэродкааыкческоо сопротивление воздухоохладителя KI-GGO уг:'.г-:т:лось в 8 раз, поэтому необходимо,било провести еттайку апда-. р&та. После оттайки интенсивное ссахдепие инея ааблададось в последующие 8-10 часоз v. потеря напора трубного пучка возрастает. Характер зависимости ДР = |(Т) становится близким к полученному в лабораторных условиях. Для аппарата с покрытием азродляаддчеспсз сопротивление также возрастает в первне 8-10 часов, но затем просматривается явная тенденция к стабилизации. Абсолютная значения л? для ЗП-600 с КАП ка 50-70 % йиге, чей без него.

Значительное ^нигеяае аэродинамического сопротивления позво-

з? сократить продолжительность однофазного заиорашггвпя мяса с до 23-24 часов и проводить его без промежуточной оттайки.

Объективность теплопередакщих поверхностей с 1МЛ оцепавасась сравнении количества влага, знделлвЕенся из воздуха а нолачест-талой вода, собранной в процессе оттайки. Результаты замеров пра-;екы з табл.7. Данные таблицы позволяют утверждать, что унос инея .юдкфаг.аровашзой поверхности составил в средней ~ 28

Табл.7

Даяние по уносу инея в процессе однофазного заглораяаванкя говядины в полутушах

11-720 апея

Начальная Конечная ^ ^р- :Вес пар- К-во гп :--склера- 7емпеоа- пр0~ :ТШ1 ьро-ялым ЭДУ-ууза псо-:ттор поо-:^огкта д0 :дУкта пошило р.

:ваш1я7 гразква- "

.тя

"С

аг

:яня, : кг

дукта Й

оттал-;.:са,

кг :ч,,кг

С^-Ск. кг

М-600

35,0 35,8

-оСО 35,0

33,0

-18,0 -18,0

15601,0 14712,0

-18,0 15186,0 -17,9 14832,0

15С07.2 14534,0

14397.2

14551.3

193,8 1.33,0

178,0 128,0

233,8 273.3

280,7 271,5

55,2 50,0

15,2

0,2

СнкдСЛЕе значена! аэродззакачсского 'сопротавленая а, одяоврс-аао, более аасокие велача-'а ;:оэ£фпцаектов теплопередачи для мэда-цароваппого варианта, позволяют сократить цакл термообработка, кдпчать промежуточную оттайку и способствуй у:.:еаьпо}а-аэ усушки :ля-пра однофазно:.; зааораживаяяи, т.к. создается условия для более строго образования поверхностной корочка, прзпятстзущей лепарз-

0 влаги из продукта5.

ОСПОВЯЗБ ВЫВОДА И РШЖЩАШ

1. Применение 1СЛП для вновь проектируе.>/_чх аппаратов позволяет азать потребную тешюаередающуэ поверхность аа 30-40 а азро-яаглческое сопротивление - в 1,5-2 раза.

2. Образующаяся в процессе кодификации гидрофобная пленка обдает большой эластичностью и прочность», • плотно Покрывает 'верхяоетл различной геоыетрлческоЗ форш, обладает йизКой адгеза-

1 ко льду я инею а- высокой - к металлу, имеет практически йезйа-¡тельаое тер:лаческое сопротивление, повышает антикоррозионную стой->сть а яразодат к уве.тпчена-о срока слузбк приборов оэиаздЗййя,

3. ТехаологаЯ праготовденая я йанесення .ЙА8 иа приборн Ша'^о гния ароста, не требует больших капитальных затрат и й^ЗйсПяет зоводать иода^икацаэ теплообменных аппаратов ййпс?бр6Дв?йенко в

проп3водотвскеих усл о виях.

Измзнеппе Окзико-хзтескях свойств повер::ноете2, обработанных КИТ, приводит к сил;:>:ежш антег зивнс-стя процесса осагдекия на h:-ix инея. подлйлкацнл КАП действующего теллообменного оборудован:^ позволяет повысить средние значения ноэгаицхептов теплопередачи на 30 %, сократит!- продолжительность цакла термлчерйрй ой-' работки на 25 ?, исключить промежуточную- оттайку воздухоохладителей, Едвое уменьэлть время отта&кн- аппаратов в результате отслоения с поверхности нерастаявшего пнея.

ССКОВШЗ ПОЖЕШ ДКССЕРТАТЗС1 0ПУБЛИК03АШ В СЛ22ЛЩ1Х РАБОТАХ

I. Нлкулыллна Д.Г., Курзин И.Г., Дольская Б.П., Шевченко Д.А. Осьмаков O.P. Исследование алтвадгезиошшх к антико^ссзконкхх свойств антлобледенктельпого комОлниоованкого покрытия /Рук.деп. з УкрШШНГИ .'> 710. - Ук.91.

Инкульсика Д.Г., Дольская З.И., Шевченко .".А., Осьмаков 0.: Курзин ".Г. Ко1?5шшрозанпое покрытие для воздухоохладителей //Тез. дохл.всес.научи.-техн.коцр. : Холод - насодному хозяйству. Ленин -гран, IS9I.

3. Пнхуявшна Д.Г., Куозин К.Г. Влияние начальной стадии лнэ-еобразовання л стзуктури лнея ка его плотность // Холод.тех::. л те: нологлл /Респ..мегхвед. науч.-теха. об. - Клез. - I99T. - Внп.53.

4. Нлкулыллна Д.Г., Купзин И.Г., Дольская В.К. Зойектлзность работы воздухоохладителе:: с ;;ом:'л;1лоозаннл:.; локсытпем, поедназка-чепних для камео однофазного замоссзпвалля vr.es. /рук.дсх". в УкрИНТЗл S73."-Ук.92. ■

5. Нлкульшна.Д.Г., Кебедсдчук В.Ф., Куозин И.Г., Дольская В.: Аналитическая модель динамики аясеобзазованяя для "мтат.-.ых" п «ода фицяроваякнх антаобяедеяятелькш :-:ог.£лкирован;:ь>м полонтлем долборо: о::ла:::денля /рук.деп. в УкрНКГЗИ В 1777. - Ух.92.

УСЛОВИЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

КАИ - кемб:-.!Л'.рованпое актнобдеденитольное покрытие; I2C3 -тетраэтоксксялан; 1В? - тгтрабутолептлтан; « - ноойицлеят теплоотдачи; (S* - толауша; 0 - краевой угол смачи'/апля; К - кээССсззвз? теплопередачи; Т - время; у - относительная влазность; о; - масссза скорость; d - диаметр;' M - масса; ¿Р - потеря капора.

г.Одесса,ротапринт ОйНТЭ.Подписано к печати 9.03.94 Объеи 1,0 п.л. Тиран 100. Заказ 251-94.