Исследование влияния поверхностно-активных веществ на гидравлическое сопротивление трубопроводов систем теплоснабжения и разработка способа снижения энергозатрат при транспортировке теплоносителя тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.14.14, кандидат технических наук Рыженков, Артем Вячеславович

• Рыженков, Артем Вячеславович
• кандидат технических наук
• 2008

Оглавление диссертации кандидат технических наук Рыженков, Артем Вячеславович

Введение

Глава I. Современная характеристика отечественных систем теплоснабжения, состояние проблемы снижения гидравлического сопротивления магистральных трубопроводов и пути ее решения. Постановка задачи исследования.

1.1. Состояние проблемы гидравлического сопротивления трубопроводных сетей систем теплоснабжения W

1.2. Снижение гидравлического сопротивления на основе использования полимерных присадок.

1.3. Влияние волокон и асимметричных частиц в потоке теплоносителя на гидравлическое сопротивление трубопроводов.

1.4. Снижение гидравлического сопротивления на основе методов управления пограничным слоем.

1.5. Снижение гидравлического сопротивления на основе использования макропрофилирования трубной поверхности. зз

Задачи исследования.

Глава 2. Описание экспериментальных установок и методик проведения измерений.

2.1. Методика проведения экспериментальных исследований.

2.2. Описание экспериментального стенда.

2.3. Физико-химические свойства используемых ПАВ

2.4.Определение концентрации молекул ПАВ в теплоносителе

2.5. Описание зонда для определения профиля скорости теплоносителя в трубопроводе в натурных условиях и методики проведения измерения

2.6. Оценка погрешности измерений

Глава 3. Исследование процессов гидрофобизации функциональных поверхностей конструкционных материалов

3.1 Анализ существующих способов создания гидрофобных и ультрагидрофобных поверхностей

3.1.1. Создание из исходной поверхности точной копии ультрагидрофобной

3.1.2. Методы создания ультрагидрофобных поверхностей с использованием плазменного травления

3.1.3. Методы создания ультрагидрофобных поверхностей с использованием химического осаждения

3.1.4. Методы создания ультрагидрофобных поверхностей с использованием коллоидных конгломератов

3.1.5. Методы создания ультрагидрофобных поверхностей с использованием послойного осаждения

3.1.6. Методы создания ультрагидрофобных поверхностей с использованием золь - геля

3.1.7. Комбинированные методы создания ультрагидрофобной поверхности, основанные на химическом осаждении из паровой фазы

3.1.8. Комбинированные методы создания ультрагидрофобных поверхностей с использованием мембранного литья

3.1.9. Методы создания ультрагидрофобных поверхностей с использованием мицелл ПАВ

3.1.10. Методы создания ультрагидрофобных поверхностей с использованием гальваноплетения

3.2. Типичный процесс создания ультрагидрафобной поверхности

3.3. Описание способа оценки гидравлического сорпотивления гидрофобных твердых поверхностей

Глава 4. Определение влияния гидрофобизированных внутритрубных поверхностей на гидравлическое сопротивление трубопроводов систем теплоснабжения

4.1. Влияние скорости течения теплоносителя на гидравлическое сопротивление трубопроводов

4.2. Металлографические исследования образцов трубопроводов с гидрофобизированной молекулярными слоями ПАВ поверхностью

4.3. Влияние изменения рельефа внутренних поверхностей на гидравлическое сопротивление трубопроводов.

4.4. Влияние модификации трубной поверхности на эпюру скорости течения теплоносителя в трубопроводе

Глава 5. Технологические основы способа снижения гидравлического сопротивления трубопроводов систем теплоснабжения

5.1. Описание технологической схемы реализации способа снижения гидравлического сопротивления трубопроводов систем теплоснабжения в натурных условиях

5.2. Результаты апробации способа снижения гидравлического сопротивления на основе модификации внутренних поверхностей трубопроводов и оборудования молекулярными слоями ПАВ на одной из КТС г. Москвы

5.3. Оценка экономического эффекта от внедрения способа снижения гидравлического сопротивления магистральных трубопроводов систем теплоснабжения

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Исследование влияния поверхностно-активных веществ на гидравлическое сопротивление трубопроводов систем теплоснабжения и разработка способа снижения энергозатрат при транспортировке теплоносителя»

Отечественные системы теплоснабжения развивались по пути концентрации мощностей на крупных источниках тепловой энергии (ТЭЦ, промышленные и районные котельные) и, как следствие, создания протяженных трубопроводных сетей, общая длина которых в Российской Федерации на сегодняшний день составляет около 280 тыс. км. Современное состояние отечественной трубопроводной сети характеризуется высокой аварийностью, обусловленной интенсивным протеканием коррозионных процессов, накоплением отложений на теплообменных и внутритрубных поверхностях. Все эти процессы являются причинами существенного увеличения гидравлического сопротивления трубопроводных сетей систем теплоснабжения. В современных условиях на транспортировку теплоносителя затрачивается весьма значительное количество электроэнергии, обусловленное гидравлическим сопротивлением разветвленных трубопроводных сетей систем теплоснабжения. К примеру, установленная мощность насосов для транспортировки теплоносителя только по трубопроводам систем теплоснабжения в г. Москве превышает 150 МВт.

При проектировании трубопроводной сети в расчет закладывается значение её гидравлического сопротивления в два раза большее необходимого, т.е. изначально мощность циркуляционных насосов выбирается с двукратным запасом. Проектные значения гидравлического сопротивления трубопроводов систем теплоснабжения достигаются практически в первый же год эксплуатации системы теплоснабжения при использовании недеаэрированной воды и за 8-10 лет эксплуатации при использовании деаэрированной воды.

Актуальность этой проблемы еще более возросла в связи с постоянно увеличивающимся в современных условиях дефицитом электрических мощностей. Вместе с тем, в практике отечественного теплоснабжения каких-либо эффективных мероприятий по сокращению перерасхода электроэнергии, обусловленного увеличением гидравлического сопротивления трубопроводных сетей, не проводится по причине отсутствия экономичных и надежных способов его снижения.

Цель работы

• исследование влияния модификации молекулярными слоями поверхностно-активных веществ внутренних поверхностей трубопроводов систем теплоснабжения на их гидравлическое сопротивление;

• разработка способа снижения энергозатрат при транспортировке теплоносителя по трубопроводам систем теплоснабжения на основе снижения их гидравлического сопротивления с использованием молекулярных слоев ПАВ.

Научная новизна

• Произведена классификация способов снижения гидравлического сопротивления трубопроводов применительно к системам теплоснабжения;

• Разработана методика проведения экспериментальных исследований по определению влияния модификации трубных поверхностей с использованием молекулярных слоев ПАВ на гидравлическое сопротивление трубопроводов систем теплоснабжения;

• Установлено, что молекулярные слои ПАВ, адсорбированные на трубную поверхность из водной среды, существенно изменяют гидравлическое сопротивление трубопроводов. В диапазоне скоростей течения теплоносителя 0,5-^-2,5 м/с гидравлическое сопротивление трубопроводов уменьшается на 38,5-^-29 % соответственно;

• Установлено, что снижение гидравлического сопротивления в существенной мере зависит от толщины сформированных на трубной поверхности молекулярных слоев ПАВ (Ьотн) и сопровождается ярко выраженным экстремумом в широком диапазоне скоростей течения теплоносителя, который достигается при Ьохнкрит = Ьпав / Лэ в диапазоне значений

1,5-^2, где: Ьпав - суммарная толщина молекулярных слоев ПАВ, Аэ - средняя высота выступов шероховатости;

• В натурных условиях зафиксировано изменение профиля скорости течения теплоносителя в трубопроводе системы теплоснабжения в процессе формирования молекулярных слоев ПАВ на трубных поверхностях. Профиль скорости течения теплоносителя в трубопроводе с модифицированной поверхностью существенно отличается от исходного и приближается к профилю скорости течения водной среды в трубопроводе с абсолютно гладкой поверхностью.

Достоверность

Достоверность полученных результатов исследований определяется их корреляцией с результатами других исследователей, многократной повторяемостью, использованием высокоточных средств измерений, определением погрешности измерений.

Практическая ценность работы

• Разработана методика и экспериментальный стенд для определения гидравлического сопротивления выполненных из различных конструкционных материалов трубопроводов в широком диапазоне скоростей течения транспортируемых жидких сред;

• Разработан и апробирован в натурных условиях зонд для определения профиля скорости течения теплоносителя в трубопроводах;

• Разработан способ снижения энергозатрат при транспортировке теплоносителя по трубопроводам систем теплоснабжения за счет снижения их гидравлического сопротивления на основе модификации трубных поверхностей молекулярными слоями ПАВ и технологический регламент его реализации.

Автор защищает

• Результаты анализа способов снижения гидравлического сопротивления трубопроводов систем теплоснабжения.

• Методику проведения экспериментальных исследований по определению влияния модификации внутритрубных поверхностей на гидравлическое сопротивление трубопроводов систем теплоснабжения;

• Результаты экспериментальных и натурных исследований по определению влияния модификации внутренних поверхностей трубопроводов с использованием молекулярных слоев ПАВ на их гидравлическое сопротивление в характерном диапазоне скоростей течения теплоносителя, при различных характеристиках внутритрубной поверхности, на изменение профиля скорости течения теплоносителя в трубопроводах системы теплоснабжения в натурных условиях;

• Способ снижения энергозатрат на транспортировку теплоносителя за счет снижения гидравлического сопротивления трубопроводов систем теплоснабжения на основе модификации внутритрубных поверхностей с использованием молекулярных слоев ПАВ;

• Результаты апробации разработанного способа снижения энергозатрат на транспортировку теплоносителя по трубопроводам систем теплоснабжения в натурных условиях.

Апробация работы

Основные положения и результаты работы доложены на XIII и XTV Международной научно-технической конференции студентов и аспирантов «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика» (Москва, 2007, 2008 г.), XII научно-технической конференции «Вакуумная наука и техника» (Судак, 2005 г.), научно-техническом семинаре кафедры Тепловых Электрических Станций МЭИ(ТУ), научно-техническом совете научного центра «Повышение износостойкости энергетического оборудования электростанций» МЭИ(ТУ).

Публикации

Основное содержание работы изложено в 7 публикациях.

Структура и объем работы

Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов, списка использованной литературы, приложений и содержит 177 страниц, 59 рисунков, 5 таблиц, 41 страницу приложений, библиография состоит из 88 источников.

Заключение диссертации по теме «Тепловые электрические станции, их энергетические системы и агрегаты», Рыженков, Артем Вячеславович

В заключение диссертационной работы изложены основные выводы.

1. Анализ и обобщение экспериментальных и расчетных исследований показывают, что увеличение гидравлического сопротивления в процессе эксплуатации трубопроводных сетей систем теплоснабжения определяется изменением шероховатости и рельефа внутритрубных поверхностей и сужением диаметра проходного сечения трубопроводов.

2. Установлено, что наиболее эффективным способом снижения гидравлического сопротивления применительно к трубопроводным сетям систем теплоснабжения является гидрофобизация внутритрубных поверхностей посредством их модификации с использованием поверхностно-активных веществ (ПАВ).

3. Впервые установлено, что модификация внутренних поверхностей трубопроводных сетей систем теплоснабжения посредством формирования на них молекулярных слоев ПАВ приводит к уменьшению их гидравлического сопротивления на 38,5 + 29% в диапазоне скоростей течения теплоносителя 0,5 + 2,5 м/с соответственно.

4. Впервые показано, что наибольший эффект снижения гидравлического сопротивления трубопроводов достигается при относительной толщине сформированных на трубной поверхности молекулярных слоев ПАВ Ьотн = 1,5+2, где Ьот„ = Ьпав/Д; Ьпав - толщина молекулярных слоев ПАВ, А -средняя высота выступов шероховатости трубной поверхности.

5. Существенное увеличение относительной толщины молекулярных слоев ПАВ, сформированных на внутренней поверхности трубопровода (Ьпав » ЬПав (опт)) приведет к увеличению его гидравлического сопротивления до некоторого установившегося значения АРпред<АРисх, зависящего от скорости теплоносителя.

6. Модификация трубных поверхностей посредством формирования молекулярных слоев ПАВ приводит к устранению негативного влияния шероховатости и рельефа на изменение гидравлического сопротивления трубопроводов в процессе эксплуатации систем теплоснабжения.

7. Наличие молекулярных слоев ПАВ на внутренней поверхности трубопровода приводит к изменению профиля скорости течения теплоносителя. При этом профиль скорости теплоносителя приближается к профилю скорости в абсолютно гладкой трубе.

8. Апробация в натурных условиях подтвердила эффективность разработанного способа снижения энергозатрат при транспортировке теплоносителя по трубопроводным сетям систем теплоснабжения. С учетом зафиксированного в натурных условиях снижения гидравлического сопротивления трубопровода городской системы теплоснабжения, составляющего 39% от исходного, экономический эффект от внедрения способа, в частности, для системы теплоснабжения г. Москвы составит около 400 млн. рублей за отопительный период только за счет адекватной экономии электроэнергии на привод насосов, без учета повышения надежности работы систем теплоснабжения за счет снижения магистрального давления.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Рыженков, Артем Вячеславович, 2008 год

1. Соколов Е.Я. Теплофикация и тепловые сети. М.: МЭИ, 2001г.

2. Пути повышения надежности и долговечности тепловых сетей. — Коммунальный комплекс Подмосковья, №1 2006г., стр. 24-26.

3. Проблемы обеспечения надежности и безаварийности сетей водоснабжения и водоотведения российских городов. По материалам сайта rusmet.ru.

4. И. П. Андреев. Предпроектная оценка тепловых потерь, резервов экономии и состояния учетных измерений энергетических и природных ресурсов в трубопроводной сети. // Новости теплоснабжения 2001 - №9(13) -С. 51-53.

5. Липовских В.М. Основные направления энергоэффективности при эксплуатации тепловых сетей. Энергосбережение, №1, 1999г. стр. 1013.

6. Колесников А.И., Михайлов С.А. Энергоресурсосбережение // М., 2006г 232 с.

7. Анализ технического состояния тепловых сетей ОАО РАО «ЕЭС России» по итогам прохождения осеннее-зимнего периода 2002/2003 года

8. Справочные данные по гидроаэромеханике. Ред. С. Избаш, П. Слисский. Москва: МЭИ, 1975г.

9. Toms В.А. Some observation оп the flow of linear polymer solutions through straight tubes at large Reynolds numbers. Proc. 1st Int. Congr. Rheol., Amsterdam, 1948, 2, 135-141.

10. Пилипенко B.H. Влияние добавок на пристенные турбулентные течения. Итоги науки и техники. — Сер.: Механика жидкости и газа. т. 15. М.,1980. С.156-257.

11. Кутателадзе С.С. Моделирование теплоэнергетического оборудования // М., 1966 г. 352 с.

12. Chang-Hwan Choi, K. Johan A. Westin, Kenneth S. Breuer. Apparent slip flows in hydrophilic and hydrophobic microchannels. //Physics of fluids 15, №10, 2003, стр: 2897-2902

13. Keun H. Lee, Luca Cortelezzi, John Kim, Jason Speyer. Application of reduced-order controller to turbulent flows for drag reduction. //Physics of fluids 13, №5, 2001, стр: 1321-1330

14. Daniel D. Joseph. Three New Topics in Solid-Liquid Flow. //University of Minnesota, PI, 2003

15. Kostas D. Housiadas, Antony N. Beris. Characteristic scales and drag reduction evaluation in turbulent channel flow of nonconstant viscosity viscoelastic fluids. //Physics of fluids 16, №5, 2004, стр: 1581-1586

16. Changhoon Lee, John Ют. Control of the viscous sublayer for drag reduction. //Physics of fluids 14, №7, 2002, стр: 2523-2529

17. John Kim. Control of turbulent boundary layers. // Physics of fluids 15, №5, 2003, стр: 1093-1105

18. Jiri Myska, Jacques L. Zakin. Differences in the Flow Behaviors of Polymeric and Cationic Surfactant Drag-Reducing Additives. // Ind. Eng. Chem. Res., 36, 1997, стр: 5483-5487

19. Costas D. Dimitropoulos, Yves Dubief, Eric S. G. Shaqfeh, Parviz Moin, Sanjiva K. Lele. Direct numerical simulation of polymer-induced drag reduction in turbulent boundary layer flow. // Physics of fluids 17, 011705, 2005

20. P. Orlandi, S. Leonardi, R. Tuzi, R. A. Antonia. Direct numerical simulation of turbulent channel flow with wall velocity disturbances. // Physics of fluids 15, №12, 2003, стр: 3587-3601

21. Jia Ou, Jonathan P. Rothstein. Direct velocity measurements of the flow past drag-reducing ultrahydrophobic surfaces. // Physics of fluids 17, 103606, 2005

22. Taegee Min, Jung Yul Yoo, Haecheon Choi, Daniel D. Joseph. Drag reduction by polimer additives in a turbulent channel flow. //J. Fluid Mech

23. Shu-Qing Yang, G. Dou. Drag reduction in a flat-plate boundary layer flow by polymer additives. // Physics of fluids 17, 065104, 2005

24. K. Kim, M. T. Islam, X. Shen, A. I. Sirviente, M. J. Solomon. Effect of macromolecular polymer structures on drag reduction in a turbulent channel flow. //Physics of fluids 16, №11, 2004, стр: 4150-4162

25. Salil Gogte, Peter Vorobieff, Richard Truesdell, Andrea Mammoli, Frank van Swol, Pratik Shah, C. Jeffrey Brinker. Effective slip on textured superhydrophobic surfaces. // Physics of fluids 17, 051701, 2005

26. M. Vlachogiannis, M. W. Liberatore, A. J. McHugh, T. J. Hanratty. Effectiveness of a drag reducing polymer: Relation to molecular weight distribution and structuring. // Physics of fluids 15, №12, 2003, стр: 3786-3794

27. Taegee Min, John Kim. Effects of hydrophobic surface on skin-friction drag. // Physics of fluids 16, №7, 2004, стр: L55-L58

28. Taegee Min, John Kim. Effects of hydrophobic surface on stability and transition. //Physics of fluids 17, 108106, 2005

29. J. J. Allen, M. A. Shockling, A. J. Smits. Evaluation of a universal transitional resistance diagram for pipes with honed surfaces. // Physics of fluids 17, 121702, 2005

30. P. R. Bandyopadhyay, C. Henoch, J. D. Hrubes, B. N. Semenov, A. I. Amirov, V. M. Kulik, A. G. Malyuga, K.-S. Choi, M. P. Escudier. Experiments on the effects of aging on compliant coating drag reduction. // Physics of fluids 17, 085104,2005

31. Kaoru Iwamoto, Koji Fukagata, Nobuhide Kasagi, Yuji Suzuki. Friction drag reduction achievable by near-wall turbulence manipulation at high Reynolds numbers. // Physics of fluids 17, 011702, 2005

32. F.-C. Li, Y. Kawaguchi, K. Hishida. Investigation on the characteristics of turbulence transport for momentum and heat in a drag-reducing surfactant solution flow. // Physics of fluids 16, №9, 2004, стр: 3281-3295

33. Joonwon Kim, Chang-Jin Kim. Nanostructured surfaces for dramatic reduction of flow resistance in droplet-based microfluidics. // IEEE, 2002, стр: 479-482

34. Jia Ou, Blair Perot, Jonathan P. Rothstein. Laminar drag reduction in microchannels using ultrahydrophobic surfaces. // Physics of fluids 16, №12, 2004, стр: 4635-4643

35. Chang-Jin Kim, Chih-Ming Ho, Robin L. Garrell, Fred Wudl. NanoTurf: Nano-engineered Low Flow Friction Surfaces. // University of California, Los Angeles, 2002

36. Philip A. Stone, Anshuman Roy and Ronald G. Larson, Fabian Waleffe, Michael D. Graham. Polymer drag reduction in exact coherent structures of plane shear flow. // Physics of fluids 16, №9, 2004, стр: 3470-3482

37. Stefano Sibilla, Arturo Baron. Polymer stress statistics in the near-wall turbulent flow of a drag-reducing solution. // Physics of fluids 14, №3, 2002, стр: 1123-1136

38. Hyoung J. Choi, Myung S. Jhon. Polymer-Induced Turbulent Drag Reduction. // Ind. Eng. Chem. Res. 35, 1996, стр: 2993-2998

39. Kostas D. Housiadas, Antony N. Beris. Polymer-induced drag reduction: Effects of the variations in elasticity and inertia in turbulent viscoelastic channel flow. // Physics of fluids 15, №8, 2003, стр: 2368-2384

40. Siva A. Vanapalli, Mohammad T. Islam, Michael J. Solomon. Scission-induced bounds on maximum polymer drag reduction in turbulent flow. // Physics of fluids 17, 095108, 2005

41. Xuzhong Luo, Wangen Miao, Sanxie Wu, Yingqiu Liang. Spontaneous Formation of Vesicles from Octadecylamine in Dilute Aqueous Solution Induced by Ag(I) Ion. //Langmuir 18,2002, стр: 9611-9612

42. Diyas A. Myrzakozha, Takeshi Hasegawa, Jujiro Nishijo, Toyoko Imae, Yukihiro Ozaki. Structural Characterization of Langmuir-Blodgett Films of Octadecyldimethylamine Oxide and Dioctadecyldimethylammonium Chloride. 1.

43. Reorientation of Molecular Assemblies during the Accumulation of Upper Layers Studied by Infrared Spectroscopy. // Langmuir 15, 1999, стр: 3595-3600

44. Junguo Pang, Kwing-So Choi. Turbulent drag reduction by Lorentz force oscillation. // Physics of fluids 16, №5, 2004, стр: L35-L38

45. Akira Yoshizawa. Turbulent-viscosity reduction mechanism based on anisotropic turbulence effects. // Physics of fluids 15, №12, 2003, стр: 3875-3878

46. Motoyuki Itoh, Shinji Tamano, Kazuhiko Yokota, Masato Ninagawa. Velocity measurement in turbulent boundary layer of drag-reducing surfactant solution. //Physics of fluids 17, 075107, 2005

47. Kostas D. Housiadas, Antony N. Beris, Robert A. Handler. Viscoelastic effects on higher order statistics and on coherent structures in turbulent channel flow. // Physics of fluids 17, 035106, 2005

48. D.D. Joseph. Viscous Potential Flow. // J. Fluid Mech, 2002

49. Yong Chang, S. Scott Collis, Srinivas Ramakrishnan. Viscous effects in control of near-wall turbulence. // Physics of fluids 14, №11, 2002, стр: 40694080

50. Roberto Benzi, Emily S.C. Ching, T. S. Lo, Victor S. L'vov, Itamar Procaccia. Additive Equivalence in Turbulent Drag Reduction by Flexible and Rodlike Polymers.//Universif a "Tor Vergata", 2005

51. Yunying Qi, Jacques L. Zakin. Chemical and Rheological Characterization of Drag-Reducing Cationic Surfactant Systems. // Ind. Eng. Chem. Res., 41 (25), 2002, стр: 6326-6336

52. S. T. Lim, H. J. Choi, S. Y. Lee, J. S. So, С. K. Chan. DNA Induced Turbulent Drag Reduction and Its Characteristics. //Macromolecules, 36 (14), 2003, стр: 5348-5354

53. Jaap M.J. den Toonder. Drag Reduction by Polymer Additives in a Turbulent Pipe Flow: Laboratory and Numerical Experiments. // Thesis Technische Universiteit, 1995

54. A. Duggleby, K. S. Ball, M. R. Paul. Dynamics of propagating turbulent pipe flow structures. Part I: Effect of drag reduction by spanwise wall oscillation. //Virginia Polytechnic Institute, State University Blacksburg, Virginia, 2007

55. B. Lu, X. Li, L. E. Scriven, H. T. Davis, Y. Talmon, J. L. Zakin. Effect of Chemical Structure on Viscoelasticity and Extensional Viscosity of Drag-Reducing Cationic Surfactant Solutions. //Langmuir, 14 (1), 1998, стр: 8 -16

56. Zhe Cui, Joline M. Fan. Effects of Microbubbles on Surface Pressures of a Sphere, /find. Eng. Chem. Res., 43 (9), 2004, стр: 2287 -2290

57. Chetan T. Goudar, Jagadeesh R. Sonnad. Explicit Friction Factor Correlation for Turbulent Flow in Smooth Pipes. // Ind. Eng. Chem. Res., 42 (12), 2003, стр: 2878 -2880

58. Peter A. Gordon. Extrapolation of Rheological Properties for Lubricant Components with Stokes-Einstein Relationships. // Ind. Eng! Chem. Res., 44 (15), 2005, стр: 5828 -5835

59. Turbulence and coherent structures in polymer solutions. //http://www.engr.wisc.edu/groups/fsd/research/polyturb/

60. Wei Li, Li Xi, Michael D. Graham. Nonlinear traveling waves as a framework for understanding turbulent drag reduction. // J. Fluid Mech, 2007

61. Masato Kodaka. Reevaluation in Interpretation of by Hydrophobicity Scaled Particle Theory. // J. Phys. Chem. B, 105 (24), 2001, стр: 5592 -5594

62. Davide Pinelli, Franco Magelli. Solids Settling Velocity and Distribution in Slurry Reactors with Dilute Pseudoplastic Suspensions. // Ind. Eng. Chem. Res., 40 (20), 2001, 4456-4462

63. Rama Govindarajanf, Victor S. L'vov, Itamar Procaccia. Stabilization of Hydrodynamic Flows by Small Viscosity Variations. // Jawaharlal Nehru Centre for Advanced Scientific Research, Jakkur, Bangalore, The Weizmann Institute of Science, Rehovot, 2002

64. V. G. Mel'nikov, S. A. Murav'eva, Yu. N. Shekhter, V. I. Ul'yanenko, V. M. Yur'ev. Structure's Effects in Suppressing Hydrogen-Sulfide Corrosion by Amine-Type Inhibitors. //Protection of Metal 35, No. 4, 1999, стр: 374-379

65. Itamar Procaccia, Victor S. L'vov, Roberto Benzi. Theory of Drag Reduction by Polymers in Wall Bounded Turbulence. //The Weizmann Institute of Science, Rehovot, Universif a "Tor Vergata", Italy, 2007

66. P.W. Li, Y. Kawaguchi, T. Segawa, A. Yabe. Turbulent Structure in a Drag-reducing Channel Flow with Surfactant Additives Investigated by PIV System. //Kyoto Univercity, AIST МГП, Japan

67. Xue-Mei Li, David Reinhoudt, Mercedes Crego-Calama. What do we need for a superhydrophobic surface? A review on the recent progress in the preparation of superhydrophobic surfaces. //Chem. Soc. Rev., 2007

68. Методические указания по консервации теплоэнергетического оборудования с применением плёнкообразующих аминов. Дополнение к РД 34.20.591-97 РАО «ЕЭС России».М.1998.

69. Типовой технологический регламент «Консервация оборудования и трубопроводов вторых контуров АЭС с ВВЭР с использованием плёнкообразующих аминов. РД ЭО 0408-02 Росатом.М.2002.

70. Акользин П.А., Королёв Н.А. Применение плёнкообразующих аминов для защиты от коррозии теплосилового обрудования.М.: БТИ ОРГРЭС, 1961.

71. Kuba Y., Prochaska Z. 25 Jahre Erfahrungen mit der Dogierung von Amin zum Schutz von Kondensatnetzen in der CSSR//Energie-anwendung. 1979.Bd.28 Jg. № 2.S.60-65.

72. Трехмерные турбулентные пограничные слои. Ред. Х.Фернхольц, Е. Краузе. Москва: Мир, 1985г.

73. Седлов А.С., Кузма-Китча Ю.А. Гидродинамика и теплообмен при кипении растворов. Москва: Издательский дом МЭИ, 2007г.

74. Кутателадзе С.С. Теплопередача и гидродинамическое сопротивление. Москва: Энергоатомиздат, 1990г.

75. Хейнлоо Я.Л. Феноменологическая механика турбулентных потоков. Таллин: Валгус, 1984г.

76. Филиппов Г.А., Салтанов Г.А., Кукушкин А.Н. Гидродинамика и тепломассообмен в присутствии поверхностно-активных веществ. Москва: Энергоатомиздат, 1988г.

77. Гиргидов А. Д. Механика жидкости и газа (гидравлика). Санкт-Петербург: Издательство СПбГПУ, 2003г.

78. Виноградова О. И. Особенности гидродинамического и равновесного взаимодействия гидрофобных поверхностей. Москва: Автореферат диссертации на соискание степени доктора физико-математических наук, 2000г.

79. Брянская Ю.В. Совершенствование методов гидравлического расчета характеристик течения и сопротивления в трубах. Москва: Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук, 2003г.

80. Отставнов А.А., Ионов B.C. Гидравлический расчет полимерных и металлических трубопроводов систем водяного отопления зданий. Москва: Арктический СНИП, 2003г. №2 (14)

81. Идельчик И.Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям. М.: Машиностроение, 1975г.

82. Кириллов П.Л. Основные направления научных исследований в области теплогидравлики атомных энергетических установок. М.: Теплоэнергетика №3, 2005г.

83. J.Mitrovic How to create an efficient surface for nucleate boiling./Anternational Journal of Thermal Sciences 45 (2006) 1-15.

84. K.Kaneko, M. Hasegawa, S. Matsumoto. Drag Reduction on Ultra Small-Scale Concave-Convex Surface//Transactions of the Japan Society of Mechanical Engineers 66 644 В (2000-4).1. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РЕГЛАМЕНТ

85. РЕАЛИЗАЦИИ СПОСОБА СНИЖЕНИЯ ЭНЕРГОЗАТРАТ ПРИ ТРАНСПОРТИРОВКЕ ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ ПО ТРУБОПРОВОДНЫМ СЕТЯМ СИСТЕМ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ183 Введение

86. Алгоритм реализации способа формирования молекулярных слоев1. ПАВ

87. В разделе 5 рассмотрены вопросы безопасности при эксплуатации1. МВК.

88. Для реализации технологии снижения гидравлического сопротивления магистральных трубопроводов необходимо:

89. Определить ориентировочный объем контура, включающего оборудование с трубопроводами. Исходя из объема контура, определить минимально необходимое количество реагента.

90. Определить точки дозирования ПАВ в контур с трубопроводами и точки отбора проб для проведения химанализов, обеспечивающих контроль за процессом сорбции ПАВ.

91. Подключить МВК к контуру обрабатываемого объекта гибкими шлангами с диаметром присоединительной резьбы равной 1/2", используя при необходимости систему переходников с одной резьбы на другую.

92. Заполнить на три четверти технологическую емкость 26 установкиfрабочим телом. Включить на щите электропитания установки общий автоматический включатель.

93. Обеспечить циркуляцию рабочего тела по замкнутому контуру МВК, для чего открыть задвижки 9, 10, 11, 12, 13 и запустить насос 29.

94. Через 30 минут после окончания дозирования отобрать пробу рабочего тела из трубопроводной сети (из пробоотборной точки) и определить концентрацию ПАВ.

95. Если значение концентрации ПАВ ниже необходимой расчетной повторить пункты 5 — 11 до достижения заданного значения концентрации ПАВ.

96. Каждые 30 минут осуществлять определение концентрации ПАВ. При падении ПАВ ниже величины равной 30% от значения концентрации ПАВ, полученной в п. 12, повторить пункты 5 — 12.

97. Дозирование прекращается после стабилизации значений концентрации ПАВ

98. Критерии оценки эффективности процесса реализации технологии снижения гидравлического сопротивления магистральных трубопроводов (применительно к тепловым сетям).

99. Гидрофобность поверхностей определяется органолептическим методом. Кроме того, определяется удельная сорбция ПАВ на поверхностях оборудования по приведенной ниже методике.

100. Если содержание ПАВ в пробе выше 0,5 мкг, в стакан с образцом заливается повторно свежая порция 1-N уксусной кислоты (50 мл) и процесс повторяется до тех пор, пока концентрация ПАВ не будет меньше или равна 0,5 мкг в 50 мл пробы.

101. Основные закономерности при определении гидравлического сопротивления трубопроводов

102. Р плотность перекачиваемой жидкости, кг/м .; v — скорость перекачиваемой жидкости, [м/с].

103. Безразмерный коэффициент гидравлического трения Я рассчитывался по зависимостям, полученным Г.А. Муриным (ВТИ) по результатам экспериментов с новыми стальными трубами различного диаметра.

104. Факторы, влияющие на гидравлическое сопротивлении трубопроводовпри транспортировки теплоносителя представлены на рисунке Е. 1.

105. На гидравлическое сопротивление трубопроводов влияют скорость движения теплоносителя, длина и диаметр проходного сечения трубопровода, состояние внутритрубной поверхности и физические свойства перекачиваемой жидкости.

106. Сорбированные на внутренней поверхности магистрального трубопровода плотноупакованные, молекулярные слои ПАВ не только защищают от коррозии, снижают скорость образования отложений, но и меняют режим течения пристенного слоя жидкости.

107. Уменьшение проходного сечения трубопроводов

108. Образование отложений на трубных поверхностяхС

109. Увеличение шероховатости и изменение рельефа поверхности1. HDD

110. Коррозия внутренней поверхности трубопроводов

111. Рисунок Е. 1 — Факторы, влияющие на увеличение гидравлического сопротивления трубопроводов тепловых сетей

112. На рисунке Е.2 и Е.З представлены зависимости линейного падения давления от диаметра трубопровода при постоянной скорости движения рабочего тела.

113. На рисунке Е.4 представлена зависимость перепада линейного давления в зависимости от шероховатости трубопровода.

114. Уменьшение диаметра проходного сечения, %

115. Рисунок Е.2 Зависимость величины гидравлического сопротивления трубопровода от величины диаметра проходного сечения1. Толщина отложений, мм

116. Рисунок Е.З Зависимость величины гидравлического сопротивления трубопровода от толщины отложений на внутренней поверхности трубопровода диаметром 100 мм2,825 2,2 1,916 1,31

117. О 200 400 600 800 1000 1200f