Химия и химические
технологии
Фундаментальные
проблемы создания новых материалов и технологий
Белецкий
Э.В., Дроботенко Е.А.
Торгово-экономический
институт КНТЭУ
г.
Харьков, Украина
Использование
кремнийорганических теплоносителей в теплообменном оборудовании
Вещества, получающие теплоту
от источника и отдающие его через стенку теплообменника нагреваемой среде,
называются промежуточными теплоносителями. Вещества, используемые в качестве
промежуточных теплоносителей, должны отвечать следующим требованиям: обеспечить
достаточно высокую интенсивность теплообмена при небольших массовых и объемных
его расходах, обладать малой вязкостью, но высокими плотностью, теплоемкостью и
теплотой парообразования, быть негорючими, нетоксичными, термически стойкими,
не оказывать разрушающего воздействия на материал теплообменника и вместе с тем
быть достаточно доступными и дешевыми.
В настоящее время в пищевых
производствах широкое применение в качестве промежуточных теплоносителей
получил водяной пар. К его основным достоинствам относятся высокий коэффициент
теплоотдачи, постоянство температуры конденсации (при данном давлении),
пожаробезопасность и др.
Несмотря на имеющиеся
преимущества данных теплоносителей у потребителя возникают проблемы с их
использованием связанные в основном с взаимодействием с металлическими
поверхностями тепловых аппаратов. К числу таких проблем относятся коррозия
металла под воздействием теплоносителя, образование накипи на стенках
оборудования, а также наличие высоких избыточных давлений, что обуславливает
необходимость утолщения стенок трубопроводов и греющих полостей аппаратов, что
вызывает удорожание их конструкции.
Если на эти проблемы
своевременно не обращать внимания, то они приводят к сокращению сроков службы
теплового оборудования, значительное увеличение затрат на проведение
профилактических и ремонтных работ.
В последнее время во многих
отраслях народного хозяйства наблюдается тенденция к замене традиционных
теплоносителей на более эффективные, надежные в эксплуатации.
К таким теплоносителям можно
отнести кремнийорганические жидкости, в частности поли- и олигоорганосилоксаны
серийный выпуск которых освоен химической промышленностью Украины.
Кремнийорганические жидкости
отличаются низкой температурой застывания (от -60 до -140ºС), высокой
теплопроводностью, стойкостью к окислению, хорошими диэлектрическими
свойствами, малой вязкостью, взрывобезопасностью, не обладают запахом и
коррозионной активностью, являются экологически безопасными. Необходимо также
отметить положительные технико-экономические показатели – это относительно
небольшая стоимость длительный срок использования (несколько десятилетий).
Использование
кремнийорганических жидкостей в качестве промежуточного теплоносителя дает
возможность получить современную энергоэкономическую систему тепловых аппаратов
с промежуточным теплоносителем, проводить тепловую обработку пищевых продуктов
в широком диапазоне температур, обеспечить надежность и безопасность работы
тепловых аппаратов, повысить качество готовой продукции, снизить энергоемкость
тепловых аппаратов и улучшить условия труда на предприятиях питания.
Исходя из этого, в настоящее время в Харьковском торгово-экономическом институте КНТЭУ проводятся исследования по изучению всего комплекса физико-химических свойств, кремнийорганических жидкостей, проводятся эксперименты, имитирующие различные условия их эксплуатации в теплообменном оборудовании.