разное

Химические свойства

К химическим свойствам рабочих веществ относят:

• чистоту;

• взаимодействие с водой;

• взаимодействие с маслом;

• реакционную способность к конструкционным материалам;

• термическую стойкость;

• воспламеняемость и взрывоопасность.

Степень чистоты рабочего вещества определяется отсутствием в нем различных растворимых и нерастворимых компонентов, кото­рые могут попасть в рабочее вещество в процессе его производства (синтеза), а также при заправке в баллоны на заводе-изготовителе. В настоящее время применяется строгая система сертификации рабо - чего вещества, которая регламентирует присутствие любого рода примесей. Эта информация содержится в соответствующих докумен­тах по стандартизации.

Взаимодействие рабочего вещества с конструктивными мате­риалами происходит в двух направлениях: химическая коррозия; термическая коррозия.

В диапазоне температур, применяемых в холодильных маши­нах и тепловых насосах, все рабочие вещества HFC - и CHFC-типа в обезвоженном состоянии инертны к металлам (исключение составляют сплавы, содержащие более 2% Mg).

При температурах ниже -40... -30°С, конструкционные свойства применяемых углеродистых сталей ухудшаются, поэтому до температуры -70°С применяют низколегированные стали, а при еще более низких температурах (до ~200°С) требуется применение легированных сталей аустенитного класса.

Известно, что R-717 (NH3) вступает в окислительно-восста­новительные реакции с цветными металлами, что исключает их применение в аммиачных холодильных машинах. При температурах выше 200°С коррозионная активность NH3 резко возрастает, особенно при использовании смеси NH3-H20.

Пары некоторых рабочих веществ с минеральным маслом могут образовывать кислоты, способные разрушать обмотки электро­двигателя (при использовании бессальниковых или герметичных компрессоров) или образовывать клей, закупоривающий капиллярные трубки (эквивалент дроссельного вентиля в малых холодильных машинах и тепловых насоса), что нарушает нормальный режим функционирования машины.

Важную роль играет взаимодействие рабочих веществ с неметаллами, используемыми в качестве материалов для изготовления прокладок, гибких соединений и т. д.

Термическая стойкость рабочих веществ также является огра­ничивающим фактором, который необходимо учитывать при анализе каждого рабочего вещества в конкретных условиях эксплуатации. Так, например, известно, что R-290 разлагается при 470°С, R-600 при 370°С, R-600a при 460°С, a R-717 при 260°С. Понятно, что столь высокие температуры практически никогда не достигаются даже в тепловых насосах, однако большинство веществ HFC - и HCFC-типа имеют значительно более низкие температуры разложения. Температура термического разложения понижается в присутствии

Различных металлов, которые могут играть роль катализаторов процесса разложения. Термическая нестойкость приводит к тому, что рабочее вещество разлагается на самостоятельные химические соединения, которые не могут быть обратно превращены в первоначальное рабочее вещество. Таким образом смесь этих веществ должна быть удалена из холодильной машины (теплового насоса) и заправлена новая порция рабочего вещества. Химическая инертность одновременно с достаточно высокой термической стойкостью вплоть до температуры 1500°С наблюдается только у R-744 (С02).

Воспламеняемость и взрывоопасность рабочих веществ прояв­ляются при их соединении в различных концентрациях со смазоч­ными материалами и воздухом (компонентами воздуха). Давление, температура рабочего вещества, а также время контакта оказывают различное влияние на эти процессы как ускоряя, так и замедляя их. Описание требований безопасности при использовании различных рабочих веществ с точки зрения воспламеняемости и взрывоопасное™ приведено в специальной литературе и в основном относится к анализу аварийных ситуаций при утечках рабочего вещества.

Международный классификатор рабочих веществ по степени воспламенения и токсичности приведен в таблице 6.2.

Таблица 6.2

Степень воспламенения

Токсичность

Низкая

Высокая

Высокая

A3

ВЗ

Низкая

А2

В2

Отсутствует

А1

В1

Так, например, свойства R-ll, R-12, R-13, R-13B1, R-22, R-23, R-113, R-114, R-124, R-125, R-134a, R-744 относятся к группе рабочих веществ с показателем А1; свойства R-32, R-152a соответствуют показателю А2, свойства R-170, R-290, R-600a, R-1150, R-1270 соот­ветствуют A3, R-123 попадает под категорию В1, a R-717 - В2.

Наиболее значимыми с точки зрения функционирования холодильной машины (теплового насоса) является взаимодействие рабочего вещества с водой и смазочным маслом, поэтому рассмотрим это подробно.

Проникновение воды в герметично закрытую систему холо­дильной машины (теплового насоса) возможно со смазочным маслом,

В виде конденсата из воздуха, растворенного в масле или оставшегося внутри машины после процесса вакуумирования (при сборке и монтаже машины), а также выделившаяся из конструкционных мате­риалов, где вода в виде молекул находилась в связанном состоянии.

Все рабочие вещества делятся на два класса:

• растворимые с водой;

• нерастворимые с водой (частично или полностью).

Основным негативным последствием присутствия воды в

Рабочих веществах второго класса является ее замерзание в дроссельном вентиле (капиллярной трубке), что вызывает остановку машины. Подробно это проанализировано в п.7.1.4, где описан метод удаления воды из рабочих веществ.

Для рабочих веществ, растворимых с водой, защитные мероприятия не проводятся, так как присутствие воды не вносит изменений в работу холодильной машины (теплового насоса).

Парадоксальная ситуация имела место в прошлом, когда сер­тификация R-717(NH3) как рабочего вещества холодильных машин не была столь строгой. Концентрация воды в R-717, который предназна­чался для заправки в холодильные машины, могла достигать десятков процентов, что приводило к изменению свойств рабочего вещества, т. е. рабочим веществом уже выступал не R-717, а смесь NH3-H20.

По взаимодействию со смазочным маслом (минеральным или синтетическим) все рабочие вещества также делятся на два класса:

• растворимые с маслом;

• нерастворимые с маслом (частично или полностью).

Смазка присутствует в компрессоре для уплотнения, уменьше­ния трения и отвода тепла трения от трущихся пар. Таким образом в компрессорной холодильной машине (тепловом насосе) присутствует масло. Конструкции современных компрессоров предусматривают свободный контакт рабочего вещества с маслом внутри компрессора (в полости всасывания). Таким образом, рабочее вещество при про­хождении через компрессор насыщается маслом, которое далее циркулирует вместе с ним через все элементы холодильной машины (теплового насоса).

Для рабочих веществ, нерастворимых (частично растворимых) с маслом, имеет место ситуация, изображенная на рис. б.ба. Классичес­кий пример - холодильная машина, использующая R-717 в качестве рабочего вещества. В каждом последующем после компрессора эле­менте часть масла оседает на внутренней поверхности элементов. Таким образом в компрессор возвращается рабочее вещество с незна-

Химические свойства

Рис.6.6. Схема движения масла с рабочим веществом: а) нерастворимое масло; б) растворимое масло

Чительным количеством масла. Естественно, что для нормального функционирования компрессора постоянный процесс «уноса» масла должен быть компенсирован. Удаление масла из теплообменных аппаратов и возврат его в компрессор представляет достаточно сложный процесс, который осуществляется периодически. Особенно сложно удалить масло из испарителя, где при низких температурах оно застывает, иногда образуя «масляные пробки» и препятствует свободному проходу рабочего вещества. Накопление масла на теплообменной поверхности теплообменных аппаратов в период между его удалениями приводит к значительным изменениям условий теплопередачи, так как слой масла является дополнительным терми­ческим сопротивлением с низкими теплопередающими свойствами. Метод удаления масла описан в п.7.1.5.

Абсолютное большинство рабочих веществ HFC - и HCFC-типа обладает полной растворимостью с маслом. В этом случае масло в растворенном состоянии вместе с рабочим веществом циркулирует через все элементы холодильной машины (теплового насоса), не оседая в них - рис.6.66.

Взаимодействие рабочего вещества с маслом оказывает существенное влияние на работу холодильной машины (теплового насоса), так как при растворении масла в рабочем веществе образуется смесь, которая одновременно является рабочим веществом и смазывающей жидкостью. Свойства смеси «рабочее вещество-масло» отличаются от свойств чистого рабочего вещества, естественно, концентрация масла влияет на изменение свойств.

Исследования, проведенные в ОГАХ, дали возможность проследить влияние концентрации масла на термодинамическую эффективность цикла холодильной машины - рис.6.7. Увеличение концентрации масла приводит к снижению холодопроизводитель - ности машины, понижению коэффициентов теплопередачи тепло- обменных аппаратов и повышению гидравлического сопротивления в них. Для оценочных расчетов можно принять, что 30% концентрация масла в смеси «рабочее вещество-масло» способствует уменьшению коэффициента теплоотдачи в два раза.

Для более подробного анализа свойств смеси «рабочее веще­ство-масло» иногда создаются диаграммы, например, рис.6.8.

В состоянии насыщения концентрации любой смеси «рабочее вещество-масло» определяется давлением и температурой. При этом, чем выше давление и ниже температура, тем ниже может быть концентрация масла в рабочем веществе. При постоянном давлении снижение температуры вызывает повышение концентрации рабочего вещества, при повышение температуры - имеет место возгонка рабочего вещества из смеси, т. е. наблюдается повышение концент­рации масла. Эти особенности должны быть приняты во внимание особенно при анализе низкотемпературных холодильных машин и высокотемпературных тепловых насосов.

Одним из направлений в поиске новых рабочих веществ для холодильных машин является проблема синтеза масла, которое было бы растворимо с ними. Для рабочих веществ, находящихся в приме­нении, также пытаются синтезировать альтернативное масло - раство­римое с этими рабочими веществами. Чаще такие разработки прово­дятся для рабочих веществ ранее относившихся к классу нераство­римых с маслом (минеральным). Так, например, многие годы усилия ученых были направлены на создание масла, растворимого с R-717. Эта работа увенчалась успехом, однако стоимость синтеза такого масла оказалась невероятно высокой. Кроме значительного повыше­ния стоимости самого масла, перед инженерами-практиками встал вопрос оптимизации: стоит ли применять растворимое масло, если стоимость обслуживания холодильной машины понизится (удаление масла из теплообменных аппаратов, его очистка и возврат в компрессор отсутствуют), однако повысятся эксплуатационные затра­
ты машины, так как присутствие масла способствует понижению величины СОР, что связано с увеличением расхода первичной энергии (электроэнергии) на привод компрессора. Эта проблема все еще находится в стадии дискуссии.

Рис.6.8. Диаграмма lgp-h смеси «рабочее вещество R-134a - масло SW22»

Химические свойства

0,9

0,8

0,6

Рис.6.7. Зависимость СОР холодильной машины от концентрации масла (X) в рабочем веществе (исследования проведены для R-134a)

разное

Дизайнерские радиаторы из чугуна от radimaxua.com

Интернет-магазин radimaxua.com предлагает широкий ассортимент дизайнерских радиаторов из чугуна, выпускаемых под брендом RETROstyle. Изготовлением декоративных радиаторов занимаются европейские заводы.

Солнечные коллекторы для отопления

Домашние отопительные системы обычно работают за счет энергии электричества, природного газа или масел, за которые необходимо платить. К тому эти способы отопления вредят окружающей среде. Альтернативой им является солнечная батарея или коллектор.

Как раскрутить свой Instagram с помощью сервиса Like Social ?

Популярность социальных сетей сделала возможной организацию бизнеса в Интернете. Чтобы убедиться в том, что интернет-дело может быть прибыльным, достаточно обратить внимание на количество пользователей популярной сети «Инстаграм», которое на сегодняшний …

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел. +38 05235 7 41 13 Завод
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия
+38 067 561 22 71 — гл. менеджер (продажи всего оборудования)
+38 067 2650755 - продажа всего оборудования
+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи всего оборудования
e-mail: msd@inbox.ru
msd@msd.com.ua
Скайп: msd-alexandriya

Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Представительство МСД в Киеве: 044 228 67 86
Дистрибьютор в Турции
и странам Закавказья
линий по производству ПСВ,
термоблоков и легких бетонов
ооо "Компания Интер Кор" Тбилиси
+995 32 230 87 83
Теймураз Микадзе
+90 536 322 1424 Турция
info@intercor.co
+995(570) 10 87 83

Оперативная связь

Укажите свой телефон или адрес эл. почты — наш менеджер перезвонит Вам в удобное для Вас время.