CC BY
11<1 го
3,50 3,00 2,50 2,00 1,50 0
- —_ ♦
La- 1 п ^— ■ ................я... ..........■.......? ................ Ш.....................
1,10
1,20
1,30
1,40
1,50
1,60
1,70
1,80
1,90
2,00
Рис. 5. Зависимость —=/(/^р)для льняных рукавов:
d ср
1- ♦ - dусл = 66 мм, 2- ■ - dусл = 77 мм
Наиболее точное определение сопротивления рукавов с учетом влияния режимных параметров - по формулам табл. 1. С удовлетворительной для практических расчетов точностью можно определять сопротивление латексных и льняных пожарных рукавов по формулам табл. 2 или по формуле Альтшуля при использовании зависимостей для относительной шероховатости, приведенных в табл. 3.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Хоанг Зань Бинь. Экспериментальная установка для исследования гидравлического сопротивления напорных пожарных рукавов // Технологии техносферной безопасности [Электронный ресурс]. Режим доступа: 1пйр://1рЬ.то8.ги/йЬ/2009-5 html.
2. Абросимов Ю. Г. Гидравлика. - М: Академия ГПС МЧС России, 2005.
3. Яковчук В. И. Определение гидравлического сопротивления напорных пожарных рукавов // Научное обеспечение пожарной безопасности. - Минск: Белорусская политехническая академия. - № 7. -1999. - С. 50-51.
УДК 614.8
Хоанг Зань Бинь адъюнкт Академии ГПС МЧС России
Hoang Danh Binh
ВЛИЯНИЕ НА ЭФФЕКТ СНИЖЕНИЯ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ СТАРЕНИЯ РАСТВОРА ГЕЛЯ И ГЕЛЯ ПОЛИАКРИЛАМИДА
На основании проведенных лабораторных экспериментальных исследований определено допустимое время выдержки раствора геля и геля полиакриламида (ПАА) «Праестол 2515», при котором эффект снижения гидравлического сопротивления изменяется не более, чем на 5 %.
Ключевые слова: движение жидкости, гравитационная установка, коэффициент гидравлического сопротивления, эффективность раствора, полиакриламид (ПАА), время выдержки, аномальное снижение сопротивления (АСС).
INFLUENCE ON EFFECT OF DECREASE IN HYDRAULIC RESISTANCE OF AGEING OF A SOLUTION
OF GEL AND POLYAKRYLAMIDE GEL
On the basis of spent laboratory experimental researches definition admissible time of endurance of a solution of gel and Polyacrylamide gel «Praestol 2515» at which the effect of decrease in hydraulic resistance changes no more than on 5 %.
Keywords: liquid movement, gravitational installations, factor of hydraulic resistance, efficiency of solution, Polyacrylamid (PAA), endurance time, abnormal decrease in resistance (ADR).
В [1, 2] показана эффективность применения высокомолекулярных флокулянтов - прае-столов - на стадии предварительной очистки воды для тепловых электростанций. При малых концентрациях в воде праестола наблюдается аномальное снижение гидравлического сопротивления (эффект Томса), снижение потерь напора в трубопроводах до 40-45 %. Однако, гели и растворы стареют, эффективность их использования снижается.
В [3] дана рецептура геля полиакриламида «Праестол 2515» и показано, что для получения максимального эффекта снижения гидравлического сопротивления в системах подачи воды следует использовать раствор геля полиакриламида «Праестол 2515» с концентрацией 7 г/л, что соответствует концентрации «Праестол 2515» С = 0,07 кг/м3.
При практическом использовании сильно разбавленных растворов ПАА важно знать, как влияет старение раствора на эффект АСС. Для определения изменения эффективности раствора геля «Праестол 2515» в воде были проведены специальные опыты. Готовился раствор с концентрацией геля в воде 7 г/л (СПАА = 0,07 кг/м3) и выдерживался от 1 ч до 2 400 ч.
Опыты проводились на гравитационной установке, описанной в [3].
Для уменьшения гидравлического сопротивления по сравнению с установкой [3] в используемой установке отсутствовал пробковый кран. Это позволило уменьшить сопротивление системы слива, время истечения, повысить скорость движения жидкости в трубке и увеличить число Re.
В [3] показано, что для гравитационной установки линейный коэффициент гидравлического сопротивления X сливной трубки может быть определен по формуле:
Х = кт с2
где к = (н - напор; /- объем между двумя рисками на емкости, м3; I, С- соответст-
8/
венно, длина и внутренний диаметр трубки, м; д - ускорение свободного падения, м/с2; тср - время истечения объема воды / с).
Так как для данной установки к величина постоянная, то эффективность раствора Э
может быть определена по формуле:
Э =
Хв
э=1-4.
т в
В табл. 1 приведены опытные данные и их обработка, а на рис. 1 изменение Э в зависимости от времени выдержки раствора геля «Праестол 2515» в воде с концентрацией полиакриламида в воде С= 0,07 кг/м3.
Таблица 1
Определение изменения эффективности раствора геля (С =7 г/л) с концентрацией «Праестол 2515» (С=0,07 кг/м3) в зависимости от времени выдержки раствора
Измеряемая величина Время выдержки раствора геля С= 7 г/л (См = 0,07 кг/м3) вода
792 ч 648 ч 552 ч 408 ч 240ч 120ч 1 ч
Щ л 0,5
Г, 0С 26
С м 6,325 10-3
т, с 1 8,45 8,41 8,40 8,45 8,38 8,29 8,24 10,49
2 8,47 8,45 8,43 8,37 8,45 8,38 8,48 10,43
3 8,38 8,44 8,42 8,39 8,42 8,40 8,22 10,55
4 8,41 8,39 8,41 8,45 8,40 8,30 8,17 10,69
5 8,39 8,37 8,39 8,36 8,36 8,35 8,26 10,62
^ с 8,42 8,41 8,41 8,40 8,40 8,34 8,27 10,56
О = Щ/т, л/с 0,0582 0,0548 0,0563 0,0561 0,0587 0,0599 0,0604 0,0474
V=4 О / п-С 2, м/с 1,854 1,744 1,791 1,787 1,868 1,908 1,925 1,508
v•106, м2/с 1,2265 0,9055
Яе 9 560,9 8 993,7 9 236,1 9 215,4 9 633,1 9 839,4 9 927,1 10 533,5
к_ НС5^ 8£Щ2 4,04-10-4
^_ктср 0,02864 0,02857 0,02857 0,02851 0,02851 0,02810 0,02763 0,04505
V \ 0,636 0,635 0,635 0,634 0,633 0,625 0,614
т2 Э _ 1—2-100% т 2 36,38 36,50 36,53 36,62 36,65 37,52 38,56
Рис. 1. Изменение эффективности раствора в зависимости от времени выдержки раствора геля «Праестол 2515» в воде (С = 7 г/л )
Из рис. 1 видно, что раствор можно хранить 30 сут. При этом снижение его эффективности будет не более 2 %.
Было определено также влияние времени выдержки геля «Праестол 2515» на эффект АСС. Для этого одна порция геля выдерживалась 24 ч, вторая - 960 ч и третья - 2 400 ч (100 сут.).
Затем из этих порций геля готовился раствор геля в воде с концентрацией 7 г/л. Этот раствор ис-пытывался в гравитационной установке по методике, описанной в [3]. Результаты опытов приведены в табл. 2 и на рис. 2.
Таблица 2
Определение изменения эффективности раствора геля (С= 7 г/л) в зависимости от времени выдержки геля (С= 0,07 кг/М3)
Измеряемая величина Время выдержки геля вода
2 400 ч 960 ч 24 ч
Щ л 0,5
Т °С 25
сС м 6,325 10-3
т, с 1 8,64 8,24 7,84 10,49
2 8,72 8,48 8 10,43
3 8,65 8,22 7,86 10,55
4 8,61 8,17 7,98 10,69
5 8,62 8,26 8,02 10,62
^ с 8,65 8,27 7,94 10,56
0= Щ/т, л/с 0,0578 0,0604 0,063 0,0474
/= 40 /п С 2, м/с 1,841 1,925 2,005 1,508
v■106, м2/с 1,2265 0,9055
Яе 9 493,9 9 927,1 10 339,6 10 533,5
к_ НС5^ 8£Щ2 4,0410-4
^_ктср 0,03023 0,02763 0,02547 0,04505
Ар/ Хд 0,671 0,613 0,565
т2 Э _ 1—2-100% т 2 32,89 38,56 43,42
45
Э, %
40 35 0
10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110
Время, сут.
Рис. 2. Изменение эффективности раствора геля «Праестол 2515» (С = 7 г/л) в зависимости от времени выдержки геля
Из рис. 2 следует, что при выдержке геля до 960 ч (40 сут.) эффективность раствора снижается на 5 %, а при выдержке геля 2 400 ч (100 сут.) эффективность раствора снижается на 10 %. Следовательно, гель остается пригодным в течение длительного срока хранения (до 100 сут.), но рекомендуется его использовать в течение 30-40 дней. За этот период качество геля сохраняется достаточно хорошо, так как снижение эффекта АСС не более 5 %.
Из выполненных опытов следует, что оптимальное время выдержки геля 24 ч (1 сут.). Снижение потерь напора при подаче раствора оптимальной концентрации при числах Яе « 104 может достигать 43 %.
Раствор можно хранить до одного месяца. При этом его эффективность снижается на 2 %. Гель рекомендуется хранить не более 40 сут.
Таким образом, использование раствора в воде геля полиакриламида обеспечит существенное (не менее 43 %) энергосбережение при подаче воды по трубопроводам, а запасы геля следует использовать до 40 сут.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Гоголашвили Э. Л,, Молгачева ИИ. В, ИИсаков А. А. Эффективность применения праестолов на стадии предварительной очистки воды для тепловых электростанций. Сб. статей 7-й Всероссийской конференции «Структура и динамика молекулярных систем». - Яльчик, 2000. - С. 494-497.
2. Куренков В. Ф, Гоголашвили Э. Л., Исаков А. А. Исследование флокулирующего действия сополимеров акриламида фотосидементационным методом. - Казань: Казанский государственный технологический университет, инженерный центр «Энергопрогресс». - № 3. - 2000.
3. Абросимов, Ю. Г,, Хоанг Зань Бинь. Определение оптимальной концентрации геля полиакриламида «Праестол 2515» для снижения гидравлического сопротивления // Промышленное и гражданское строительство. - 2009. - № 6.
