Рассолы

Основное свойство водных растворов солей состоит в том, что температура замерзания их до известного предела (состояния криогидратной точки*) зависит от концентрации рассола. Для каждого из рассматриваемых рассолов эту зависимость можно представить графически. На оси абсцисс отложены значения концентрации рассола (отношение массовых частей соли к массе раствора), на оси ординат — значения температур рассола. По кривой выпадения льда можно определить значение температуры, до которой можно охлаждать рассол данной концентрации без выделения из него льда. Понижение температуры рассола ниже будет сопровождаться выделением кристаллов льда, что вызывает повышение концентрации рассола.

Состояние рассола по линии выпадения соли изменяется вследствие того, что при охлаждении его до температуры ниже криогидратной выделяется избыточное количество соли. В результате оставшаяся часть жидкого рассола будет иметь более низкую концентрацию, определяемую для каждого значения температуры по кривой насыщения.

Учитывая, что выпадение льда из раствора концентрирует его и предохраняет (до определенных температур) от замерзания, рабочую концентрацию растворов выбирают по кривой выпадения льда.

Не меньшее значение для эксплуатации имеет и корродирующее воздействие рассолов на металлы. Срок службы отдельных элементов установки составляет в среднем от 5 до 15 лет. Необходимым условием для возникновения коррозии является наличие кислорода. В открытых системах рассол насыщен кислородом примерно в 4 раза больше, чем в закрытых, вследствие чего коррозия в них намного интенсивнее. Для уменьшения количества растворенного кислорода в рассоле необходимо максимально сокращать поверхности соприкосновения рассола с воздухом и не допускать его взбалтывания, создавать условия для полного заполнения магистралей и батарей и непрерывного удаления из них воздуха. Обратные трубы следует опускать ниже уровня рассола. Над зеркалом рассола в уравнительном бачке целесообразно иметь слой масла

В концентрированных растворах растворяется меньшее количество кислорода. Поэтому в установках поддерживают высокую концентрацию соли в растворах. Однако нужно иметь в виду, что рассолы от этого делаются вязкими и плотными и на их перемещение будет затрачиваться больше энергии. С наименьшей интенсивностью коррозия протекает в растворах, где поддерживают слабощелочную реакцию (рН 7,5—8,5), которую достигают добавлением в него некоторого количества каустической соды и известкового молока. Наиболее эффективным средством является добавление в рассол пассиваторов: силиката натрия, бихромата натрия, фосфорной кислоты. В закрытой рассольной системе при использовании тщательно очищенных солей коррозия минимальная.

Из других свойств рассолов для эксплуатации имеют значения их теплоемкость и вязкость, так как они влияют на работу рассольного насоса. В рассолы иногда добавляют высокомолекулярные соединения (полиокс или полиакриламид — полимеры линейной структуры) в количествах 0,03—0,07%. Эти соединения способствуют уменьшению потерь на трение, увеличению производительности насосов и пропускной способности трубопроводов. Гидравлическое сопротивление магистральных трубопроводов охлаждающей системы с рассольным охлаждением снижается на 30—50% для развитого турбулентного режима течения и на 20—26% для переходного. Следует учитывать быстрое механическое разрушение (деструкцию) полимеров в растворе.

При увеличении концентрации поверхностно-активных веществ, концентрации соли и при понижении температуры наблюдают уменьшение гюрогового значения чисел Re, начиная с которых наблюдается снижение гидравлических сопротивлений. С увеличением числа Re и концентрации добавки полимеров эффект снижения сопротивления трения возрастает. С понижением температуры эффективность добавки полимеров также значительно возрастает.

Однако при добавлении этих веществ коэффициенты теплоотдачи жидкости к поверхности теплообмена уменьшаются примерно на 20%. Влияние добавок на теплообмен в батареях Незначительно из-за большого термического сопротивления со стороны воздуха, а на теплообмен в испарителях, охлаждающих рассол, — заметное. Причем для аммиачных систем это влияние сильнее, что объясняется одинаковым значением сопротивления теплоотдаче со стороны хладагента и рассола.