При производстве бетонных и железобетонных работ в зимних условиях при ожидаемой среднесуточной температуре наружного воздуха ниже 5 °С и минимальной суточной температуре ниже 0°С, а также при бетонировании конструкций, расположенных в вечно-мерзлых грунтах, применяют способы бетонирования , позволяющие получать бетон необходимого качества.

Если не применять специальных способов бетонирования, то при замерзании бетона содержащаяся в нем свободная вода обращается в дед и твердение бетона прекращается. Если до замерзания твердение не началось, то не начнется и после него, если же началось, то практически приостанавливается до тех пор, пока свободная вода в бетоне будет находиться в замерзшем состоянии. Замерзшая в бетоне вода увеличивается в объеме приблизительно на 9%. Возникающее внутреннее давление льда разрывает слабые связи в незатвердевшем бетоне.

Вода, скапливающаяся на поверхности зерен крупного заполнителя, при замерзании образует тонкую ледяную пленку, нарушающую сцепление между заполнителем и раствором и снижающую прочность бетона. На арматуре образуется пленка льда, нарушающая сцепление арматуры с бетоном.

При оттаивании бетона находящийся в нем лед тает и твердение бетона возобновляется, но конечная прочность бетона, его плотность и сцепление с арматурой снижаются. Эти потери тем больше, чем в более раннем возрасте замерз бетон.

Наиболее опасно замерзание бетона в период схватывания цемента. Также вредно и многократное замораживание и оттаивание бетона в начале твердения, что бывает, когда оттепели сменяются заморозками. Прочность бетона к моменту замерзания или охлаждения ниже расчетных температур, так называемая критическая прочность, при которой конечная прочность не снижается или снижается незначительно, должна указываться в проекте производства работ или в технологической карте.

Низкие температуры способны испортить бетон, добавки к которому необходимо применять для предотвращения этого фактора. КEMAZIM OC - это жидкая модифицирующая добавка бетона против замерзания, предназначенная для приготовления бетона, цементных и строительных растворов при низких температурах. Пластичный бетон, добавки к которому не содержат хлор, изготавливается на основе ЦNORM B 3332 и JUS U.M1 .035 (югославские) стандартов.

ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ:
Содержание хлора - не содержит хлора
Внешний вид - светлая или светложелтая жидкость
Плотность 1,35 +/- 0,03 гр/см3 (при температуре + 20 °С)
рH значение 6,9
Растворимость в воде

СПОСОБ ДЕЙСТВИЯ:

Другие добавки, повышающие скорость твердения бетона, не могут сравниться по качеству с КEMAZIM OC, которая не только ускоряет связывание цемента, но и увеличивает гидратическое тепло, что уменьшает опасность замерзания.

Улучшенный бетон, добавки КEMAZIM OC к которому были применены, обеспечивает бетонирование при низких температурах воздуха (до -15 °С) при правильном условии приготовления бетон, добавки к которому смешиваются, при температуре не ниже + 5 °С. КEMAZIM OC придает пластичность, вследствие чего объем и водонепроницаемость увеличиваются.

ПРИМЕНЕНИЕ:

Вне зависимости от того, какой бетон, добавки к нему применяются при необходимости быстрого набора прочности бетона, прежде всего при низких температурах бетонирования, до - 15 °С. Высокопрочный бетон, добавки или добавки-ускорители твердения бетона к которому были использованы, делает его долговременным в эксплуатации.

ПОДГОТОВКА БЕТОНА:

Необходимо подготовить бетон, добавки к которому добавляются в бетонную смесь растворенными водой или прямо в гомогенную бетонную массу. Время перемешивания должно составлять не менее 2 минут для того, чтобы КEMAZIM OC равномерно распределился и получилась гомогенная масса. Необходимо уменьшить количество применяемой воды из-за эффекта пластификации бетона. При наружном бетонировании температура бетона должны быть не ниже +5 °С, а сам бетон, добавки к которому были применены, необходимо защитить от замерзания и соблюдать инструкции для зимнего бетонирования .

ДОЗИРОВКА:
1 - 2% от веса цемента или связующего
УПАКОВКА:
10, 50 Л пластмассовые ведра, 1000 Л контейнеры
ХРАНЕНИЕ:
В прочно закрытой упаковке защищенной от повреждений. Можно хранить при температуре до -15 °С. Не допускать замерзания.
СРОК ХРАНЕНИЯ:
При соблюдении условий и при прочно закрытой упаковке - 2 года
МЕРЫ ПРЕДОСТОРОЖНОСТИ:
Нельзя допускать контакт с пищей.
КEMAZIM OC также получил аттестат и под контролем IMS-а Сербии (аттестат ~ 1170/2001 от 15.10.2001.)
Рекомендуется проведение предварительных исследований для каждого случая применения в связи с различными условиями и спецификой проводимых работ.

Наилучшими средами для многих целей являются разбавленные или не разбавленные плазма или сыворотка.

Прочие среды содержат сывороточный или какой-либо иной альбумин или же другие белки, включая желатин, растворенные в солевых растворах. В связи с этим возникла необходимость изучения различных сторон воздействия белков на процесс замораживания в разбавленных водных средах. Так, Лузена показал, что присутствие в низкой концентрации альбумина сильно задерживает рост кристаллов льда в воде и в растворах неорганических солей. Повышение концентрации свыше 10% давало слабый эффект.

Исключительный интерес представляют исследования Люйета, который при помощи специального замораживающего микроскопа наблюдал образование кристаллов льда в тонких пленках растворов с высокой концентрацией бычьего альбумина и в гелях, содержащих 30-50% желатины, при разных скоростях замораживания. При этом ему удалось сфотографировать призмы, звезды, розетки и шестиугольные кристаллы разнообразной формы, образовавшиеся в тонких пленках 35-процентиого раствора бычьего альбумина, замороженных при -3°. Когда препараты замораживали при более низких температурах и, следовательно, с большей скоростью, гексагональная симметрия узора кристаллов несколько нарушалась и образовывались неправильные розетки.

Люйет установил, что при сверхбыстром охлаждении тонких пленок гелей, содержащих 30-50% желатины, или растворов с высокой концентрацией других белков кристаллизация проходила в виде появления тончайшей легкой дымки, покрывавшей весь препарат. Эта дымка постепенно бледнела, и вскоре вся пленка при рассмотрении ее под обычным микроскопом оказывалась прозрачной. Люйет назвал кристаллы такого типа «быстроисчезающими шарообразными дисками». Не ясно, происходила ли здесь истинная кристаллизация или же пленки витрифицировались. В настоящее время Люйету удалось доказать, что пленка желатины после сверхбыстрого охлаждения имеет кристаллическую структуру, сохраняя внешне вид прозрачного аморфного вещества. Люйет зарегистрировал за кратковременный период охлаждения временное повышение температуры в препарате. Это повышение температуры совпадало с моментом появления и распространения тончайшей дымки, о которой говорилось выше. При согревании в результате перекристаллизации прозрачная пленка становилась мутной. Меримэн для изучения прозрачных пленок, образующихся при сверхбыстром охлаждении гелей желатины, использовал дифракцию рентгеновских лучей. Рентгенограммы показали присутствие кристаллов, отражавших рентгеновские лучи под одним углом. После перекристаллизации, наступавшей во время согревания, рентгеновские лучи отражались под тремя углами.

На основании описанных наблюдений был сделан один важный вывод. Стекловидное вещество, образующееся в результате сверхбыстрого охлаждения до очень низких температур, содержит мельчайшие кристаллики льда. Это не истинное стекловидное вещество, являющееся аморфным, с беспорядочным расположением молекул. Микроскопические препараты живых клеток и тканей, переживших сверхбыстрое охлаждение до очень низких температур, которые раньше считали витрифицированными, вероятно, содержали такие кристаллики. Люйет подчеркивает, что надо с величайшей осторожностью употреблять такие термины, как «стекловидный», «остекленение» («витрификация»), «остекленевший», «расстекленение» («девитрификация»). Назрела необходимость в новой терминологии, однако введение этих новых терминов в настоящее время может усугубить путаницу.

Люйет различает четыре фактора, которые теоретически могут препятствовать процессу кристаллизации при быстром охлаждении: 1) уменьшение числа центров кристаллизации; 2) замедление роста кристаллов из центров; 3) уменьшение всего общего количества образовавшегося льда; 4) ухудшение степени «упорядоченности» молекул. Он показал экспериментально, что повышение скорости охлаждения разбавленных водных растворов не препятствовало образованию центров кристаллизации. Наоборот, число их увеличивалось при ускорении охлаждения с 300 до 1200° в 1 сек. Не было также никаких признаков замедления роста кристаллов при повышенных скоростях замораживания 40-процентных гелей желатины. Соотношение между скоростью охлаждения и количеством образовавшегося льда не было определено. Рентгенографические исследования показали, что кристаллизация начиналась при охлаждении 30-процентного раствора желатины со скоростью нескольких тысяч градусов в 1 сек. Таким образом, имело место хотя бы частичное «упорядочение» молекул.

Некоторые ферменты и многие другие белки, растворенные в физиологических солевых средах, переносят продолжительное хранение в замороженном состоянии и последующее согревание, не дегенерируя и не утрачивая характерных свойств. Лецито-вителлин же, основной липопротеид яичного желтка, наоборот, быстро дегенерирует при замораживании и оттаивании. На это указывает утрата текучести яичным желтком, замороженным при температуре ниже -6°. Лецито-вителлин осаждается также и при замораживании физиологической солевой среды, в которой его развели. Из комплекса липопротеидных молекул выпадает липид. При быстром замораживании раствора при очень низкой температуре с последующим быстрым согреванием повреждения наступают не так скоро. Весьма примечательно, что потеря растворимости лецито-вителлином в растворах хлористого натрия и выпадение липидов наступают при -3° раньше, чем при -20°, При температуре -20° концентрация солей в частично замороженной среде очень высока (около 30 г на 100 г воды). Таким образом, повреждения, наступающие во время замораживания, нельзя приписать действию концентрации соли. В то же время лецито-вителлин повреждается, если pH суспензионной среды падает ниже 5,2, а это может происходить при замораживании забуференных физиологических солевых сред. Реакция липовителлина на замораживание обсуждается в работе Лавлока.

Другим белком, который, как известно, повреждается при замораживании, является бета-липопротеид человеческой плазмы. Денатурация его выражается прежде всего в том, что он перестает растворяться в физиологическом растворе. Лавлок замораживал на разное время и при различных температурах растворы бета-липопротеида в 0,16 М хлористом натрии. Затем он их оттаивал и регистрировал наименьшую продолжительность замораживания, требуемую для появления первых признаков помутнения. Результаты опытов показали, что при -18° признаки денатурации появились только через 10 дней, при -20° - через 1 сутки, а при -33° - уже через несколько минут. Изменения в белке явно происходили быстрее при температурах ниже эвтектической точки хлористого натрия. p-Липопротеид в насыщенном растворе хлористого натрия при 0° почти не утрачивал своей растворимости. Влияние изменения величины pH испытывали путем сравнения повреждений, происшедших в тех случаях, когда забуференные при различных pH растворы бета-липопротеида замораживали при -40°. Полученные результаты показывали, что имели место более выраженные отклонения pH раствора от нормы, но они все же не были единственной причиной денатурации. Затем липопротеид растворяли в растворах других солей с эвтектическими точками от -4 до -86°. Растворы охлаждали, выдерживали 15 час при -40° и оттаивали. Наиболее тяжелые повреждения были в растворах с самой высокой эвтектической точкой, а наиболее легкие - в тех случаях, когда эвтектическая точка лежала ниже -40°. Следовательно, денатурация, по-видимому, зависит от вымерзания воды из раствора и бывает особенно выраженной, когда вымерзают последние остатки воды. Это может привести к физическому соприкосновению отдельных молекул липопротеида и даже к вымерзанию некоторых обычно ассоциированных с ним молекул воды. Высушивание как при нормальной температуре, так и после частичного замораживания тоже влечет за собой денатурацию р-липопротеида плазмы. Это подтверждает предположение, что причиной повреждения во время замораживания служит исчезновение даже следов воды, превратившейся в лед.

Техника низких температур (ТНТ) прошла в XX веке стадии становления и бурного развития, в результате чего во второй половине века она проникла во все сферы деятельности людей. Это связано с тем, что ТНТ была настойчиво востребована как необходимое средство защиты сфер обитания людей, сбережения и рационального использования природных ресурсов в условиях невиданного роста численности населения Земли. Прирост населения на 4,5 миллиарда человек создал глобальные экономические и экологические проблемы, необходимость решения которых потребовала привлечения новых высоких технологий, к которым относится холодильная и криогенная техника. Уже тогда стало ясно, что современная цивилизация не может существовать и развиваться без этой техники, что определило высокие темпы ее развития и производства. Оглядываясь назад, можно остановиться на таком ярком примере развития, каким явилось создание и распространение бытовых холодильников. Эти энергетические системы, состоящие из комплекса машин и аппаратов и работающие без наблюдения в течение 10-20 лет, справедливо могут считаться чудом техники. Именно в этой области впервые были введены полная автоматизация работы, агрегатирование и монтаж на заводе-изготовителе, герметизация компрессоров, высокие частоты вращения и, наконец, невзрывоопасные и нетоксичные холодильные агенты - фреоны. История завоевания мира этой техникой поистине фантастична: 1910 г. - 1 тыс. шт. (США, Англия, Германия), 1940 г. - 4,0 млн шт. (США, Западная Европа), 1950 г. - 7,0 млн шт. (включились СССР и страны Азии), 1990 г. -50 млн шт; сейчас, по-видимому, 65 - 70 млн шт.

Мировой действующий парк холодильной техники всех видов превышает миллиард единиц. Характерно, что при столь широком диапазоне применения технологии низких температур практически полностью направлены на жизнеобеспечение людей, решение экологических задач, как правило, при одновременном выполнении и ресурсосберегающей, и защитной функции.

Актуальные, перспективные направления развития ТНТ непосредственно связаны с решением глобальных проблем развития цивилизации. Представляется, что основными факторами, которые будут определять пути развития холодильной техники, являются:

Рост численности населения Земли и выравнивание уровня потребления (прежде всего продовольствия) между развитыми и развивающимися странами, между различными слоями населения;
- нарастающий дефицит энергоносителей;
- проблемы экологии.

Рост потребления

Масштабы применения ТНТ, в основном, как и раньше, будут определяться ростом производства и потребления продовольствия. В 2000 г. численность населения Земли достигла почти 6 млрд человек. В период с 1950 по 2000 г. его прирост составил 3,7 млрд человек, со средним темпом роста 74 млн человек в.год. Наивысший темп пришелся на период 1985-1990 гг. - около 85 млн человек в год. Прогнозируется снижение темпа роста населения. Ожидается, что в период 2000-2050 гг. он будет равен, в среднем, 58 млн человек в год. К 2050 г. прирост населения, тем не менее, составит еще 3,0 млрд, а численность достигнет 9,0 млрд. человек. Рост численности в развивающихся странах в несколько раз выше, чем в развитых странах: в период 1995-2000 гг. соответственно 1,65 и 0,26 % в год . Из производимых в настоящее время в мире 4,5 млрд тонн продовольствия в год 1,5 млрд требуют охлаждения, около 40 млн тонн перевозится на дальние расстояния различными видами холодильного транспорта. Потребление продовольствия на душу населения за последние 30 лет XX столетия возросло на 15 % (с 9940 кДж на человека в день до 11 380). Постепенно снижается доля недоедающих (голодающих) людей: с 25 % в середине прошлого века до 15 % в настоящее время и предположительно до 5 % - к 2015 г. Все это приведет к росту масштабов применения низкотемпературной техники, материальных затрат на ее производство и эксплуатацию, затрат энергии на производство холода, объемов глобальных перебросок продовольствия, численности контингента работников, обслуживающих отрасль, что обострит проблемы энергетики и экологии.

Дефицит энергии

Дефицит энергоносителей (органического топлива) будет постоянно нарастать и к середине XXI века может стать критическим, если не будут найдены принципиально новые способы получения энергии. Вследствие этого будут исключены компромиссы в отношении использования энергетически неэффективных систем (способов) охлаждения (например, воздушных холодильных машин в диапазоне температур охлаждения выше минус 60°С). Неизбежное удорожание энергоносителей вызовет перераспределение стоимостных соотношений материальных затрат, что изменит существующие представления об экономичных и неэкономичных способах охлаждения и отопления. Расширится применение теплоиспользующих холодильных систем: сорбционных термотрансформаторов, компрессионных машин с приводом от тепловых двигателей и других, поскольку они будут обеспечивать более высокую степень использования первичной энергии. Возрастет использование естественного холода: наружного воздуха, аккумулированного льда, соляных прудов для аккумуляции холода зимой и тепла летом и др. Расширится применение вторичных тепловых ресурсов, нетрадиционных источников энергии, теплонасосных систем, комбинированных систем низкопотенциальной энергетики. Потребуется приспособление технологии потребления тепла и холода к оптимальным условиям их получения: новые подходы к выбору оптимальных уровней температур охлаждения и отопления, одновременная выработка холода и тепла, использование ночных льготных тарифов на электроэнергию и др.

Прекратится пренебрежительное отношение к «неудобным» решениям теплохладоснабжения, обусловленное относительно благополучным XX веком, особенно в богатых странах. Сама техника низких температур станет основной и неотъемлемой частью принципиально новых способов выработки энергии.

Проблемы экологии

Возрастет роль ТНТ в решении глобальных экологических проблем. Основной станет проблема глобального потепления (парникового эффекта). Кроме того, расширится применение ТНТ в деле защиты окружающей среды, очистки выбросов и извлечения из них ценных компонентов для создания искусственного климата. Проблема озонного слоя уже ушла на второй план, так как не идет ни в какое сравнение с парниковой и даже приходит с ней в противоречие. Установлено, что за предыдущие сто лет среднегодовая температура на земном шаре повысилась на 0,6 К (данные IРСС -межправительственного комитета по изменению климата). Следствие этого - таяние полярных льдов и другие явления. Исландия уже потеряла 250 км 3 льда. Проведен прогноз этого процесса по четырем возможным сценариям развития цивилизации. Получены угрожающие результаты: рост средней температуры к 2050 г. составит 1,8...2,6 К, к 2100 г. - 3.0...6,0 К (соответственно по оптимистичному и пессимистичному сценариям). Основной «вклад» (75...85 %) в этот процесс вносит диоксид углерода (CO 2), преимущественно образующийся в результате сжигания топлива. Остальные 15-25 % составляют (примерно с равным суммарным влиянием) другие парниковые газы (в том числе фреоны). Можно ожидать, как высока будет степень давления на промышленность, когда эти результаты будут осознаны международным сообществом. В связи с этим природные рабочие вещества (хладагенты): аммиак, углеводороды, диоксид углерода, вода, воздух станут доминирующими. Потребуется более здравый подход к требованиям безопасности их применения с учетом новых технических достижений. Ужесточатся требования к энергетической эффективности, так как перерасход энергии - это дополнительная эмиссия диоксида углерода в атмосферу. Повысится интерес к новым экологически безопасным и энергетически эффективным принципам получения холода, например, сорбционным металлогидридным системам. Можно ожидать следующего витка развития термоэлектрических охладителей с использованием принципиально новых полупроводниковых материалов, а также практического применения охладителей, использующих электрокалорический эффект.

Парокомпрессионным машинам, тем не менее, можно прогнозировать долгий век. Однако, и они могут существенно измениться. Прежде всего, в связи с применением природных хладагентов, например, диоксида углерода. Перспективным представляется создание машин без циркуляции масла в системе. С помощью центробежных компрессоров и некоторых типов компрессоров ротативного типа уже сегодня вполне реально обеспечить «сухое сжатие» и достаточную долговечность машин.

Можно ожидать применения принципиально новых способов компримирования. Например, в малых холодильных машинах (бытовых холодильниках) может найти применение электрогазодинамический компрессор без движущихся частей.

Перспективы применения природных рабочих веществ

Переход на природные хладагенты - вынужденный процесс, который должен поощряться государством, поскольку оно несет ответственность за уровень эмиссии парниковых газов. Универсальными природными хладагентами являются углеводороды и аммиак (диоксид углерода, воздух и вода могут решать только частные задачи). К ним может быть отнесен также диметиловый эфир. Использование природных рабочих веществ не может рассматриваться только как решение экологической проблемы. Необходимо, чтобы их применение не только не снизило, но повысило достигнутый уровень энергоэффективности холодильных машин и тепловых насосов. В Западной Европе уже находят применение углеводородные хладагенты (пропан, бутан, изобутан) в малых холодильных машинах, прежде всего, в бытовых холодильниках и тепловых насосах. Объем заправки хладагента ограничивается 5 кг. Это направление, безусловно, будет развиваться, не смотря на горючесть и взрывоопасность углеводородов, так как их применение обеспечивает высокую энергетическую эффективность машин.

Особого внимания требует проблема, связанная с расширением применения аммиака. Аммиак по сравнению с углеводородами менее опасен. При нулевых потенциалах разрушения озона и глобального потепления он:

Легкий (легче воздуха, не опускается);
- имеет запах (легко обнаруживается при утечке);
- обладает высокой теплотой парообразования, и поэтому при утечке из сосуда с жидким аммиаком давление в нем быстро снижается до атмосферного и утечка сокращается;
- воспламеняется только при 650 °С, и для его воспламенения требуется подвод значительного количества теплоты.

При этом аммиак как хладагент обеспечивает высокую энергетическую эффективность производства холода. Сейчас аммиак, после того как во второй половине XX века настойчиво вытеснялся фреонами и стал уделом почти только крупных промышленных установок, возвращается. Все более широко применяются малые аммиачные холодильные машины (прежде всего, в торговле). Европа этот этап уже прошла. В опубликованном в 1996 г. обзоре проанализирован европейский опыт работы с аммиачными холодильными установками, с использованием современных технических решений (герметичные кожухи, оборудование с малой заправкой хладагента, сигнализация, системы эвакуации аммиака, качество изготовления и эксплуатации) и разумных, обоснованных требований безопасности. Должна быть создана такая техническая, экономическая и правовая обстановка, чтобы предприятия хотели и практически могли выпускать аммиачные машины высокого технического уровня, а потребители хотели и могли их применять.

Диоксиду углерода (R744) как и рабочему веществу холодильных машин и тепловых насосов, а также как к вторичному теплоносителю в низкотемпературных холодильных установках, в мире уделяется пристальное внимание. Основной стимул - абсолютная безопасность этого вещества (если не учитывать высокие рабочие давления в системах). Исследовательские и конструкторские работы ряда последних лет перешли в стадию практического применения. Уникальность этих машин состоит в том, что для них не может быть использовано существующее базовое холодильное оборудование - компрессоры, теплообменные аппараты и другое -, а должно быть создано новое. Основная проблема состоит в обеспечении достаточной энергетической эффективности. В цикле холодильной машины на R744 чрезвычайно трудно компенсировать перерасход затрачиваемой работы, связанной с надкритическим протеканием процесса охлаждения сжатого газа. Тем не менее, с учетом безвредности эмиссии R744 в атмосферу начато его применение в таком массовом оборудовании, как автомобильные кондиционеры. Можно ожидать широкого применения диоксида углерода в тепловых насосах. В цикле теплового насоса (ТН) высокая энергетическая эффективность, более высокая чем у фреоновых (углеводородных) ТН, может быть обеспечена при соответствующем выборе параметров нагреваемой среды и оптимизации других параметров цикла.

Вопросы эффективного применения воздуха в качестве рабочего вещества рассмотрены в работе. Область эффективного использования воздушных холодильных машин, в основном, ограничена температурами охлаждения ниже минус 80 °С. Однако возможность их более широкого применения не исчерпана и подлежит исследованиям.

Вода как рабочее вещество эффективно используется в абсорбционных бромисто-литиевых холодильных машинах и тепловых насосах. Востребованность этих машин будет возрастать. Перспективным представляется создание и применение водяных вакуумно-испарительных систем охлаждения и генерации водного льда.

Развитие ТНТ может привести и к другим, непредсказуемым поворотам, особенно за пределами первой четверти XXI века. Безошибочно на длительный срок можно прогнозировать неуклонный рост распространения и значения техники низких температур.

Перспективы развития низкотемпературной энергетики

В условиях нарастающего дефицита энергоносителей за последние 30 лет все более широкое распространение получают системы низкотемпературной энергетики (СНЭ), использующие для получения холода, тепла и электроэнергии низкопотенциальное тепло природных, промышленных и бытовых источников. СНЭ - это термодинамические системы, в которых реализуются обратные или прямые термодинамические циклы на низкокипящих рабочих веществах. Температура источников низкопотенциального тепла (ИНТ) варьируется в пределах от 273 до 500 К. Коэффициент полезного использования энергии в технологических процессах в среднем не превышает 35...40 %. В ближайшие годы возникнет необходимость выявить и задействовать имеющиеся резервы снижения энергетических потерь, и, безусловно, все виды ИНТ. Источники с температурой до 350 К - это ИНТ для тепловых насосов, вырабатывающих тепло для тепло- и горячего водоснабжения жилых и общественных комплексов с экономией первичной энергии (органического топлива) в 1,2...2,0 раза. Ставится задача полного исключения прямого сжигания топлива для этих целей, а также для ряда теплопотребляющих технологических процессов, например, опреснения морской воды.

ИНТ с температурой выше 350 К должны быть использованы как источники энергии при производстве холода и тепла для промышленных предприятий с помощью абсорбционных понижающих и повышающих термотрансформаторов, а также выработке электроэнергии с помощью турбогенераторных установок.

В создании и применении систем низкотемпературной энергетики в установках нового поколения должны применяться только природные рабочие вещества, что потребует большого объема исследовательских и опытно-конструкторских работ.

Перспективные направления развития ТНТ являются предметом пристального изучения и внимания.

ЖИЗНЕННО ВАЖНЫЕ СФЕРЫ ПРИМЕНЕНИЯ ТЕХНИКИ НИЗКИХ ТЕМПЕРАТУР

1. ТНТ для снабжения продовольствием

Непрерывная холодильная цепь (НХЦ) обеспечивает сокращение потерь и сохранение качества продуктов при:

Сборе (производстве);
- обработке;
- транспортировке;
- хранении и реализации.

НХЦ включает:

Технологии холодильного хранения, охлаждения, замораживания и размораживания, сублимации, сушки мяса, рыбы, фруктов, ягод, зерна;
- охлаждаемые хранилища и камеры;
- холодильный транспорт автомобильный железнодорожный, морской, контейнерный;
- бытовые холодильные приборы;
- холодогенерирующее и холодопотребляющее технологическое оборудование.

2. ТНТ для энергетики

Тепловые насосы (ТН), использующие для теплоснабжения теплоту окружающей среды и тепловые отходы, потребляя в 1,5.. .2,0 раза меньше первичной энергии, чем при прямом сжигании топлива;
- установки сжижения водорода и природного газа, для их применения в качестве экологически чистого моторного топлива;
- системы охлаждения сверхпроводящих материалов (до 30...40 К и 70...90 К) для электрических машин нового поколения;
- криосистемы, обеспечивающие охлаждение на уровне 3,6...80 К для создаваемых экологически чистых установок термоядерного синтеза (энергетика 21-го века).

3. ТНТ для очистки и утилизации выбросов

Очистка газовых потоков методами конденсации, вымораживания, криосорбции от вредных примесей;
- очистка воздуха криометодами от радиоактивных продуктов на АЭС и при переработке отходов ядерного топлива;
- улавливание паров углеводородов из паровоздушной смеси;
- извлечение криогенными методами из газообразных выбросов нефтеперерабатывающих заводов редких газов, дейтерия и других полезных компонентов;
- очистка сточных вод методами озонирования и вымораживания;
- утилизация твердых отходов путем их глубокого охлаждения и последующего измельчения.

4. ТНТ искусственного климата

Системы комфортного и технологического кондиционирования воздуха (СКВ);
- автономные СКВ - квартиры, коттеджи;
- централизованные СКВ - общественные и производственные здания;
- транспортные СКВ - автомобили, железнодорожные вагоны, самолеты, суда;
- бортовые системы жизнеобеспечения - космические аппараты, высотные самолеты, подводные лодки, бронетанковая техника.

5. ТНТ в криомедицине и криобиологии

Криоинструменты для криохирургии, криотерапии, криокосметики;
- низкотемпературные установки для консервации крови, генетического материала, костного мозга, спермы, медицинских препаратов;
- криобанки для хранения биоматериалов.

Вместо заключения…

Говоря о перспективах техники низких температур нельзя обойти вопрос о состоянии ее производства в нашей стране. Начиная с 60-х годов прошлого столетия в отсутствии возможности использования мировой кооперации нам удавалось поддерживать на достойном уровне выпускаемую холодильную технику и удовлетворить потребность в ней огромной страны. В стране производилось около 400 тысяч единиц холодильных машин для торговли, транспорта и промышленности (в диапазоне холодопроизводительности от 1 кВт до 5,0 МВт) и около 6 миллионов бытовых холодильников в год. Отечественная криогенная техника занимала ведущее место в мире. В настоящее время потребность в технике низких температур не снижается, а по отдельным ее видам, например, автономные кондиционеры, быстро возрастает. Однако в отношении покрытия этой потребности положение кардинально изменилось. В условиях переходного периода в экономике страны в течение более десяти лет приостановился необходимый процесс технического развития базового оборудования – компрессоров, детандеров, основной теплообменной аппаратуры – основы всей выпускаемой техники низкий температур и оно, за редким исключением, утратило конкурентоспособность.

Именно базовое оборудование определяет технический уровень холодильной техники.

Растущая потребность в холодильной технике удовлетворяется либо за счет импорта готовых изделий, либо за счет сборочных («отверточных») технологий полностью из импортных компонентов, либо за счет производства машин и агрегатов с использованием импортного базового оборудования.

Происходят процессы, направленные на то, чтобы углублялось ущербное состояние нашего холодильного машиностроения. Так, например, на территории страны пускаются заводы инофирм для выпуска бытовых холодильников, которыми Россия себя вполне обеспечивает. Это может привести к свертыванию отечественного производства (с выпуском порядка 3 млн единиц в год) с соответствующими экономическими и социальными последствиями. Одновременно остается не замеченным огромный импорт холодильных компрессоров и другого базового оборудования, производство которого на территории страны для собственного потребления и экспорта, прежде всего в страны СНГ, дало бы большой экономический и социальный эффект. Процесс проникновения импортного холодильного оборудования в Россию никем не контролируется, что наносит ущерб экономике страны. Возможность поддержки отечественного производителя имеется, но она государственными структурами не используется. В условиях вступления России в ВТО эта возможность сократится.

В такой жизненно важной отрасли Россия не может оставаться в состоянии слаборазвитой страны. Перспектива состоит в том, что восстановить на территории России производство конкурентоспособного базового холодильного и криогенного оборудования, теперь уже с привлечением зарубежного опыта, зарубежных партнеров. За это сообщество холодильщиков страны должно бороться.

И.М. Калнинь, доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой «Холодильная и криогенная техника», Московский государственный университет инженерной экологии.

Высокой температурой тела организм человека сигнализирует об определенных проблемах со здоровьем. Превышение показателей температуры от нормальных значений не должно оставаться без внимания, так как это может говорить о прогрессировании опасных заболеваний, которые требуют немедленной медицинской помощи. У здорового человека в зависимости от его активности и особенностей окружающей среды комплексный показатель теплового состояния будет варьироваться в пределах 36-36,9. Когда термометр превышает отметку с цифрой «37», чаще всего это свидетельствует о начале воспалительного патогенеза внутри организма. Его могут спровоцировать различные патогенные микроорганизмы, например, респираторные инфекции и вирусы.

Следует понимать, что увеличение значений температуры тела от нормы, это признак болезни, то есть, симптом. Поэтому для нормализации теплового состояния важно диагностировать причину и направить все силы на борьбу с главным виновником плохого самочувствия, а не с самим симптомом. Многие люди совершают огромную ошибку, когда даже при незначительном жаре начинают усиленно принимать жаропонижающие таблетки. А ведь именно в момент повышенной температуры тела происходит усиленная выработка интерферонов, которые способствуют нейтрализации инфекционного возбудителя.

Срочное медикаментозное вмешательство требуется в случаях, когда данный симптом протекает в сложной форме, а именно:

• отметка на градуснике перешагнула деление «39»;
• появились судороги и ужасная головная боль;
• возникли проблемы с дыханием и сердцебиением;
• у человека стала «кружиться» голова, возникла потеря сознания;
• больного сильно тошнит, многократно рвет.

При любом ненормальном значении температуры тела в обязательном порядке нужно вызвать участкового врача, а в критических ситуациях – немедленно позвонить в скорую помощь. Если на протяжении длительного времени человек периодически наблюдает у себя частую нестабильность терморегуляции, которая сопровождается непонятным для него подъемом температуры, это может говорить о хроническом воспалении определенного органа или серьезных проблемах иммунной системы. Высокая температура может являться тревожным клиническим симптомом многих тяжелых патологий, поэтому крайне важно в любом случае как можно скорее пройти квалифицированное обследование в больнице, а не заниматься самолечением неизвестной болезни.

Какие причины вызывают высокую температуру?

В большей степени на подъем температуры влияют экзогенные антигены, которые вторглись внутрь человеческого организма.

Самыми распространенными возбудителями являются инфекционные микроорганизмы и вирусы.

Попадая в организм, патогенные агрессоры продолжают активно существовать, разрушая структуру здоровых клеток и тканей своими продуктами жизнедеятельности. Вследствие этого кровь насыщается токсическими выделениями антигенов. На присутствие чужеродных тел быстро реагируют макрофаги (белые клетки организма). Для нейтрализации опасного патогенного источника они начинают усиленно продуцировать пирогенные вещества, которые и становятся причиной динамической перестройки аппарата терморегуляции.

Под воздействием высокой температуры далее происходит стимуляция иммунной системы и активная выработка иммуноглобулинов с интерферонами. Благодаря большому количеству интерферонов, которые образуются именно при высоких значениях температуры тела, как раз и происходит быстрое обезвреживание патогенной инфекции. Поэтому важно не нарушить естественные процессы защитного механизма употреблением жаропонижающих средств, ведь когда тепловой показатель завышен и соответствует значениям от 38 до 39 градусов, организм более активно настроен на борьбу с инфекционным заболеванием.

В определенных случаях повышению температуры тела способствует не инфекционный фактор, а, к примеру, банальный перегрев в жаркую погоду. В таких ситуациях допускается прием жаропонижающего препарата. Также приводит к высокой температуре потеря воды в организме, для ее восполнения человеку нужно принимать больше жидкости, желательно в виде обычной чистой воды, чая с лимоном, несладких фруктовых компотов и морсов.

Что нельзя делать, когда повысилась температура?

Способы снижения температуры без таблеток

В период простудной болезни необходимо по возможности воздержаться от приема жаропонижающих медикаментов, чтобы лишний раз не нагружать свой организм химией. Употребление таблеток от жара подавляет естественный синтез интерферонов, что помешает быстрому выздоровлению. Если больной очень плохо переносит повышенную температуру, можно принять таблетку парацетамола, после чего срочно вызвать скорую помощь. В остальных случаях нужно вызвать врача на дом, а пока он не придет, лучше воспользоваться натуральными методами от жара. Ниже рассмотрим, какими безопасными способами для организма можно понизить температуру на 0,5-1 градус.

Неразумно применять, если температура тела не превышает 38,5, а то и 39 градусов, любые лекарственные средства с жаропонижающим эффектом. Быстрое снижение температуры искусственным способом до нормальных значений только усугубит тяжесть инфекционного патогенеза и увеличит продолжительность патологии. Температура тела 38-39 градусов необходима организму, чтобы он активизировал естественный механизм защиты, благодаря чему сможет произойти стимуляция выработки противовирусных интерферонов и быстрое выздоровление.

Cтраница 1

Действие низкой температуры на производственное оборудование может быть связано с осуществлением технологических процессов, в которых в качестве хладо-агентов используются сжиженные газы, имеющие весьма низкую температуру кипения, а также с размещением и работой технологического оборудования на открытых площадках в зимнее время года в районах Урала, Сибири и Крайнего севера.  

Действие низких температур изменяет свойства полиуретановых эластомеров, но деструкции при этом не происходит и изменения носят обратимый характер.  

Действие низкой температуры и замерзание влаги способствуют высокой стойкости замороженных продуктов при хранении.  

Результатом действия низких температур являются холодовые травмы.  

Под действием низких температур вымерзают озимые. Вымерзание озимых наблюдается в годы с холодными малоснежными зимами. Сильнее страдают от действия низких температур растения, не полиостью прошедшие период закалки. Это происходит при резком переходе от положительных температур к длительным морозам, в условиях пасмурной, дождливой осени. Уходят в зиму с плохой закалкой озимые слишком ранних сроков посева и растения, пораженные ржавчиной.  

Сопротивляемость вулканизатов действию низких температур определяют методами, основанными на измерении их прочностных и эластических свойств на разрывных машинах с термокрио-камерой, а также жесткости и скорости восстановления на специальных приборах.  

Такая устойчивость к действию низких температур объясняется тем, что в спиральной молекуле связь кремния с кислородом экранирована органическими радикалами, расположенными по поверхности молекулы, что является причиной малых межмолекулярных сил и вытекающей отсюда внутримолекулярной подвижности цепей молекул. Спиральная структура обусловливает также гидрофоб-ность эластомеров и малую зависимость механических свойств от температуры.  

Для большего удобства демонстрации действия низкой температуры на газы следует заранее заготовить серию толстостенных запаянных стеклянных трубок диам.  

Морозостойкостью называется способность изоляции выдерживать действие низкой температуры.  

При эксплуатации конструкций в условиях действия низких температур, когда возможны случаи хрупких разрушений, необходимо избегать соединений с особо резкими изменениями формы. В этих условиях большое положительное значение может иметь также применение низколегированной стали.  

Материалы частей оборудования, подвергающиеся действию низких температур, не должны иметь необратимых структурных изменений и должны сохранять необходимую прочность при этих температурах.  

Эти пленки очень устойчивы к действию низких температур и при 2 К не теряют своей прочности и электроизоляционных свойств.  

В частности, адаптация к действию низких температур связана с комплексом механизмов, блокирующих повреждающее влияние отрицательных температур на клетки и ткани. Ряд видов арктических и антарктических рыб характеризуется пониженной точкой замерзания жидкостей тела. Многое из них (особенно более глубоководные) всю жизнь проводят при температуре воды порядка - 1 8 С (соответственно ее концентрации) в состоянии переохлаждения. Степень переохлаждения несколько отличается у разных видов, соответствуя температурным условиям местообитания. У обитателей более поверхностных вод обнаруживаются сезонные колебания: летом точка замерзания соков тела находится в пределах - 0 8 С... В глубине моря, где нет сезонных колебаний температуры, показатели переохлаждения в течение всего года держатся на одном уровне.