8-900-374-94-44
Изобретение относится к составам моющих средств и способам их получения. Описана омывающая жидкость, которая может быть использована для очистки лобового стекла автомобиля. Омывающая жидкость включает в качестве компонента, снижающего температуру замерзания, метиловый эфир пропиленгликоля, а также анионное поверхностно-активное вещество (ПАВ), неиногенное ПАВ, трилон Б, краситель, отдушку, триэтаноламин, фосфорную кислоту и воду. Способ приготовления омывающей жидкости включает приготовление высококонцентрированного раствора метилового эфира пропиленгликоля в деионизированной воде путем смешивания 90% метилового эфира пропиленгликоля и 10% деионизированной воды. В полученный раствор при перемешивании вводят анионное и неионогенное ПАВ, трилон Б, триэтаноламин, фосфорную кислоту, пеногаситель, отдушку, краситель и, при необходимости, этиленгликоль. В раствор вводят при постоянном перемешивании деионизированную воду, продолжают перемешивание раствора до полной однородности и фильтруют.
Группа изобретений относится к составам моющих средств и способам их получения. Состав может быть использован в качестве омывающей незамерзающей жидкости для очистки лобового стекла автомобиля в зимнее время.
Известна омывающая незамерзающая жидкость, включающая метанол и воду /US 3978010, 20.12.1973/.
В омывающую жидкость вводят поверхностно-активные вещества для того, чтобы растворять жировые и масляные загрязнения, а также красители и отдушки для придания приемлемого цвета и запаха.
В состав омывающей жидкости также вводят антикоррозионные присадки для уменьшения коррозии металлических частей в подкапотном пространстве автомобиля.
Кроме того, используются этанол денатурированный и изопропиловый спирт — бесцветные, прозрачные, летучие жидкости с характерным запахом.
В связи с высокой летучестью, омывающие жидкости на их основе оставляют неприятный запах в салоне автомобиля. Этиловый спирт и изопропиловый спирт являются наркотиками, а вводимые в этиловый спирт денатурирующие присадки являются экологически опасными веществами (Хлесткова Н, В. Диссертация «Разработка и исследование стеклоомывающих жидкостей для средств транспорта на основе экологически безопасных компонентов», 2003 г., Москва).
Известно также, что денатурированные спирты содержат канцерогены /RU №2333944, 22.05.2007/.
В связи с этим, оба спирта оказывают наркотическое действие на организм человека, раздражающе действуют на верхние дыхательные пути, и это является их существенным недостатком.
Недостатком спиртовых омывающих жидкостей, в связи с их высокой летучестью по сравнению с водой, является их способность расслаиваться на лобовом стекле автомобиля при движении на большой скорости, в результате чего образуется ледяная пленка.
Недостатком омывающих жидкостей на спиртовой основе является их высокое коррозионное воздействие на металлические детали автомобиля, на резиновые детали и лакокрасочное покрытие автомобиля, наиболее агрессивным в этом плане является изопропиловый спирт.
Прототипом является омывающая жидкость, включающая в качестве незамерзающего компонента изопропиловый спирт, а в качестве растворителей жировых пленок и грязи — метиловый эфир пропиленгликоля и пропиленгликоль, триэтаноламин в качестве антикоррозионной присадки, анионное поверхностно-активное вещество в качестве моющего средства, и воду / US 4784786, 15.11.1988/.
В прототипе содержание изопропилового спирта составляет 15% и более, как основного компонента для снижения температуры замерзания воды, и добавка метилового эфира пропиленгликоля в количестве 0,25% как чистящего средства от жира и грязи, из-за чего вследствие большого содержания изопропилового спирта состав токсичен и вреден для здоровья. Метиловый эфир пропиленгликоля в этом изобретении в качестве малой добавки выполняет дополнительную функцию как известный растворитель, разрушая маслянистую пленку на стекле, и в комплексе присадок обеспечивает моющие свойства, но он не является основным компонентом, снижающим температуру замерзания, и не обеспечивает снижение температуры замерзания, как в предлагаемом изобретении.
В предлагаемом изобретении метиловый эфир пропиленгликоля — основной компонент, снижающий температуру замерзания воды, благодаря этому уменьшилась токсичность состава омывающей незамерзающей жидкости, которая обладает меньшей летучестью и менее агрессивным воздействием на резину и металлы по сравнению с жидкостью на основе изопропилового спирта.
Таким образом, недостаток известной омывающей жидкости состоит в том, что изопропиловый спирт обладает наркотическим действием и является агрессивным агентом, который вызывает набухание резины, коррозию металлических материалов и размягчает лакокрасочное покрытие.
Предлагаемое изобретение направлено на уменьшение коррозии металла, набухания резиновых деталей и лакокрасочного покрытия в интервале температур кристаллизации от -5°C до -40°C.
Для решения задачи предложена омывающая жидкость, включающая метиловый эфир пропиленгликоля в качестве компонента, снижающего температуру замерзания воды, анионное поверхностно-активное вещество (ПАВ), неиногенное ПАВ, трилон Б, краситель, отдушку, триэтаноламин, фосфорную кислоту и деионизированную воду при следующем соотношении компонентов, масс.%:
Метиловый эфир пропиленгликоля — от 15,5 до 55,
Анионный ПАВ — 0,05-0,3,
Неионогенный ПАВ — 0,05-0,3,
Трилон Б — 0,003-0,01,
Триэтаноламин — 0,005-0,15,
Фосфорная кислота — 0,005-0,15,
Отдушка — 0,1-0,3,
Пеногаситель — 0,0005-0,05,
Краситель — 0,0001-0,00025,
Вода — до 100%.
Омывающая жидкость может включать этиленгликоль 0,1-5.
Для решения задачи также предложен способ получения омывающей жидкости заключающийся в том, что готовят высококонцентрированный раствор метилового эфира пропиленгликоля (МЭПГ) в деионизированной воде путем смешивания 90% метилового эфира пропиленгликоля и 10% деионизированной воды, в полученный раствор при перемешивании вводят анионное и неионогенное поверхностно-активное вещество, трилон Б, триэтаноламин, фосфорную кислоту, пеногаситель, отдушку, краситель и, при необходимости, этиленгликоль, и в полученный раствор при перемешивании вводят деионизированную воду, исходя из необходимой температуры замерзания, продолжают перемешивание до полной однородности и фильтруют.
Предложенная омывающая жидкость представляет собой прозрачную окрашенную жидкость без механических примесей и взвесей с мягким запахом отдушки.
По классификации ООН МЭПГ относится к 3-му классу опасности, является умеренно опасным веществом, также как и изопропиловый спирт.
| Таблица 1 | ||
| Сравнительные данные физико-химических, пожароопасных и токсических свойств | ||
| Показатели | Изопропиловый спирт | Метиловый эфир пропиленгликоля |
| 1. Температура кипения | 82,4°C | 120°C |
| 2. Температура замерзания | -85°C | -95°C |
| 3. Давление пара при температуре 20°С, кПа/мм рт.ст.* | 4,3 кПа/32,25 мм рт.ст. | 1,2 кПа/9,00 мм рт.ст. |
| 4. Плотность жидкости, при температуре20°С, г/см3 | 0,785 | 0,921 |
| 5. Вязкость при температуре 25°С | 2,65 сСт | 1,85 сСт |
| 6. Температура вспышки | 12°С | 31,7°С |
| 7. Пределы взрываемости в воздухе, | 2-12% | 1,7-11,5% |
| %объем. | ||
| 8. Температура самовоспламенения, °С | 455 | 287 |
| 9. Ld50 на кожу | ГОСТ 9805-84 | 11000 мг/кг |
| 12800 мг/кг | кролик | |
| 10. ПДК, мг/м3 | 10 | 369 (США) |
| 11. Ld50 орально для человека, мг/кг | 5045 | 3000 |
При сравнении физических свойств следует отметить, что метиловый эфир пропиленгликоля имеет более высокую температуру кипения при атмосферном давлении: 120°С против 82,4°C для изопропилового спирта, более низкое давление пара 9 мм рт.ст.(1,2 кПа), при температуре 20°C, против 32,2 мм рт.ст.(4,3 кПа) для изопропилового спирта, т.е. изопропиловый спирт более летуч по сравнению с метиловым эфиром пропиленгликоля.
Обе жидкости замерзают при очень низких температурах: температура замерзания МЭПГ равна -95°C, а для изопропилового спирта она равна -85°С.
Здесь следует отметить очень важный показатель — вязкость, который определяет текучесть жидкости и соответственно ее работоспособность, особенно при низких температурах.
Как следует из таблицы №1, вязкость при 20°C МЭПГ равна 1,85 сСТ, а изопропилового спирта она равна 2,65 сСт, т.е. в 1,4 раза выше.
По токсическим свойствам МЭПГ относится к 3 классу опасности, является умеренно опасным веществом, так же, как и изопропиловый спирт.
Как видно из таблицы, МЭПГ имеет также сравнимые с изопропиловым спиртом показатели воздействия на кожу: Ld50 11000 мг/кг, против: Ld50 12800 мг/кг для изопропилового спирта и при приеме внутрь: Ld50 3000 мг/кг для МЭПГ и Ld50 5045 мг/кг для изопропилового спирта.
Однако, показатели предельно допустимой концентрации в воздухе рабочих помещений этих продуктов существенно отличаются. Согласно ГОСТ 9805-84, ПДК для изопропилового спирта в воздухе рабочих помещений равна 10 мг/м3, в то время как для МЭПГ, согласно данным фирмы Daw Chemical (США), ПДК в воздухе рабочих помещений равна 369 мг/м3.
По пожарной опасности МЭПГ относится к легковоспламеняющимся жидкостям (ЛВЖ). Температура вспышки равна 31,7°С, и пределы взрываемости в воздухе равны 1,7-11,5% объемн.
Изопропиловый спирт также является легковоспламеняющейся жидкостью с температурой вспышки 12°C, и пределы взрываемости — в интервале 2-12% объемн.
| Таблица 2 | |||
| Температура замерзания СОЖ в зависимости от состава | |||
| Содержание, % | Температура замерзания, °С | Плотность при 20°С, г/см3 | |
| МЭПГ | МЭГ | ||
| 15,5 | 0 | -5 | 0,998 |
| 22 | 2 | -10 | 1,003 |
| 27,5 | 2 | -15 | 1,003 |
| 32 | 2 | -20 | 1,0025 |
| 37,5 | 2 | -25 | 1,001 |
| 45 | 0 | -30 | 0,9985 |
| 52 | 0 | -36 | 0,988 |
| 53 | 2 | -40 | 0,9915 |
| 62 | 0 | -48 | 0,9815 |
| 70 | 2 | -54 | 0,972 |
| 80 | 2 | -58 | 0,9575 |
| 90 | 2 | -67 | 0,940 |
Из таблицы 2 видно, что рабочий диапазон температур для зимней стеклоомывающей жидкости (от -5°C до -40°C) достигается при содержании МЭПГ 15,5% для -5°C, и 53% МЭПГ и 2% МЭГ для температуры -40°C.
| Таблица 3 | |||||||||
| Измерение вязкости СОЖ на вискозиметре | |||||||||
| № | СОЖ | Температура, °С/вязкость, сСт | |||||||
| 0 | -5 | -10 | -15 | -20 | -25 | -30 | -35 | ||
| 1 | СОЖ на -5 | 4,03 | 4,65 | ||||||
| МЭПГ | |||||||||
| 15,5% | |||||||||
| Вода | |||||||||
| 83,858% | |||||||||
| Неонол | |||||||||
| 0,06% | |||||||||
| Отдушка | |||||||||
| 0,2% | |||||||||
| Присадки* | |||||||||
| 2 | СОЖ на | 4,828 | 6,553 | 7,932 | |||||
| -10 | |||||||||
| МЭПГ | |||||||||
| 20% | |||||||||
| МЭГ 2% | |||||||||
| Вола | |||||||||
| 77,358% | |||||||||
| Неонол | |||||||||
| 0,06% | |||||||||
| Отдушка | |||||||||
| 0,2% | |||||||||
| Присадки* | |||||||||
| 3 | СОЖ на | 6,898 | 9,243 | 11,312 | |||||
| -15 | |||||||||
| МЭПГ | |||||||||
| 27,5% МЭГ 2% | |||||||||
| Вода | |||||||||
| 69,898% | |||||||||
| Неонол | |||||||||
| 0,06% | |||||||||
| Отдушка | |||||||||
| 0,2% | |||||||||
| Присадки* | |||||||||
| 4 | СОЖ на | 8,06 | 10,85 | 14,57 | 19,84 | ||||
| -20 | |||||||||
| МЭПГ | |||||||||
| 32,0% | |||||||||
| МЭГ 2% | |||||||||
| Вода | |||||||||
| 65,418% | |||||||||
| Отдушка | |||||||||
| 0,2% | |||||||||
| Присадки* | |||||||||
| 5 | СОЖ на | 9,312 | 12,761 | 17,245 | 24,143 | 34,49 | |||
| -25 | |||||||||
| МЭПГ | |||||||||
| 37,5% | |||||||||
| МЭГ 2% | |||||||||
| Вода | |||||||||
| 59,918% | |||||||||
| Отдушка | |||||||||
| 0,2% | |||||||||
| Присадки* | |||||||||
| 6 | СОЖ на | 10,23 | 14,88 | 17,67 | 28,21 | 38,44 | 54,87 | ||
| -30 | |||||||||
| МЭПГ | |||||||||
| 45% | |||||||||
| Вода | |||||||||
| 54,358% | |||||||||
| Неонол | |||||||||
| 0,06% | |||||||||
| Отдушка | |||||||||
| 0,2% | |||||||||
| Присадки* | |||||||||
| 7 | СОЖ на | 12,41 | 16,55 | 22,07 | 31,04 | 44,49 | 70,70 | 106,91 | 171,76 |
| -40 | |||||||||
| МЭПГ | |||||||||
| 53% | |||||||||
| МЭГ 2% | |||||||||
| Вода | |||||||||
| 44,358% | |||||||||
| Неонол | |||||||||
| 0,06% | |||||||||
| Отдушка- | |||||||||
| карибский | |||||||||
| лимон | |||||||||
| 0,2% | |||||||||
| Присадки* | |||||||||
| 8 | Прототип | 11,38 | 16,55 | 23,11 | 35,52 | 51,04 | 79,39 | ||
| СОЖ на | |||||||||
| -30 | |||||||||
| АИПС | |||||||||
| 34.5% | |||||||||
| Вода | |||||||||
| 63,29% | |||||||||
| МЭГ 2% | |||||||||
| Неонол | |||||||||
| 0,06% | 1 | ||||||||
| Отдушка 0,15% | |||||||||
| Присадки*: анионный ПАВ — 0,1%, триэтаноламин — 0,01%, фосфорная кислота — 0,01%, трилон Б — 0,002%. |
Как следует из таблицы 3, стеклоомывающие жидкости на основе МЭПГ являются работоспособными в широких интервалах температур. При сравнении СОЖ на МЭПГ с рабочей температурой -30°C и СОЖ на изопропиловом спирте на -30°C вязкость предлагаемой жидкости на МЭПГ ниже, чем на изопропиловом спирте во всем интервале температур от 0°C до — 30°C, на 11% при 0°C и на 44% при температуре -25°C.
Расширение рабочего диапазона температур в сторону повышения до 0°С экономически нецелесообразно, так как при этих температурах используются более дешевые летние омывающие жидкости на воде.
А снижение температуры эксплуатации ниже — 40°С нецелесообразно из-за повышения вязкости и, соответственно, снижения текучести омывающей жидкости, основной рабочей характеристики.
Примеры омывающей незамерзающей жидкости для стекол автомобилей с различными температурами замерзания на основе водных растворов метилового эфира пропиленгликоля приведены в таблице 4, где указан состав смеси в % масс.
| Таблица 4 | |||
| Примеры омывающих жидкостей при трех температурах замерзания | |||
| Температура | -10 | -20 | -30 |
| кристаллизации, °С | |||
| Компоненты стеклоомывателя, % масс. | |||
| Метиловый эфир | 22 | 32 | 45 |
| пропиленгликоля | |||
| Моноэтиленгликоль | 2 | 2 | 0 |
| Анионное ПАВ | 0,1 | 0,1 | 0,1 |
| Неиогенное ПАВ | 0,06 | 0,06 | 0,06 |
| Трилон Б | 0,002 | 0,002 | 0,003 |
| Триэтанол амин | 0,01 | 0,01 | 0,01 |
| Фосфорная кислота | 0,01 | 0,01 | 0,01 |
| Отдушка | 0,1 | 0,1 | 0,1 |
| Пеногаситель | 0,0010 | 0,001 | 0,001 |
| Краситель | 0,0001 | 0,0001 | 0,0001 |
Полученную омывающую жидкость фильтруют, измеряют значение pH, температуру замерзания.
| Таблица 5 | |||
| Показатели качества омывающих жидкостей | |||
| Наименование показателя | Предложенная жидкость (активный компонент МЭПГ) | Жидкость по патенту US 4784786(активный компонент изопропанол) | Жидкость по норме ТТМ 327.3-2006. Технические требования |
| Внешний вид | Однородная прозрачная жидкость с цветом применяемого красителя и запахом применяемой отдушки | Однородная прозрачная жидкость с цветом применяемого красителя и запахом применяемой отдушки | Однородная прозрачная жидкость без осадка и видимых механических примесей |
| Плотность при 20°С, | 1,000 | 0,950 | |
| г/см3 | |||
| Показатель | 7,82 | 5-7,5 | 6,5-10 |
| активности водородных ионов (РН) | |||
| Температура | -30 | -30 | + 50 до -40 |
| замерзания, °C (в соответствии с весовым содержанием активного компонента) | |||
| Вязкость, сСт | t=-15°C | t=-15°C | |
| v=27,59 | v=30,89 | ||
| t=-20°C | t=-20°C | ||
| v=41,23 | v=45,31 | ||
| Чистящая | 91 | 89 | Через ветровое |
| способность, %, не | стекло дорога | ||
| менее | должна быть | ||
| отчетливо видна | |||
| Воздействие на | |||
| резину | |||
| (хлоропреновый | |||
| каучук) | |||
| Изменение массы, % | ±0,47 | ±1,12 | В пределах ±1,5 |
| Внешний вид | Образец не | Образец не | Не должно быть |
| образца после испытаний | изменился по цвету, без трещин, без сажи | изменился по цвету, без трещин, без сажи | дефектов (жесткости поверхности, сажи, трещин) |
| ПДК активного | 369 (США) | 10 | |
| компонента, мг/м3 | |||
| Действие на лакокрасочное покрытие | Цвет пластин не изменился, нет набухания краски и отслаивания | Цвет пластин не изменился, покрытие недостаточно стойкое (отслоение) | Не должно быть мягкости, разбухания краски, изменения яркости цвета |
| Коррозия металлов, Изменение массы, | Раствор прозрачный | Раствор содержит взвеси и осадок | Раствор прозрачный |
| г/м2 × сут. | |||
| Алюминий | 0,00193 | 0,01538 | ±0,3 |
| Нержавеющая сталь | 0,00216 | 0,01307 | ±0,15 |
Из представленных в таблице данных видно, что предлагаемая омывающая жидкость обладает высокой моющей способностью, не оказывает коррозионного воздействия на металл, не повреждает лакокрасочное покрытие и резину, в то время как в известном образце на изопропаноле имеет место нарушение лакокрасочного покрытия вплоть до его отслаивания и набухание резины сильнее в 2 раза.
Омывающая жидкость представляет собой прозрачную окрашенную жидкость с мягким запахом отдушки, относящуюся к умеренно опасным продуктам с меньшей летучестью в 3 раза и вязкостью ниже на 10%-12%, по сравнению со стеклоомывающей жидкостью на изопропаноле. Температура замерзания жидкости от -5°C до -40°C позволяет ее эксплуатировать в зимнее время, при этом стеклоомывающая жидкость обладает высоким моющими и антиобледенительными свойствами и обеспечивает смывание загрязнений с лобового стекла и световых приборов автомобиля с использованием встроенного стеклоомывающего оборудования автомобиля.
1. Омывающая жидкость, включающая компонент, снижающий температуру замерзания, отличающаяся тем, что она включает в качестве упомянутого компонента метиловый эфир пропиленгликоля, а также анионное поверхностно-активное вещество (ПАВ), неионогенное ПАВ, трилон Б, краситель, отдушку, триэтаноламин, фосфорную кислоту и воду при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| Метиловый эфир пропиленгликоля | от 15,5 до 55 |
| Анионное ПАВ | 0,05-0,3 |
| Неионогенное ПАВ | 0,05-0,3 |
| Трилон Б | 0,003-0,01 |
| Триэтаноламин | 0,005-0,15 |
| Фосфорная кислота | 0,005-0,15 |
| Отдушка | 0,1-0,3 |
| Пеногаситель | 0,0005-0,5 |
| Краситель | 0,0001-0,00025 |
| Вода | до 100% |
2. Омывающая жидкость по п.1, отличающаяся тем, что она включает этиленгликоль 0,1-5.
3. Омывающая жидкость по п.2, отличающаяся тем, что использована деионизированная вода.
4. Способ приготовления омывающей жидкости, включающий приготовление высококонцентрированного раствора метилового эфира пропиленгликоля в деионизированной воде путем смешивания 90% метилового эфира пропиленгликоля и 10% деионизированной воды, в полученный раствор при перемешивании вводят анионное и неионогенное поверхностно-активное вещество, трилон Б, триэтаноламин, фосфорную кислоту, пеногаситель, отдушку, краситель и, при необходимости, этиленгликоль, в полученный раствор вводят при постоянном перемешивании деионизированную воду для получения соотношения компонентов по п.1, продолжают перемешивание раствора до полной однородности и фильтруют.
Незамерзающая жидкость — средство для удаления грязи и борьбы с оледенением автомобильных стёкол, а также фар. В зависимости от состава и пропорций выпускают стеклоомывающие жидкости с различной температурой замерзания и водо-грязеотталкивающими свойствами. Главными компонентами незамерзайки являются одноатомные спирты. Рассмотрим подробный состав незамерзайки для авто и пропорции компонентов.
Для предотвращения замерзания стёкол в зимнее время требуется понизить температуру кристаллизации воды. Простейшие алифатические спирты — рациональные вещества для решения подобной проблемы. Используются 3 вида одноатомных спиртов, как в смеси, так и в моно:
Не ядовит; кристаллизуется при температуре -114 °C. Применялся до 2006 года, однако в силу дороговизны и частых случаев применения внутрь в виде суррогатов был исключён из состава.
В отличие от этанола изопропиловый спирт дешевле, но обладает токсическим действием и запахом ацетона.
Отличается лучшими физико-химическими показателями. Однако сильно ядовит и запрещён к использованию в ряде стран.
Содержание технических спиртов в незамерзайке варьируется от 25 до 75%. С увеличением концентрации температура замерзания смеси снижается. Так, состав незамерзайки до -30°C мороза включает не менее 50% изопропилового спирта.
Следующая функция незамерзающей жидкости — удаление грязи и разводов. В качестве моющих компонентов применяют анионные ПАВ, которые действуют независимо от температуры. Также поверхностно-активные вещества улучшают смешение малорастворимых компонентов и спиртов с водой. Процентное содержание — до 1%.
Для борьбы с употреблением внутрь омывающих жидкостей вводят специальные добавки с неприятным запахом. Чаще добавляют пиридин, сложные эфиры фталевой кислоты или обычный керосин. Подобные соединения обладают отталкивающим ароматом и плохо разделяются в спиртовых смесях. Доля денатурирующих добавок — 0,1–0,5%.
В целях сохранения эксплуатационных свойств в незамерзайку добавляют токсичный этиленгликоль либо безвредный пропиленгликоль. Подобные соединения повышают растворимость органических компонентов, продлевают срок использования, а также сохраняют текучесть жидкости. Содержание — менее 5%.
Для устранения «ацетонового» аромата в стеклоомывайках на основе изопропанола используются отдушки — ароматические вещества с приятным запахом. Компонентная доля — около 0,5%.
Окраска выполняет декоративную функцию, а также указывает на процентное содержание спирта. Обычно встречаются незамерзайки с голубоватым оттенком, что соответствует 25-процентной концентрации изопропанола. Избыток красителя приводит к образованию осадка. Поэтому его содержание не должно превышать 0,001%.
Применяется деионизированная вода без каких-либо примесей. Водный дистиллят выполняет роль теплоносителя, растворителя, а также отводит загрязняющие вещества вместе с поверхностно-активным веществами. Процент воды составляет 20–70% в зависимости от спиртовой доли.
В настоящее время в России не существует регламентированных документов по составу и изготовлению стеклоомывающих жидкостей. Однако к отдельным компонентам предъявляются нормативные требования в соответствии с безопасностью и эффективностью применения. Примерный состав зимней жидкости для омывателя стёкол со знаком соответствия РСТ по межгосударственному стандарту (ГОСТ):
Сертификация товара учитывает степень токсичности и эксплуатационные качества средства. Так, стеклоомывайки должны эффективно справляться с загрязнениями зимой, не образовывать разводов, пятен, которые ограничивают обзор водителю. Компоненты в составе должны быть индифферентными по отношению к стеклопластиковым и металлическим поверхностям. Токсичные соединения в составе незамерзайки заменяются безвредными аналогами: метанол — изопропанолом, ядовитый этиленгликоль — нейтральным пропиленгликолем.
Автор Евгений Апрелев На чтение 5 мин Просмотров 2.2к. Обновлено
В подавляющем большинстве автономных систем отопления (СО) частных домов в качестве теплоносителя используется обычная вода, которая обладает достаточной теплоемкостью, оптимальной для циркуляции плотностью и низкой стоимостью. Но в определенных условиях ее использование затруднительно или невозможно. Поэтому домовладельцы применяют различные незамерзающие жидкости для системы отопления частного дома. О видах антифризов, достоинствах и недостатках и самостоятельном изготовлении «незамерзайки» для отопительной системы дома и пойдет речь в данной публикации.
[contents]Основной причиной использования незамерзающей жидкости в системах отопления является возможность воздействия на теплоноситель отрицательных температур. Кроме этого, использование воды отопительном контуре, выполненном из металлических труб, рано или поздно приводит к образованию накипи и коррозии последних.
Любая незамерзающая жидкость для системы отопления состоит из:
В качестве основного компонента большинства антифризов, присутствующих сегодня на отечественном рынке, можно выделить:
Этиленгликоль. Данный антифриз в систему отопления дома имеет состав: вода 31%; основной компонент 63%; присадки и ингибиторы 6%.
Важно! В связи с высокой токсичностью (в парообразном состоянии), этиленгликоль разрешен к применению только в закрытых СО.
Глицерин. «Незамерзайка» на основе глицерина не опасна для здоровья человека, пожаробезопасная и может применяться в любых СО. Технические характеристики глицериновых составов существенно ниже, чем у гликолевых.
Важно! Составы незамерзающих гликолевых и глицериновых теплоносителей для СО известны, но делать их своими руками достаточно сложно из-за проблем с правильной дозировкой и подбором необходимых присадок. Несоблюдение пропорций и технологии производства ведет за собой повышение вспенивания при нагреве «незамерзайки» и уменьшения теплоотдачи самодельного теплоносителя.
Гликолевые антифризы для системы отопления загородного дома – наиболее распространены на отечественном рынке. Перед заливкой готовой смеси в СО дома следует учесть некоторые моменты, а именно:
Совет: Есть вариант, который не требует увеличения мощности батарей: необходимо увеличить скорость движения теплоносителя в контуре.
В данной публикации не будут рассмотрены положительные стороны гликолевых антифризов. Об это прекрасно позаботились производители и маркетологи. На самом деле, далеко не все незамерзающие теплоносители подходят к определенному типу котельного оборудования. Неправильный подбор может привести к выходу из строя теплообменника теплогенератора.
Важно! Большинство моделей двухконтурных котлов отопления не могут работать с антифризами из-за возможного попадания теплоносителя (при аварийной ситуации) в систему ГВС дома.
Важно! Глицериновый антифриз, наряду с низкой стоимостью, имеет одно существенное преимущество – благоприятное воздействия на состояние уплотнительных резиновых прокладок.
Итак, что делать, если применять воду в качестве теплоносителя СО невозможно, а переходить на покупной антифриз нет технической возможности? Есть выход: самостоятельное изготовление незамерзающего теплоносителя, который по своим техническим и эксплуатационным характеристикам будет максимально приближен к воде, но не будет замерзать. Такую смесь сделать достаточно просто: нужно смешать дистиллированную воду с этиловым спиртом. Такая самодельная «незамерзайка» обладает следующими характеристиками:
Чтобы изготовить спиртовую «незамерзайку», следует исходить из температурных характеристик состава. Пропорции следующие:
Совет: Для самостоятельного создания данного теплоносителя очень важно правильно рассчитать дозировку спирта (обычно 96%) и воды. Наиболее распространенный водно-спиртовой раствор имеет в составе 33% спирта. Для расчета нужно 96/33= 2,9. Другими словами, на 1 литр 96% спирта нужно 2,9л. дистиллированной воды.
Выбор незамерзайки для авто в зимнее время года должен основываться на минимальной температуре ее замерзания, составе, эффективности, качестве и цене. Лучшие зимние стеклоомывающие жидкости сделаны на основе изопропилового спирта (изопропанола), при этом они имеют резкий специфический запах, который зачастую отпугивает автовладельцев. И наоборот, поддельные средства, не имеющие запаха, зачастую выполняются на основе метанола, являющегося ядом для человеческого организма. Кроме этого, эффективность поддельных незамерзаек гораздо ниже, чем у официальных.
Содержание:
Чтобы правильно определиться с тем какую незамерзайку лучше покупать, в первую очередь необходимо ознакомиться с ее составом. Как правило, он указывается непосредственно на этикетке упаковки (канистры). Естественно, при условии, что средство не поддельное, но этот вопрос будет рассмотрен немного ниже.
Состав лучших незамерзаек обычно состоит из изопропилового спирта (изопропилен), воды, моющих средств (поверхностно активных веществ — ПАВ), этиленгликоля. В редких случаях в состав могут быть добавлены дополнительные компоненты, например, ароматизаторы. Упомянутый изопропиловый спирт официально разрешен для использования при производстве стеклоочистительных жидкостей для использования зимой, так как абсолютно безвреден для человеческого организма. Его единственный недостаток — специфический «спиртовой» запах.
Некоторые производители незамерзаек выпускают свою продукцию на основе не изопропилового, а этилового спирта. Его также допускается использовать без вреда для здоровья. Но в последнее время незамерзайки на основе этилового спирта встречаются реже, поскольку их запретили по причине употребления его в качестве алкогольных напитков да и стоят они гораздо дороже. Такую спиртовую незамерзайку разве что сами делают залив в бачок стеклоомывателя бутылку водки, но тогда могут возникнуть вопросы у службы ГАИ.
Соответственно, при выборе лучшей незамерзайки при возможности необходимо не только осмотреть упаковку и ознакомится с составом, а и понюхать ее. Только делать это нужно осторожно, лишь принюхиваясь, а не «на полную грудь»! Если незамерзайка без запаха, то, скорее всего, она сделана на заменителе изопропилена — метаноле (метиловый спирт). Метанол очень вреден для человеческого организма, в частности, он негативно влияет на мозг, а также может привести к проблемам со зрением. Причина использования метанола при производстве незамерзаек банальна — его низкая цена в сравнении с изопропиленом.
Вдыхание паров, образующихся в результате использования стеклоомывающей жидкости, происходит через вентиляционные каналы. Через них пары попадают в салон, где вдыхаются водителем и пассажирами. Поэтому выбор основы незамерзайки чрезвычайно важен.
Некоторые зимние стеклоомывайки, не имеющие запаха, могут быть сделаны не на метаноле. Однако лабораторные исследования таких средств указывают, что в их составе, как правило, содержатся другие вредные для человека вещества. Поэтому от покупки не пахнущих незамерзаек лучше воздержаться!
Хорошо, если в составе незамерзайки имеется этиленгликоль. Это химическое соединение предотвращает быстрое испарение спирта со стекла. Если это произойдет есть вероятность, что влага на стекле быстро превратится в тонкий слой льда. Однако это хорошо при значительных минусовых температурах. Если же этиленгликоля в незамерзайке много, то это может привести к помутнению жидкости при небольших минусовых температурах вплоть до того, что она не сможет проходить через форсунки стеклоомывателя.
Что касается ароматизаторов, то обычно производители добавляют в состав незамерзаек различные химические составы с фруктовыми вкусами — например, яблоко, апельсин и так далее. Это позволяет скрасить неприятный спиртовой запах при использовании зимней стеклоомывающей жидкости. Однако необходимо понимать, что запах от такой омывайки испаряется за считанные секунды. А для поддержания приятного запаха в салоне используются специальные ароматизаторы в машину.
В состав большинства незамерзаек входят красители. Именно благодаря им средства приобретают свой цвет — синий, зеленый и так далее. Эти средства химически нейтральны и никак не влияют на свойства незамерзающей омывающей жидкости. Поэтому и выбор в данном случае неважен, разве что для эстетов. Однако следует избегать откровенно темных оттенков (например, темносиних), поскольку это, во-первых, затрудняет визуальный контроль за состоянием жидкости, а во-вторых, использование сильно окрашенных незамерзаек приводит к снижению ресурса трубок, насоса и форсунок системы стеклоомывателя.
Приблизительное объемное соотношение перечисленных компонентов, входящих в состав стандартной незамерзайки:
Свойства зимних жидкостей омывания стекол будут влиять на температуру замерзания и обзорность дороги. Так как плохая незамерзайка оставляет разводы либо быстро образовывает наледь по углам стекла.
При выборе незамерзайки для авто важно учитывать ее физические и химические свойства. Так, первым важным фактором при выборе незамерзайки является минимально допустимая температура использования. Ее значение обычно указывается на этикетке. Температура замерзания жидкости напрямую зависит от концентрации спирта в составе. Соответственно, чем его больше — тем температура замерзания ниже.
При выборе того или иного средства необходимо руководствоваться информацией о том, при каких условиях (температурном диапазоне) предполагается использовать машину. Однако лучше брать с запасом на 5…10°С ниже. Например, если вы знаете, что минимальная температура в вашем регионе в ближайшее время будет около –15°С, то лучше взять стеклоомывающую жидкость с минимально допустимой температурой использования, составляющую около –20°С и ниже. Это обусловлено тем, что некоторые производители банально экономят на спирте, и соответственно, реальная температура замерзания будет несколько выше, чем заявленная на упаковке.
При использовании омывающей жидкости для стеклоомывателя в условиях очень низких температур имеет смысл покупать не готовые средства, а концентрат. Многие производители выпускают свою продукцию именно в таком виде. Обычно они реализуются в канистрах больших объемов, а в составе средства имеется повышенное содержание спирта и других компонентов. Для приготовления готовой незамерзайки достаточно развести концентрат с водой (лучше если она будет дистилированой). При этом на упаковке или в прилагаемой инструкции указываются рекомендуемые объемы и пропорции, подходящие для конкретного диапазона температуры окружающего воздуха. Использование концентрата зачастую более выгодно и с экономической точки зрения, поскольку большой объем средства при использовании в долгосрочной перспективе обойдется дешевле.
При выборе той или иной омывающей жидкости для лобового стекла важно выбирать средства, которые безопасны для лакокрасочного покрытия автомобиля, резиновых и пластиковых деталей, не оставляют разводов и пятен на стекле, эффективно удаляют грязь со стекла. Что касается эффективности, то важно, чтобы зимняя незамерзайка позволяла качественно удалить с поверхности соль и прочие химические реагенты, которыми в зимнее время посыпают дороги. При использовании стеклоомывающей жидкости при плюсовой температуре окружающего воздуха (например, при потеплении или в межсезонье) она должна хорошо отмывать грязь и различный мелкий мусор со стекла. Информацию о безопасности и эффективности обычно прямо указывается на этикетке канистры.
Важно проверить, что собой представляет незамерзайка — раствор или смесь. В идеале она должна представлять собой раствор. Так, для проверки нужно в морозную погоду нанести небольшое количество жидкости на стекло. Если незамерзайка качественная (то есть, представляет собой раствор), то она останется жидкостью, стекая со стекла без следов. Если же состав представляет собой смесь, то в таком случае незамерзающие компоненты быстро испаряются, а на стекле останется вода, которая за короткий промежуток времени превратится в лед либо будут видны потеки.
Можно проверить качество незамерзайки в домашних условиях. Для этого нужно взять небольшое количество жидкости (грамм 200…300) и поместить ее в морозильную камеру холодильника, температура в которой должна быть порядка –20°С. Время испытания от двух часов и более. В идеале омывающая жидкость не должна превратится в ледообразную кашицу, а тем более замерзнуть.
Еще несколько коротких советов по выбору незамерзайки по упаковке:
Концентрацию спирта в незамерзайке, а значит и приблизительную температуру замерзания, можно выяснить с помощью традиционного спиртометра, используемого в пищевой промышленности. Он представляет собой поплавок, который опускают в спиртовой раствор. По мере того, насколько глубоко он погрузился, можно судить о концентрации спирта в растворе.
Алгоритм проверки следующий… Корпус спиртометра проградуирован числами от 0 до 100. Например, значение 20 соответствует 20% содержанию чистого этилового спирта в воде. Однако поскольку плотность изопропилового, этилового и метилового спиртов отличаются незначительно, то с помощью спиртометра можно проверять незамерзайки на основе любого из них. Дело в том, что недобросовестные производители могут сэкономить на спирте, и соответственно, минимально допустимая температура использования незамерзайки будет выше, чем указанная на упаковке. Именно поэтому желательно для проверки использовать спиртометр который позволит определить процент концентрации спирта.
Далее представлена таблица, в которой сведена информация о показателях спиртометра для различных типов спиртов и температуры замерзания соответствующих растворов.
| Температура замерзания, градусы Цельсия | Доля спирта, % | ||
|---|---|---|---|
| Изопропиловый | Этиловый | Метиловый | |
| –10 | 24 | 19 | 15 |
| –15 | 30 | 25 | 20 |
| –20 | 45 | 30 | 25 |
| –25 | 55 | 34 | 30 |
| –30 | 65 | 39 | 33 |
Зачастую дешевые спиртометры не отличаются точностью показаний, поэтому надо использовать либо более точные спиртометры, либо пользоваться ими «на глаз».
Показания рефлектометра при проверке температуры замерзания жидкости
В лабораторных условиях для такой цели используют рефлектометр. Подобный недорогой прибор можно приобрести и для использования дома, в том числе для проверки других технологических жидкостей в автомобиле и быте.
Обратите внимание, что незамерзайки без запаха не всегда выполняются на основе метанола. Выявление этого спирта проводится, в основном, в лабораторных условиях нагрев его до 80 градусов и поместив в специальный анализатор. В повседневной жизни метанол можно обнаружить, если разогретую медную проволоку поместить в испытуемую жидкость. В процессе химической реакции метанола с горячей медью будет образовываться формальдегид, который легко определить просто на запах. Поэтому чаще всего прибыль на дешевой незамерзающей стеклоомывающей жидкости получают из-за того что попросту разбавляют хорошую.
Форма и объем упаковок, естественно, отличаются от производителя к производителю. Однако есть несколько нюансов, позволяющих выбрать не только более качественную незамерзайку, но и минимизировать шансы на покупку подделки. Так, обычно в небольших ПЭТ-бутылках реализуются бюджетные средства с низким качеством действия. Стоят они недорого, однако и большого эффекта от них ждать не стоит. Кроме этого, это может быть и подделка на основе метанола.
И наоборот, производители, которые выпускают качественную продукцию, стараются заботиться о покупателях, поэтому реализуют жидкости в удобных канистрах с ручками, а иногда в комплекте с канистрой предусматривается и лейка. Еще существует упаковка в виде ПЭТ-пакетов. Обратите внимание, что подобные упаковки достаточно хрупкие и могут повредиться при ударе или даже незначительном механическом воздействии. Поэтому пакеты лучше не возить с собой в машине, а оставлять в гараже.
Следующее, на что стоит обратить внимание — качество как самой канистры, так и этикетки. Обычно в некачественной канистре реализуется и некачественная (а то и вовсе поддельная) омывающая жидкость. Стенки канистры должны быть достаточно толстыми. Зачастую поддельные или контрафактные незамерзайки фасуют в канистры с тонкими стенками, которые прогибаются при малейшем механическом воздействии.
Сама этикетка должна быть качественно приклеена к корпусу канистры. Если перед вами канистра с незамерзайкой, на этикетке которой написано глупое или несоответствующее название, а дизайн сделан дешево или неуместно, то средство, скорее всего будет малоэффективным или поддельным. Единственный недостаток таких незамерзаек — низкая цена.
Спрашивайте в комментариях. Ответим обязательно!
Для того чтобы незамерзающая жидкость справлялась со своими функциями, она изначально должна быть надлежащего качества. Кроме того, в состав некачественной жидкости входит ядовитое вещество – метанол. Он относится к категории ядов, представляющих опасность для человека и животных. Использование такой незамерзайки может нанести вред не только автомобилю, но и водителю, и пассажирам.
Для того чтобы проверить качество незамерзающей жидкости, существуют специальные приборы. Так, проверить незамерзайку можно при помощи спиртометра. Для этого необходимо сделать следующее.
Есть еще один прибор, с помощью которого можно легко определить качество незамерзающей жидкости. Он называется «ареометр» и способен определить плотность жидкости, в которую погружен. Если говорить именно о незамерзайке, то чем выше будет ее плотность, тем лучше.
Низкая плотность говорит о том, что в состав включен не спирт, а какие-то другие составляющие, которые могут быть небезопасны.
Если под рукой нет прибора, то протестировать незамерзайку можно и другими методами. Наиболее популярным является помещение бутыли с жидкостью в морозильную камеру. Для этого нужно лишь взять пластиковую бутылку, налить туда незамерзайку и убрать в морозилку. Если процесс кристаллизации начался, то это свидетельствует о ненадлежащем качестве незамерзайки. В следующий раз от покупки жидкости этого производителя лучше отказаться.
Такой тест легко можно провести в домашних условиях, даже если рядом нет специальных приборов. При этом в зимнее время года тестирование можно осуществить даже на улице, если температура воздуха ниже 20-25 градусов.
Если признаки замерзания появились уже через несколько минут, значит, в составе много воды.
Как правило, плохое качество незамерзающей жидкости выявляется в тот момент, когда водитель ее купил и уже даже начал использовать по назначению. Чтобы не попадать в такую ситуацию, рекомендуется тестировать незамерзайку еще на этапе приобретения. Для этого нужно обращать внимание на некоторые признаки.
В зимнее время года можно визуально посмотреть на незамерзайку. Если есть даже незначительные признаки кристаллизации, то лучше купить товар другого производителя. Разумеется, если внутри бутылки со стеклоомывателем имеются кусочки льда, покупать его ни в коем случае нельзя.
Приобретать стеклоомывающую жидкость лучше всего в специализированных магазинах. Нужно остерегаться продавцов, которые предлагают купить стеклоомыватель в стихийных торговых точках, расположенных по обочинам дорог.
Инновационные технологии и материалы дают возможность усовершенствовать базовые элементы, создающие комфорт в доме, в частности – отопительную систему. Сегодня потребитель способен увеличить её функционал и надежность. Но некоторые из новшеств, которые внедряются с целью улучшения работы системы отопления, связаны с рисками. Угрожать ее работе могут даже элементарные вещи. К примеру, вода. Некоторые домовладельцы выбирают для себя незамерзающие жидкости для систем отопления, и это, как показала практика, намного рациональнее.
Содержание статьи
Незамерзающая жидкость для отопительной системы – антифриз, тосол, но имеющий абсолютно другой состав, чем средства для авто. Основное свойство такого средства для дома – не трансформируется в лед при снижении температурного режима даже до -60 оС (вещество просто густеет).
Любая незамерзайка для отопительных систем, например, Теплый дом, производится по одному принципу. В средстве присутствует:
Незамерзайка для системы отопления загородного дома – средство на спирту. Гликолевое спиртовое вещество не опасно, а вот другие компоненты жидкости способны нанести вред людям:
От составных веществ зависит области применения средства для системы отопления дома. Применять средство с этиленом в составе не рекомендуется.
Жидкость с этиленом нельзя пускать в контур системы отопления здания, где люди проживают постоянно. Такое средство очень ядовито, и если попадет на кожу, то спровоцирует ожог тканей. При попадании незамерзающей жидкости на этилене внутрь организма (как в жидком, так и в газообразном состоянии) развиваются тяжелые осложнения, вплоть до летального исхода.
Низкого качества незамерзающий продукт и многим знакомый тосол для машин, который иногда незнающие люди заливают в отопительную линию здания, производится именно на этиленгликоле. Если присутствует даже ничтожный риск контакта людей с этиленом – от его использования в системах правильно отказаться:
Запрещено использовать незамерзайку на этилене для систем, где в качестве нагревательного элемента применяется 2-контурный котел.
Незамерзайка на основе пропилена абсолютно нетоксичная – ее без опаски можно использовать для отопительных систем. Это не значит, что, если она попадет на кожные покровы или даже внутрь тела, не возникнет никаких проблем. Все же это химическое вещество и для организма оно чуждо. Но до летального исхода и тяжелых поражений внутренних органов не дойдет. Такую незамерзающую жидкость разрешается смело заливать в систему домашнего отопления.
Антифриз на глицерине в контурах применялся еще с 50-х годов 20 столетия и используется сегодня. В отличие от двух перечисленных выше составов для отопления, глицериновая жидкость не высушивает резину, а напротив, способствует восстановлению, обновляет. Поэтому резинки-уплотнители системы не испортятся.
На поведении средства в отопительной системе сказывается качество присадочных элементов и условия использования. Независимо от того, какое базовое вещество включено в основу на гликоле, все жидкости защищают от коррозийного образования и вспенивания.
Если добавки отсутствуют, незамерзающее средство для дома использовать вредно. Такие антифризы вспениваются, особенно те, что на глицерине. Пена – это содержащее воздух вещество. Кислород провоцирует проблемы циркуляции, формирует карманы воздуха, а также может стать причиной гидроудара в отопительной сети.
Присадки обладают ресурсом времени. Когда пройдет определенный временной период – они распадаются на молекулы. Формируется осадок и происходит выделение кислоты. Значит, уже ничего не нивелирует агрессивность незамерзающей жидкости для системы отопления здания. Кроме того, ситуация ухудшается образованием кислоты. Сроки применения составов в годах следующие:
Значение имеет температурный режим. При увеличении температуры носителя тепла до 90 оС, незамерзающая жидкость для системы отопления начинает расщепляться и утрачивать свои качества. Это случается, если неправильно запустить котел после длительного периода простоя, а также из-за ошибок при установке оборудования.
К примеру, когда обменник тепла монтируют в стандартную печку. Нередко домовладельцы обустраивают его так, что он находится в контакте с открытым огнем. Нельзя применять антифриз для печи – это строго запрещено. Необходимо, чтобы между обменником и огнем проходил кирпичный слой. Так тепло станет расходиться качественно, незамерзающая жидкость для системы отопления не будет сильно нагреваться.
Свойства, на которые влияет качество присадочных компонентов:
Чем качественнее присадочные элементы у незамерзающей жидкости для системы отопления, тем эти свойства выше. Значит, по максимуму близкие к характеристикам воды. Уровень теплорасширения, должен быть низким. Объемное расширение незамерзающей жидкости для отопления выше чем у воды – это важно учесть при заполнении системы.
Теплопроводность антифриза меньше, чем у воды. У глицериновых она самая низкая – 85%, у других незамерзающих средств – 90%. Разница незначительная.
Незамерзайки на 50% более плотные и вязкие, чем вода. Эти свойства отрицательно влияют на циркуляцию. Чтобы улучшить продвижение носителя тепла по контуру требуется мощное насосное оборудования. Хорошо бы собрать отопительную сеть из труб с большим диаметром. К примеру, когда речь идет о трубах из полипропилена, то подойдет сечение 32.
Циркуляционный насос
Незамерзающая жидкость для системы отопления более уплотненная и вязкая, но она обладает большим уровнем текучести. Благодаря этому способна продвигаться там, где вода из-за поверхностного натяжения не проходит. Поэтому, если есть микроскопические трещины и даже микро-дыры, то антифриз будет протекать в этом месте.
Потому нередко, после того как в контуре циркулировала вода и туда налили антифриз, находятся протечки. Чаще всего находят микро-дыры или трещины в следующих местах:
Если пользователь хочет применять незамерзающую жидкость, то при ее выборе не стоит ориентироваться только на стоимость. Антифриз для дома – это продукт, представленный на рыночных прилавках в большом ассортименте.
Популярно средство «Теплый дом», которое выпускает российский производитель. Некоторые домовладельцы применяют этот вид незамерзайки. Стоимость его приемлемая. Основное преимущество – она имеет повышенные свойства эксплуатации. Ее можно не менять в системе отопления 5-10 сезонов.
Антифриз “Теплый пол” – самый популярный на российском рынке
Расценки на незамерзающие жидкости различные, потому каждый домовладелец может выбрать подходящую. Ассортимент ежегодно расширяется. Они изготавливаются из высококачественного сырья, безопасны для организма. Хорошо зарекомендовала себя незамерзающая жидкость Warme Hydro, а также Галан, Thermagent ЭКО -30, BOILER -65 оС. С выбором всегда поможет специалист специализированного магазина.
Запрещено заливать отопительную сеть дома тосол для автомобиля. В нем есть компоненты, недопустимые для жилья.
Антифриз иногда нельзя использовать. Рекомендации:
Если домовладелец 100% решил залить антифриз, то лучше предпочесть средства на основе пропилена или глицерина. Первые – дорогие, вторые обладают наименьшей теплопроводностью и весят больше. Пропиленгликолевые средства более инновационные, поэтому многие приобретают их. Жидкости на этиленгликоле для дома запрещены, так как риск контакта с жильцами высокий, да и обслуживать сеть с токсичным веществом большая проблема.
В сравнении с водой, теплоноситель для системы отопления имеет как преимущества, так и недостатки. К плюсам можно отнести:
Незамерзающий состав нельзя нагревать свыше 170 оС, он начнет разлагаться.
Несмотря на наличие преимуществ, жидкость для отопления дома в сравнении с водой, имеет ряд недостатков:
Недостатки жидкости можно нивелировать, если спланировать коммуникации отопления заранее, на стадии строительства.
ТОП-5 антифризов для дома позволит без проблем выбрать то, что нужно. Если возникнут проблемы, всегда можно обратиться к менеджеру специализированного магазина.
Зная о преимуществах и недостатках, важно купить хорошую жидкость для отопления. Среди пользователей наиболее популярны следующие марки антифриза.
Идеальный вариант для использования в котельном оборудовании на газу и электрическом любого типа монтажа. Прекрасно передает тепло при внешнем температурном режиме от -65 оС до +9 оС.
Этот незамерзающий состав идеален для чугунных, медных, алюминиевых, латунных труб отопления. Не выводит из строя стыки, не вредит трубопроводу и бакам из пластика. Совместно с незамерзайкой выдается наклейка на котел отопления, где можно видеть поля для внесения даты заливки, объема и прочих тонкостей – это незаменимо при техобслуживании системы.
Специалисты отдали лидирующую позицию в рейтинге именно этой незамерзающей жидкости, так как ее кристаллизация происходит только при -66 оС. Это лучшее вещество для линии отопления в северных регионах – оно переживет сильнейшие морозы и сохранит трубопровод и радиаторы невредимыми.
В ситуации применения в регионах, где в зимнее время температурный режим не ниже -20 оС, незамерзающую жидкость разбавляют водой 1 к 1 – это серьезная экономия денег.
Плюсы:
Минусы:
Отечественная жидкость, производимая из германского сырья. В изготовлении используется уникальная технология Органик Технолоджи. Незамерзающее вещество не имеет в составе аминов и прочих токсинов. Его заливают в котельные системы, функционирующие на жидком топливе, газу и токе.
Как говорят потребители, препарат не портит резину, герметики и паранит. Изготовитель включил в состав присадки, предотвращающие размножение бактерий и вспенивание, потому трубы отопления останутся чистыми и с качественной проходимостью.
Незамерзающий теплоноситель вошел в ТОП-5, так как имеет низкий уровень кристаллизации при температуре -65 оС, а также долгий срок эксплуатации. Он защищает от ржавчины до десяти лет и применяется до двадцати сезонов, не утрачивая свойств. Это более, чем экономно.
Плюсы:
Минусы:
Незамерзающая жидкость от известного бренда, создающего котельное оборудование из ближнего зарубежья. Изготовитель проявил заботу и о бережном обращении с системами отопления.
Теплоноситель на глицериновой основе – один из самых безопасных. В составе присадки от вспенивания. Жидкость не замерзает даже при -30 оС. Закипает после +105 оС, поэтому подходит для большего числа отопительных линий и оборудования.
В составе флуоресцентный краситель для оперативного обнаружения течи в трубах и радиаторах отопления. Производится незамерзающая жидкость в таре по 10 и 20 кг. Наливается в систему в пропорциях 113 кг на 100 литров.
Эксперты советуют эту жидкость для отопительных сетей с открытыми контурами, где бак-расширитель не укомплектован герметичной крышкой. Органический незамерзающий состав не опасен при испарении. Поэтому этот вид жидкости для отопления разрешается применять даже на предприятиях пищепрома. Преимущество теплоносителя – его разрешено применять в оцинкованном трубопроводе.
Плюсы:
Минусы:
Незамерзающее средство для отопления от отечественного изготовителя, поставляемое на рынок в бочках весом по 20, 30 или 180 кг. Это дает возможность сразу купить требуемый объем для дома по приемлемой расценке. В основе лежит масляное вещество с ароматизаторами. Продукция обязательно проходит катализацию и адсорбцию для более высокого уровня очищения.
Не подходит к открытым коммуникационным системам. Плотность масляного вещества 940 кг/м3, потому годится оно для сравнительно теплого климата. Антифриз этого производителя в основном используют в южных регионах, где редко бывает холоднее -15 оС.
Незамерзайка для отопления вошла в ТОП из-за повышенной термостабильности при нагревании и невозможности возгорания под действием высоких температур. Точка кипения масла практически +300 оС. Потому ее заливают даже в оборудование, работающем на твердом топливе, но только с мощными насосными установками для повышения циркуляции, чтобы незамерзающий теплоноситель не перегревался в обменнике.
Плюсы:
Недостатки:
Российский антифриз на базе пропиленгликоля, дополненного флуоресцентной присадкой для окрашивания, чтобы при протечке в комплексе отопления быстрее ее обнаружить. Производится объемами по 10 и 20 кг с эргономичными ручками для перемещения.
Незамерзающий продукт огнеупорный и протестирован, потому сертифицирован. Может применяться в кондиционерах и отопительных сетях. Период эксплуатации пять лет. Не утрачивает свои качества по замерзанию, но антикоррозийные присадки с годами нивелируются.
Домовладельцы в отзывах сходятся во мнении, что если теплообменник в котле из меди, а трубы отопления из пластика, то незамерзающую жидкость можно применять и более десятилетнего периода.
Эксперты внесли незамерзайку для системы отопления в ТОП из-за высокого уровня точки закипания в +106 оС, а это на 11 оС больше, чем у конкурентов. Это лучший вариант при систематическом перегреве оборудования, трубопровода. В особенности, если за системой редко присматривают. Точка терморазрушения теплоносителя +170 оС.
Плюсы:
Минусы:
Соблюдая рекомендации, проблем с отопительной системой загородного дома не возникнет. А какое средство предпочитаете использовать вы? Поделитесь своим опытом в комментариях.
Что лучше для системы отопления: вода или незамерзайка? Ответ в видео ниже:
Владельцам частных загородных домов нередко приходится использовать незамерзающий теплоноситель для систем отопления: чаще всего это происходит по причине периодического проживания за городом, но может также применяться в качестве профилактической меры в случае остановки работы котла, например, из-за временного прекращения подачи энергоносителя. Но использование незамерзайки, как часто называют большую группу антифризов, сопряжено с некоторыми дополнительными расходами и проектирования системы именно под использование такого вида теплоносителя.
От качества и вида теплоносителя во многом зависит и коэффициент теплоотдачи радиатора, а соответственно и эффективности работы всей системы. Он представляет собой жидкость, циркулирующую по трубам и батареям, которым и передает тепловую энергию. Поэтому основное требование к этому веществу – высокая теплоемкость, но не менее важна и его безопасность для человека. Поставить какой-то из этих критериев на первое место сложно, но при выборе теплоносителя все же следует отдавать предпочтение такому, чтобы его применение не стало причиной отравления парами. Этот аспект очень важен, так как некоторые антифризы могут представлять опасность.
Но, кроме того, что теплоноситель должен быть безопасным для человека, он не должен представлять угрозы и оборудованию, так как некоторые составы могут служить причиной разгерметизации швов или соединений, появления коррозии.Кроме того, незамерзающий теплоноситель отопления должен соответствовать и следующим критериям, для того чтобы он полноценно справлялся со своей основной функцией:
Как правило, если планируется использовать незамерзающие составы в качестве теплоносителя, то при проектировании системы отопления этот фактор обязательно следует учитывать и проводить монтаж с учетом требований и особенностей применения конкретного вида антифриза.
Максимально полно всем требованиям в качестве теплоносителя отвечает вода, за исключением одного – довольно высокого порога кристаллизации, который, как известно, происходит при температуре 0 °C. Но ее использование не всегда возможно, например, часто загородный дом в зимний период может оставаться нежилым, или хозяева бывают там периодически. В этом случае экономически не выгодно постоянно поддерживать отопительную систему в рабочем состоянии, кроме того – за ней нужен хоть и минимальный, но постоянный контроль.
Таким образом, отопление в частном доме должен обеспечивать теплоноситель с низкой температурой замерзания – в этом случае можно не бояться, что система «встанет». Также надо учитывать, что большинство видов котельного оборудования, устанавливаемого в частных домах энергозависимо, поэтому аварийное отключение даже на пару часов может стать фатальным. И еще одну причину, из-за которой многие владельцы коттеджей выбирают незамерзайки, можно считать вынужденной – это требования производителей котельного оборудования. Конечно не все, но многие из них в инструкции к своим изделиям дают подробную информацию о рекомендованных видах теплоносителей – в случае использования иного состава, потребитель теряет право на гарантию.
Учитывая тот факт, что вода является почти идеальным видом теплоносителя, некоторые владельцы стараются «исправить» ее главный недостаток – высокую точку замерзания и используют для этого обычный спирт, которым в соответствующей пропорции разводят воду в зависимости от предельных минусовых температур зимой.
Итак, как уже указывалось, если планируется использовать в качестве теплоносителя антифриз, это следует учесть на этапе проектирования и монтажа, но также следует учитывать, что эти составы используются исключительно в закрытых системах.
Кроме того, необходимо учитывать, что:
В том случае, если систему отопления планируется эксплуатировать с незамерзающим теплоносителем, то некоторые требования имеются и к котельному оборудованию – оно должно иметь систему управления, с помощью которой можно будет поддерживать температурный уровень, так как для некоторых видов теплоносителей этой группы превышение порога в 65-75 °C недопустимо. Внимание надо обратить и на циркулярный насос, особенно в том случае, если производится перевод системы с воды на антифриз: мощности старого просто не хватит, даже при одинаковом циркулирующем объеме. Также потребуется расширительный бак с большим, приблизительно в 1,5-2 раза, объемом. Увеличить придется и диаметр труб, а также установить радиаторы с увеличенным объемом.
В том случае, если автономная система отопления оснащена электродным электрическим котлом, то использование антифризов должно совпадать с рекомендациями производителя оборудования. Это связано с тем, что нагрев теплоносителя происходит за счет прохождения через него переменного тока, поэтому качественный состав незамерзайки очень важен – она должна иметь нужную плотность и обеспечивать необходимое электрическое сопротивление.
Незамерзающие смеси, как правило, продаются готовыми для заливки в систему, но если по какой-либо причине, например, антифриз рассчитан на предельную температуру -40°C, а максимальная зимой редко превышает -20 °C – в этом случае его можно развести, но только дистиллированной водой. Но все равно, если стоит вопрос об использовании антифриза в системе отопления, то даже при мягких зимах все же следует ориентироваться на показатель -30 °C.
В современных системах отопления используются три основных вида антифризов, отличающихся между собой химическим составом – это теплоносители на основе:
Но, несмотря на отличие в химических составах, их всех объединяет особенность кристаллизироваться при очень низких температурах – от -40 до -75 °C. Кроме того, их важным эксплуатационным преимуществом является то, что даже перевалив за предельную черту, они не переходят в твердое состояние, а превращаются в гелеобразную субстанцию, не способную вызвать деформационные процессы в элементах системы, так как его объем не претерпевает никаких изменений. Из общих особенностей также следует отметить:
Этот вид незамерзаек пользуется достаточно широкой популярностью, но в основном – из-за самой низкой цены среди антифризов, они легко узнаваемы по характерному красному цвету, который предупреждает о токсичности этого препарата. Для систем отопления можно приобрести как готовые к заливке составы, так и концентраты, готовить которых следует с использованием дистиллированной воды. Максимальная температура, при которой наступает кристаллизация концентрата, составляет -65 °C, а готового раствора – -30 °C. Срок использования такого антифриза в среднем 5 лет, после чего требуется его замена.
При его эксплуатации важно контролировать температуру нагрева теплоносителя, так как при высоких, близких к точке кипения, начинается процесс распада с последующим выпадением в осадок, который и становиться основной проблемой – он может закупорить всю магистраль. Жидкая составляющая такого распада обладает высокой химической агрессивностью и приводит к началу процесса коррозии металла. Несколько спасает положение то, что эти незамерзающие составы используются со специальными добавками, способными противодействовать вспениванию антифриза в системе, последствием которого являются газовые пробки. Но в том случае, если процесс разложения в результате воздействия высоких температур был запущен, они полностью утрачивают свои функции.
Этиленгликолевые антифризы могут использоваться только в том случае, если котельное оборудование имеет функцию для точных температурных настроек и максимально надежной герметизации всех соединений и стыков, так как вытекание антифриза представляет опасность из-за его высокой токсичности.
По основным техническим характеристикам и параметрам – они являются основным конкурентом этиленгликолевым составам, но в отличие от них не токсичны, о чем, как правило, свидетельствует специальный лейбл на упаковке «Эко». Этот антифриз – идеальный вариант для котлов с двумя контурами, так как случайное попадание состава в воду или их смешивание не представляет особой угрозы для здоровья людей, хотя этого следует избегать.
Среди оригинальных характеристик следует отметить, что:
Плюсом применения пропиленгликолевых антифризов является то, что они более долговечны – в среднем эксплуатация системы с ними продолжается около 10 лет. Основной недостаток – высокая цена, по сравнению с этиленгликолевыми составами разница приблизительно в 2-3 раза, в зависимости от марки производителя.
Если отопление в доме обеспечивает жидкость на глицериновой основе, то о его токсичности можно не беспокоиться, как и о целостности системы.
Эти составы максимально лояльны к ее элементам, в том числе и имеющим цинковое напыление, не разъедают соединения и швы. Температурный диапазон тоже впечатляет: от -30 до 100 °C, но при этом цена ниже, чем у пропиленгликолевых антифризов. Но этот вид незамерзайки имеет и некоторые минусы, а также особенности применения:
Наша компания «Alfatep» предлагает широкий и полный ассортимент оборудования, комплектующих для систем отопления. В нашем интернет-магазине можно приобрести и антифризы, использование которых гарантирует безопасность системы отопления в доме и обеспечит ее защиту от замерзания. Но так как этот выбор имеет много нюансов, то наши специалисты, с учетом всех эксплуатационных и технических особенностей, предложат самый правильный и оптимальный выбор.
При оформлении заказа на сайте нашего интернет-магазина «Alfatep» обязательно рекомендуем воспользоваться услугами транспортной службы по доставке товара на объект. При необходимости, для заливки системы и ее запуска можно воспользоваться услугами опытного мастера, который выполнит все необходимые операции качественно и полностью безопасно для вашего дома.
Водные растворы на основе этиленгликоля широко используются в системах теплопередачи, где температура теплоносителя может быть ниже 32 o F (0 o C) . Этиленгликоль также обычно используется в системах отопления, которые временно не могут работать (в холодном состоянии) в среде с морозными условиями, например, в автомобилях и машинах с двигателями с водяным охлаждением.
Этиленгликоль — наиболее распространенная антифризная жидкость для стандартных систем отопления и охлаждения.Следует избегать использования этиленгликоля, если есть малейшая вероятность утечки в питьевую воду или системы обработки пищевых продуктов. Вместо этого обычно используются растворы на основе пропиленгликоля.
Удельная теплоемкость, вязкость и удельный вес раствора воды и этиленгликоля значительно зависят от процентного содержания этиленгликоля и температуры жидкости. Свойства настолько сильно отличаются от чистой воды, что системы теплопередачи с этиленгликолем должны быть тщательно рассчитаны для фактической температуры и раствора.
Точки замерзания водных растворов на основе этиленгликоля при различных температурах указаны ниже
| Точка замерзания | |||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Раствор этиленгликоля (% по объему ) | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 | 80 | 90 | 100 | |
| Температура | ( o F) | 32 | 25.9 | 17,8 | 7,3 | -10,3 | -34,2 | -63 | ≈ -51 | ≈ -22 | 9 |
| ( o C) | 0 | — 3,4 | -7,9 | -13,7 | -23,5 | -36,8 | -52,8 | ≈ -46 | ≈ -30 | -12,8 | |
Этиленгликоль и вода из-за возможного образования слякоти растворы не следует использовать в условиях, близких к точкам замерзания.
Динамическая вязкость — μ — водных растворов на основе этиленгликоля при различных температурах указаны ниже
| Динамическая вязкость — μ — (сантипуаз ) | ||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Температура | Раствор этиленгликоля (% по объему) | |||||||
| ( o F) | ( o C) | 25 | 30 | 40 | 50 | 60 | 65 | 100 |
| 0 | -17.8 | 1) | 1) | 15 | 22 | 35 | 45 | 310 |
| 40 | 4,4 | 3 | 3,5 | 4,8 | 6,5 | 9 | 10,2 | 48 |
| 80 | 26,7 | 1,5 | 1,7 | 2,2 | 2,8 | 3,8 | 4,5 | 15,5 |
| 120 | 48.9 | 0,9 | 1 | 1,3 | 1,5 | 2 | 2,4 | 7 |
| 160 | 71,1 | 0,65 | 0,7 | 0,8 | 0,95 | 1,3 | 1,5 | 3,8 |
| 200 | 93,3 | 0,48 | 0,5 | 0,6 | 0,7 | 0,88 | 0,98 | 2,4 |
| 240 | 115.6 | 2) | 2) | 2) | 2) | 2) | 2) | 1,8 |
| 280 | 137,8 | 900 2)2) | 2) | 2) | 2) | 2) | 1.2 | |
Примечание! Динамическая вязкость водного раствора на основе этиленгликоля увеличивается по сравнению с динамической вязкостью чистой воды.Как следствие, потеря напора (потеря давления) в системе трубопроводов с этиленгликолем на увеличена на по сравнению с чистой водой.
Удельный вес — SG — водных растворов на основе этиленгликоля при различных температурах указан ниже
| Удельный вес — SG — | ||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Температура | Раствор этиленгликоля (% по объему) | |||||||||||
| ( o F) | ( o C) | 25 | 30 | 40 | 50 | 60 | 65 | 100 | ||||
| -40 | -40 | 1) | 1) | 1) | 1) | 1.12 | 1,13 | 1) | ||||
| 0 | -17,8 | 1) | 1) | 1,08 | 1,10 | 1,11 | 1,12 | 1,16 | ||||
| 40 | 4,4 | 1,048 | 1,057 | 1,07 | 1,088 | 1,1 | 1,11 | 1,145 | ||||
| 80 | 26,7 | 1.04 | 1.048 | 1.06 | 1.077 | 1.09 | 1.095 | 1.13 | ||||
| 120 | 48.9 | 1.03 | 1.038 | 1.05 | 1.064 | 1.077 | 1.082 | 1.115 | 1.077 | 1.082 | 1.115 | |
| 160 | 71,1 | 1,018 | 1,025 | 1,038 | 1,05 | 1,062 | 1,068 | 1,1 | ||||
| 200 | 93.3 | 1.005 | 1.013 | 1.026 | 1.038 | 1.049 | 1.054 | 1.084 | ||||
| 240 | 115,6 | 2) | 2) | 54 2) 2) | 2) | 2) | 1.067 | |||||
| 280 | 137,8 | 2) | 2) | 2) | 2) | 2) | 2) | 1.05 | ||||
Примечание! Удельный вес водных растворов на основе этиленгликоля увеличен по сравнению с удельным весом чистой воды.
Поверните экран, чтобы увидеть всю таблицу.
Система отопления с объемом жидкости 0.8 м 3 защищен от замерзания 50% (по массе, массовая доля 0,5) этиленгликоль. Температура установки системы составляет 0 o C , а максимальная рабочая температура среды составляет 80 o C .
Из приведенной выше таблицы видно, что плотность раствора при температуре установки может достигать 1090 кг / м 3 — а средняя плотность при рабочей температуре может достигать 1042 кг / м 3 .
Массу жидкости при установке можно рассчитать как
м inst = ρ inst V inst (1)
= (1090 кг / м 3 ) (0,8 м 3 )
= 872 кг
где
м inst = масса жидкости при установке (кг)
ρ inst = плотность при установке (кг / м 3 )
V inst = объем жидкости при установке (м 3 )
Масса жидкости в системе во время работы будет такой же, как масса в системе во время установки
м inst = м op (2)
= ρ op V op 9002 6
где
м op = масса жидкости при работе (кг)
ρ op = плотность при работе (кг / м 3 ) 09 V 906 op = объем жидкости при работе (м 3 ) (2) можно изменить для расчета рабочего объема жидкости как V op = м inst / ρ op (2b) = (872 кг) / ( 1042 кг / м 3 ) = 0.837 м 3 Требуемый объем расширения, чтобы избежать давления, можно рассчитать как ΔV = V op — V inst (3) = (0,837 м 3 ) — (0,8 м 3 ) = 0,037 м 3 = 37 литров где ΔV = объем расширения (м 69 ) Объем расширения можно рассчитать как ΔV = ( ρ inst / ρ op -1 ) V inst26 9 Теплота водных растворов на основе этиленгликоля Удельная теплоемкость — c p — водных растворов на основе этиленгликоля при различных t температуры указаны ниже Поверните экран на всю таблицу. Примечание! Удельная теплоемкость водных растворов на основе этиленгликоля на меньше, чем на , чем удельная теплоемкость чистой воды. Для системы теплопередачи с этиленгликолем циркулирующий объем должен быть увеличен на по сравнению с системой только с водой. В растворе 50% с рабочими температурами выше 36 o F удельная теплоемкость уменьшается примерно на 20% . Сниженная теплоемкость должна быть компенсирована циркуляцией большего количества жидкости. Примечание! Плотность этиленгликоля выше, чем у воды — проверьте приведенную выше таблицу удельного веса (SG), чтобы снизить чистое воздействие на теплопередающую способность. Пример — удельная теплоемкость водного раствора этиленгликоля 50% / 50% равна 0.815 при 80 o F (26,7 o ° C). Удельный вес при тех же условиях составляет 1,077. Чистое воздействие можно оценить как 0,815 * 1,077 = 0,877. Автомобильные антифризы не следует использовать в системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, поскольку они содержат силикаты, которые могут вызвать загрязнение. Силикаты в автомобильных антифризах используются для защиты алюминиевых деталей двигателя. Примечание! Для растворов этиленгликоля следует использовать дистиллированную или деионизированную воду. Городскую воду можно обрабатывать хлором, который вызывает коррозию. Не следует использовать системы автоматической подпитки, так как утечка приведет к загрязнению окружающей среды и ослаблению защиты системы от замерзания. Для полной таблицы с точками кипения — поверните экран! Увеличение циркулирующего потока для 50% растворов этиленгликоля по сравнению с чистой водой указаны в таблице ниже Поправка на перепад давления и комбинированная поправка на перепад давления и увеличение расхода для 50% раствора этиленгликоля по сравнению с чистой водой указаны в таблице ниже Отвод тепла охлаждающей жидкостью определяется большим тепловым сопротивлением между газом и стенкой в тепловом пограничном слое камеры сгорания, а не меньшим теплоносителем тепловое сопротивление со стороны охлаждающей жидкости.Несмотря на то, что керамика имеет гораздо более низкую теплопроводность, чем металлы (на один-два порядка), « адиабатические » (или так называемые с низким тепловыделением или LHR) двигатели, использующие керамические материалы в качестве изоляции стенок цилиндра, не уменьшают тепло отклонение на порядок. Причина в том, что тепловое сопротивление стороны газа играет важную роль в общем тепловом сопротивлении. Повышение теплового КПД двигателя за счет уменьшения отвода тепла от цилиндров было ключевой задачей двигателей LHR.Было обнаружено, что в двигателях LHR по сравнению с двигателями с традиционным охлаждением наблюдалось уменьшение задержки зажигания и сгорания с предварительным смешиванием, а также увеличение продолжительности диффузионного сгорания. Неблагоприятным аспектом двигателей LHR является то, что более высокая температура стенки цилиндра нагревает всасываемый воздух и приводит к снижению объемного КПД и увеличению выбросов NO x . В целом выводы и заключения по двигателям LHR остаются противоречивыми и неубедительными.Сообщается об улучшении расхода топлива двигателями LHR в диапазоне 4–10% (Jaichandar and Tamilporai, 2003). Характеристики теплопередачи в цилиндрах двигателей LHR и их трибологическое влияние очень сложны и до сих пор не полностью изучены исследователями. Дизельные двигатели с низким тепловыделением были всесторонне исследованы Морелем и др. (1986), Assanis (1989), Kobori et al. (1992), Sun et al. (1994), Йонушонис (1997). Камо и др. (1987, 1996, 2000a, 2000b, 2003), Kamo (2000), Sharma and Gaur (1990), Reddy et al. (1990), Woods et al. (1992), Kimura et al. (1992), Schwarz et al. (1993), Bryzik et al. (1993), Jaichandar and Tamilporai (2003, 2004), Tamilporai et al. (2003), Hergart et al. (2005), Sutor et al. (2005), Саад и др. (2007 г.), Ракопулос и Гиакумис (2007 г.) и Ясар (2008 г.). Расшифрованный текст изображения: Измерение плотности антифриза Температура антифриза: 20 C Масса колбы + антифриз: След 1-50.62. Trail2- 50.77 Trail3-59.71 Масса пустой колбы: Trail1-49.64. Trail2- 40,65. Trail3- 40,68 Масса антифриза Trail 1-9,95. Trail2- 10.66. Trail3- 10.06 Плотность антифриза (покажите свой Расчет) ?? Средняя (средняя) плотность: ??? Закон отклонения от среднего (покажите свои расчеты) ???
Лабораторные эксперименты9 Для калибровки пипетки или другой мерной посуды используется следующий метод: наберите около 40 мл дистиллированной воды в стакан на 150 мл. Оставьте воду на столе, пока вы определяете и записываете массу пустой сухой колбы Эрленмейера (тары) на 50 мл (тары) с точностью до 0.1 мг Измерьте и запишите температуру воды. С помощью пипетки и резиновой груши наберите в эту колбу ровно 10 мл воды и определите массу колбы с водой (брутто) с точностью до 0,1 мг. Получите массу воды путем вычитания (брутто — нетто). Используя приведенное ниже уравнение и данные, приведенные в таблице 1.6, получите объем подаваемой воды и, следовательно, объем вашей пипетки. Плотность объема Обычно плотность выражается в граммах на миллилитр (г / мл) для жидкостей, в граммах на кубический сантиметр (г / см ‘) для твердых веществ и в граммах на литр (г / л) для газов.Повторите эту процедуру в трех экземплярах, то есть введите и определите массу ровно 10 мл воды три раза. ДАЙТЕ ЭТО НЕКОТОРОЙ МЫСЛЬ a. Должна ли масса ваших трех испытаний быть одинаковой? б. Если они не идентичны, означает ли это, что весы не работают должным образом? Объясните ПРИМЕР 1.3. Посредством процедуры, описанной выше, была получена масса 10,0025 г воды, подаваемой одной пипеткой на 10 мл при 22 ° C. Какой объем дозирует пипетка? РЕШЕНИЕ: Из приведенного выше уравнения плотности вы знаете следующее. Вместо массы замените значение 10.0023 г Плотность см. В таблице 1.6. При 22 ° C плотность составляет 0,997770 г / мл. Расчет выглядит следующим образом: 10,002510,0249 мл 0,997770 г / мл Это число необходимо округлить до 10,02, поскольку объем пипетки можно определить только с точностью до +0,02. мл ТАБЛИЦА 1.6 Плотность чистой воды при различных температурах TC) d (г / мл) TC) d (г / мл) 0,999099 0,998943 0,998774 15 16 17 18 19 0,998595 0,998405 0,998203 0,997992 23 24 25 26 27 280,996232 0,997770 0,997538 0,997296 0,997044 0,996783 0 .996512 20 21
Элемент 1 «Основные лабораторные методы» результаты, повторная проверка — это заявление о внутреннем доверии, когда «кроме среднего арифметического (среднего) результата обычно находится среди разделов, это мера воспроизводимости данного набора простейших мер Прецизионность — это среднее отклонение от среднего. Среднее отклонение каждого среднего отклонения измерения рассчитывается путем определения каждого как положительное количественное среднее значение измерений (tity). Пример исследования 1.4; затем, используя свой поток с его средним отклонением, вычислите объем t, доставленный вашей пипеткой на 10 мл. Также рассчитайте индивидуальные отклонения для трех ваших опытов от среднего и укажите средний объем вашей пипетки и усреднение отклонений (обработка собственных экспериментальных результатов, расчетный пример 14 Для калибровки пипетки на 10 мл были получены следующие объемы: 10,15 мл 10,12 мл и 10,00 мл. Рассчитайте среднее значение и среднее отклонение от среднего РЕШЕНИЕ: среднее значение 10.15 + 10,12 + 1000o Отклонения от среднего: I-среднее значение 10,15-10,09 0,06 [10,12-10,09 | -0,03 110,00-10,09 = 0,09 Среднее отклонение от среднего 0,06 + 0,03 + 0,09 6 0,06 Следовательно, указанное значение составляет 10,09 ± 0,06 мл. ДАЙТЕ ЭТО НЕКОТОРОЙ МЫСЛЬ a. Почему это указанное значение включает +/- 0,06? б. Это необходимо для каждого экспериментально зарегистрированного значения? Объяснение E. Измерение плотности антифриза. Определите массу сухой колбы на 50 мл с точностью до 0,1 мг и запишите ее массу. С помощью пипетки отмерьте пробу раствора антифриза 10 мл в колбу на 50 мл, определите массу колбы и ее содержимого и запишите эту массу.Повторите эти измерения еще два раза, чтобы получить представление о точности ваших измерений. Используйте измеренные массу и объем, чтобы рассчитать плотность антифриза для каждого измерения. Используя три значения плотности, рассчитайте среднюю плотность и среднее отклонение от среднего для ваших определений. Утилизируйте антифриз в соответствии с инструкциями. Система охлаждения автомобиля помогает отводить тепло от двигателя, позволяя автомобилю работать при нормальной рабочей температуре.Без системы охлаждения ваш автомобиль скоро перегреется и, в конечном итоге, сломается из-за перегрева различных его частей. Охлаждающая жидкость не только предотвращает перегрев, но и должна работать при низких температурах без замерзания. Чтобы помочь в этом процессе, был изобретен антифриз, который при смешивании с водой в соответствующих количествах может поддерживать нормальную работу двигателя даже в самые холодные зимы. Чтобы правильно сбалансировать уровни антифриза и воды, необходимо рассчитать, сколько концентрированной охлаждающей жидкости имеется в вашей системе охлаждающей жидкости, а затем добавить антифриз или воду по мере необходимости. Чтобы правильно рассчитать концентрацию охлаждающей жидкости в системе охлаждения вашего автомобиля, вам необходимо иметь общее представление о том, как работает весь процесс охлаждения. Помимо требования правильного соотношения воды и антифриза, охлаждающая жидкость должна циркулировать через систему охлаждающей жидкости, чтобы должным образом охладить двигатель. Шаг 1. Основные сведения об антифризе . Основной принцип антифриза заключается в том, что он снижает температуру замерзания и повышает температуру кипения воды внутри радиатора. Антифриз состоит из смеси воды и этиленгликоля или C2h3O2. Шаг 2. Знакомство с системой охлаждения . Помимо антифриза и воды, система охлаждающей жидкости в автомобиле играет большую роль в поддержании оптимальной температуры работы двигателя. Система охлаждения в автомобиле, в частности радиатор, создает среду с высоким давлением, которая повышает точку кипения содержащейся в ней жидкости. Шаг 3: Понимание цикла охлаждающей жидкости .Антифриз и вода не оседают и автоматически охлаждают двигатель автомобиля; смесь проходит цикл, чтобы помочь процессу охлаждения. Когда двигатель достигает определенной температуры, термостат, расположенный в трубе, проходящей между радиатором и двигателем, открывается, впуская в двигатель свежеохлажденную охлаждающую жидкость. В этот момент горячая охлаждающая жидкость из двигателя удаляется. Охлаждающая жидкость поглощает тепло окружающего двигателя перед тем, как вернуться в радиатор, где охлаждающая жидкость из последнего цикла рассеяла свое тепло через змеевики радиатора и теперь снова остыла.Этот процесс продолжается, пока работает двигатель. Необходимый материал Чтобы ваш автомобиль оставался прохладным и в оптимальном рабочем состоянии, вам необходимо проверять уровень охлаждающей жидкости и ее состояние. Помимо добавления охлаждающей жидкости в бачок радиатора, когда он становится низким, вы также должны время от времени промывать систему и доливать новую охлаждающую жидкость. Это связано с тем, что со временем антифриз разрушается и загрязняется мусором из двигателя и радиатора. Шаг 1: Всасывание охлаждающей жидкости . Сначала слейте охлаждающую жидкость в ареометр антифриза через отверстие в напорном бачке радиатора. Это также называется переливным или расширительным баком, и это точка, в которую вы добавляете воду или антифриз в систему. Вы также можете залить охлаждающую жидкость прямо из отверстия радиатора, сняв крышку. Перед этим убедитесь, что автомобиль достаточно остыл. Заполните ареометр, сжимая резиновую грушу с одного конца, пока другой погружается в охлаждающую жидкость. Убедитесь, что ареометр полностью заполнен. Шаг 2: Считайте показания ареометра . Чтобы считать показания ареометра, проверьте количество и цвет плавающих шариков или место, где указывают стрелки на шкале точки замерзания, нанесенной на ареометр. Какой бы тип ареометра вы ни использовали, его цель — показать диапазон температур, при котором охлаждающая жидкость должна работать в вашем автомобиле. Ареометр должен показывать диапазон от 34 градусов по Фаренгейту или ниже до 265 градусов по Фаренгейту или выше. Все, что находится между ними, означает, что систему охлаждающей жидкости необходимо промыть. После того, как вы определили уровень защиты вашего автомобиля, пора определить, сколько антифриза или воды вам нужно добавить. Транспортные средства, такие как легковые автомобили и легкие грузовики, требуют соотношения антифриза и воды 50/50. Это дает охлаждающей жидкости достаточное количество защиты от замерзания и кипения, а также обеспечивает защиту от коррозии, необходимую двигателю и радиатору. Чтобы правильно определить процентное содержание антифриза в воде в радиаторе, выполните следующие действия. Шаг 1. Определите объем охлаждающей жидкости вашего автомобиля . Обычно это от 8 до 18 литров. Руководство по эксплуатации вашего автомобиля должно содержать эту информацию. Шаг 2: Запишите показания ареометра . Вам также потребуются показания ареометра уровня концентрации антифриза в воде в вашем автомобиле. Нормальное значение — от 33 до 50 процентов. Все, что больше или меньше, означает, что вам нужно добавить либо антифриз, либо воду, чтобы довести концентрацию до нормального диапазона. Шаг 3. Умножьте объем охлаждающей жидкости на процентное содержание антифриза в системе охлаждения . Например, если уровень антифриза в вашем автомобиле составляет 25 процентов, а автомобиль вмещает 12 литров охлаждающей жидкости, вы должны умножить 0,25 на 12, чтобы получить количество 3 литров концентрированной охлаждающей жидкости в системе. Шаг 4: Подсчитайте, сколько добавить . Чтобы узнать, сколько вам нужно добавить, умножьте количество охлаждающей жидкости, которое может вместить ваш автомобиль, на процент концентрированной охлаждающей жидкости, который вы хотите получить. Например, если вы хотите, чтобы система охлаждающей жидкости содержала 50 процентов концентрированной охлаждающей жидкости, умножьте 0,50 на 12, чтобы получить количество 6 литров. Шаг 5: Определите сумму, которую нужно добавить . Затем вычтите количество концентрированной охлаждающей жидкости, находящейся в настоящее время в вашей системе охлаждения, из желаемого количества. Используя приведенные выше примеры, вы должны вычесть 3 литра из 6 литров, чтобы получить 3 литра, которые вы хотите добавить к охлаждающей жидкости, находящейся в настоящее время в автомобиле, чтобы довести процентное значение до 50. Если объем концентрированной охлаждающей жидкости слишком велик, замените охлаждающую жидкость водой, чтобы добавить ее в систему, чтобы привести ее в соответствие. Таким образом, вместо добавления 3 литров антифриза с концентрацией 75/25 антифриза от концентрации воды, вы должны добавить 3 литра воды, чтобы уменьшить количество концентрированной охлаждающей жидкости. Чтобы упростить задачу, вы можете использовать онлайн-калькулятор, такой как тот, который можно найти на csgnetwork.com, для расчета количества концентрированной охлаждающей жидкости или воды, которую вам нужно добавить, чтобы ваша охлаждающая жидкость была в пределах допустимого диапазона. Совет : Еще одним фактором при определении необходимости замены охлаждающей жидкости вместо добавления антифриза или воды является состояние охлаждающей жидкости. Пока у вас есть охлаждающая жидкость в ареометре, проверьте его на цвет и наличие мусора. Если охлаждающая жидкость прозрачная или в ней плавают частицы, вероятно, ее необходимо заменить. По большей части вам нужно менять охлаждающую жидкость только каждые два-три года. Предупреждение : Антифриз ядовит для людей и животных.Всегда следите за тем, чтобы утилизировать антифриз или промытую охлаждающую жидкость надлежащим образом. Обеспечение надлежащей концентрации антифриза и воды в системе охлаждающей жидкости вашего автомобиля важно для поддержания нормальной работы автомобиля и защиты двигателя и радиатора от коррозии. Если вам нужна помощь с заливкой охлаждающей жидкости и определением ее состояния, позвоните одному из наших опытных механиков, чтобы долить охлаждающую жидкость и помочь вам определить лучший курс действий. При 50 ° C давлением пара этиленгликоля (EG) можно пренебречь. Таким образом, мы имеем раствор нелетучего растворенного вещества (ЭГ) в летучем растворителе (воде). Если решение идеальное, мы можем использовать закон Рауля : Парциальное давление пара компонента в смеси равно давлению пара чистого компонента, умноженному на его мольную долю в смеси[email protected] = # давление паров чистого компонента Предположим, что у нас есть 100 мл раствора. Затем у нас 52 мл ЭГ и 48 мл воды. Шаг 1. Вычислить моль воды # «Масса H» _2 «O» = 48,0 цвет (красный) (отмена (цвет (черный) («mL H» _2 «O»))) × («0,9880 г H» _2 «O») / ( 1 цвет (красный) (отмена (цвет (черный) («mL H» _2 «O»)))) = «47,42 г H» _2 «O» # # «Моли H» _2 «O» = 47,42 цвет (красный) (отмена (цвет (черный) («g H» _2 «O»))) × («1 моль H» _2 «O») / ( 18.02 цвет (красный) (отмена (цвет (черный) («H» _2 «O»)))) = «2,632 моль H» _2 «O» # Шаг 2. Рассчитайте моль EG # «Масса ЭГ» = 52,0 цвет (красный) (отменить (цвет (черный) («мл ЭГ»))) × «1,115 г ЭГ» / (1 цвет (красный) (отменить (цвет (черный) (« мл ЭГ «)))) =» 57,98 г ЭГ «# # «Родинки EG» = 57,98 цвет (красный) (отменить (цвет (черный) («g EG»))) × «1 моль EG» / (62,07 цвет (красный) (отменить (цвет (черный) (» г ЭГ «)))) =» 0,9341 моль ЭГ «# Шаг 3. Вычислить мольную долю воды Пусть вода будет составляющей 1 , а EG будет составляющей 2 [email protected] = «(0,6624 × 92) Торр = 61 Торр» # В этой статье мы исследуем химическую основу того, как антифриз
(этиленгликоль) снижает температуру замерзания воды. Мы также
обсудить количество антифриза, необходимого для защиты вашего автомобиля до -40˚C
с помощью некоторых фундаментальных химических расчетов. Если вы не
заинтересованы в расчетах, просто перейдите в самый конец этой статьи, чтобы
увидеть правильный процент антифриза по сравнению с водой (это не просто
50/50 !!). ΔT (замораживание) = K (замораживание) x m (растворенное вещество) Отлично, как это мне поможет? Что ж, если учесть, что мы знаем температуру, при которой мы хотим
антифриз для защиты воды, и мы знаем криоскопическую постоянную воды,
мы можем рассчитать моляльность (концентрацию) этиленгликоля / воды
требуется решение.С помощью моляльности мы можем рассчитать точный объем
необходимого количества антифриза: по объему, массе или процентному содержанию. Удобный
Хм? Изменение приведенного выше уравнения для определения моляльности антифриза
требуется: Теперь представьте, что мы хотим защитить 4 литра воды (извините
имперские народы, наука метрическая 😎 Зная, что молярность этиленгликоля должна быть 21.5 моль / кг растворителя,
мы можем рассчитать необходимое количество молей этиленгликоля: Хорошо, теперь, когда у нас есть количество молей антифриза, мы можем вычислить
масса необходимого антифриза. Теперь, когда у нас есть требуемая масса этиленгликоля, мы можем вычислить
надлежащая % смесь по массе : Предполагая, что плотность этиленгликоля составляет 1,114 г / мл, мы можем вычислить
объем антифриза, необходимый для защиты воды до -40˚C Зная необходимый объем этиленгликоля, мы можем рассчитать
% смесь по объему : Итак, подведем итоги.. для защиты 4 л воды до -40˚C
требуется 4,72 л антифриза (этиленгликоль). Поставить другой
Кстати, если вы смешиваете антифриз в процентном соотношении, вы должны использовать примерно 50% воды, 50%
антифриз! Разве химия не прекрасна !? Использование жидкостей для передачи тепла является важным методом охлаждения во многих отраслях промышленности. Выбор лучшего теплоносителя для системы охлаждения включает рассмотрение факторов производительности, совместимости и технического обслуживания.Вода обладает превосходными свойствами теплопередачи, что делает ее своего рода стандартом для сравнения с другими охлаждающими жидкостями. Среди теплоносителей вода имеет превосходные свойства во многих отношениях, с высокой удельной теплоемкостью около 4200 Дж / кг · К, низкой вязкостью и отсутствием температуры вспышки. С другой стороны, он имеет относительно узкий диапазон действия, поскольку температура жидкости делает обычную воду восприимчивой к замерзанию или кипению. Качество уличной (водопроводной) воды зависит от ее хранения, доставки и конечного источника (грунтовые воды или поверхностные воды).Он может содержать коррозионные примеси, такие как хлорид, щелочные карбонатные соли или взвешенные твердые частицы. Для систем охлаждения с рециркуляционным потоком воды в систему можно заправлять уже фильтрованную или очищенную воду. В то время как некоторых примесей следует избегать из-за потенциального коррозионного воздействия, полностью чистая вода жаждет ионов и считается агрессивным растворителем. Загрязненная вода также является электролитическим мостиком, способствующим гальванической коррозии, если в системе присутствуют разнородные металлы. Вода как охлаждающая жидкость в системе рециркуляции также подвержена биологическому загрязнению. Вероятность образования водорослей, бактерий или грибков зависит от воздействия на систему света и тепла и наличия питательных веществ в смачиваемых компонентах. Образовавшаяся слизь или биопленка могут препятствовать теплопередаче между жидкостью и смачиваемыми поверхностями. Следует учитывать достаточную концентрацию присадки. Например, гликоль в качестве добавки обычно используется в качестве средства контроля против биологического роста, но при концентрациях менее 20% эффективность ограничена; фактически, менее 1% пропиленгликоль и этиленгликоль действуют как питательные вещества для бактерий. Пригодность жидкости для работы в диапазоне рабочих температур имеет первостепенное значение. Это должно включать рассмотрение фазовых переходов жидкости (кипение и замерзание), химическое разрушение химического состава жидкости и уменьшение смазывающих свойств и свойств теплопередачи.Замерзание жидкости приведет к уменьшению теплопередачи на поверхности, в то время как кипение опасно для систем, не предназначенных для выдерживания избыточного давления в резервуаре для жидкости. Взрыв кипящей жидкости при расширении пара (BLEVE) является потенциально опасным явлением, которое может произойти в случае внезапного разрыва защитной оболочки, даже если рабочие условия по расчетной температуре и давлению должны удерживать жидкость в жидком состоянии. Также следует учитывать температуры воспламенения летучих жидкостей. Большинство жидкостей можно оценить на предмет температурной совместимости с доступными печатными спецификациями, а также с другими материалами, необходимыми для определения ситуаций, связанных с другим давлением или необычной рабочей средой.В тех случаях, когда конкретная комбинация жидкостей подбирается для использования пользователем, например, комбинации вода / гликоль, от пользователя обычно требуется небольшое количество прямых тестовых работ, учитывая доступность данных от производителей. , в частности нержавеющая сталь серии 300 (аустенитная нержавеющая сталь), инертна почти ко всем теплоносителям из-за природы пассивирующего слоя оксида хрома (III), покрывающего поверхности таких сталей.При использовании деионизированной воды нержавеющая сталь и никель считаются подходящими для влажных поверхностей. Хотя нержавеющая сталь в большинстве случаев отлично подходит для защиты от коррозии, ее использование влечет за собой довольно низкую теплопроводность по сравнению с другими металлами, такими как алюминий или медь. Алюминий и его сплавы обладают хорошей теплопроводностью в диапазоне 160-210 Вт / мК. Однако алюминий склонен к коррозии или точечной коррозии из-за примесей в неочищенной воде.Даже с раствором гликоля в дистиллированной воде как EG, так и PG образуют кислые соединения при окислении. Это может вызвать коррозию влажных поверхностей и образование побочных продуктов органических кислот. Способы предотвращения включают добавление в жидкость ингибиторов коррозии или нанесение поверхностной обработки на смачиваемые поверхности, например анодирование алюминия. Медь и медно-никелевые сплавы обладают хорошей устойчивостью к коррозии и естественной устойчивостью к биологическому росту. Как и в случае с алюминием, следует использовать ингибиторы коррозии, чтобы избежать кислотной коррозии. Смачиваемые поверхности насоса, включая уплотнения, должны быть совместимы как с жидкостью, так и с ожидаемыми условиями эксплуатации. Гальваническая коррозия в системах с использованием различных металлов, контактирующих со средой, может создать дополнительные проблемы. Охлаждение трансформатора большой мощности предъявляет особые требования к электропроводности охлаждающих жидкостей, которые не могут способствовать возникновению дуги от высокого напряжения к земле или другим поверхностям. Аналогичные требования к низкой электропроводности жидкости обусловлены напряжениями в десятки киловольт в таких приложениях, как охлаждение рентгеновской трубки.Прямое иммерсионное охлаждение электроники для работы или строгого контроля температуры в целях тестирования, очевидно, требует низкой электропроводности. Для этих целей используются диэлектрические жидкости, такие как XG Galden или Fluorinert, с диэлектрической прочностью в десятки киловольт на 1/10 дюйма. Можно использовать воду высокой степени очистки, хотя первоначальное удельное сопротивление воды может изменяться с течением времени без постоянных усилий по техническому обслуживанию. Минеральные масла или углеводороды, такие как гексан или гептан, могут использоваться, но воспламеняемость может быть проблемой. Эти органические жидкости часто имеют более высокую вязкость, чем вода, поэтому полезно получить данные поставщика для характеристик потока и давления потенциального насоса при работе с желаемой вязкостью жидкости. Жидкость с низкой электропроводностью может накапливать статический заряд в результате электризации потока. Считается, что этому эффекту подвержено удельное сопротивление 2 × 1011 Ом · см или больше (50 пСм / м или меньше). Для сравнения, деионизированная вода имеет более низкое удельное сопротивление, чем это.Чтобы избежать накопления статического электричества, необходим заземленный шланг или металлический трубопровод. В антистатическом шланге могут использоваться проводящие добавки к полимерному материалу, или он может иметь провод, намотанный через трубу, с заземляющими соединениями через определенные промежутки времени. Деионизированная вода имеет очень низкий уровень минеральных ионов, способствующих электропроводности воды. Производство деионизированной воды высочайшей чистоты включает использование слоя смешанных ионообменных смол для удаления минеральных катионов и анионов из воды и замены их ионами водорода и гидроксида. Даже при соблюдении мер предосторожности, обеспечивающих пассивирование смачиваемых поверхностей через контур охлаждающей жидкости, со временем в воде будут развиваться ионные примеси. Природа воды — поглощать ионы из минералов, с которыми она контактирует, а деионизированная вода, не содержащая ионов, жаждет их и агрессивно поглощает их с контактных поверхностей. Чтобы сохранить первоначальные диэлектрические свойства воды, ее необходимо постоянно пропускать через слои смолы. Эти грядки будут постепенно терять свою эффективность, и придется проводить регенерацию грядки, если грядку не нужно периодически заменять.Для регенерации смешанных слоев требуются сложные системы, и для этого требуются различные регенерирующие агенты для анионных и катионных смол. Масла, ил или металлические частицы (либо от операций механической обработки, либо осадки в результате химического воздействия, такого как загрязнение железом) также уменьшают срок службы слоя смолы. Существует ряд различных теплофизических свойств, которые можно использовать для оценки тепловых характеристик жидкости, включая теплопроводность, удельную теплоемкость, плотность и вязкость.Конечная цель максимизации этих свойств — улучшить теплопередачу между жидкостью и поверхностями теплообмена, с которыми она контактирует. Непосредственная оценка коэффициента теплопередачи в этих случаях требует использования корреляций, разработанных для расчета коэффициента для различных конкретных геометрических условий. В этих соотношениях два безразмерных параметра зависят от свойств жидкости. Число Рэлея связано с потоком, управляемым плавучестью, также известным как свободная конвекция или естественная конвекция.Число Прандтля — это отношение коэффициента диффузии по импульсу к коэффициенту температуропроводности. Они определяются следующими уравнениями: Число Рэлея (например, для вертикальной конвекции стен) Число Прандтля Корреляция теплопередачи имеет тенденцию к некоторой форме: Значение C — это эмпирически определенная корреляция, где число Рэлея занимает позицию в положительном числителе в корреляции, в то время как число Прандтля имеет тенденцию занимать обратную позицию в знаменателе; таким образом, оба имеют положительный вклад в теплопередачу.Однако теплопроводность занимает позицию в числителе с прямой положительной зависимостью первого порядка от коэффициента теплопередачи. Определение положительного или отрицательного воздействия использования конкретной жидкости в приложении может быть обременительным, поскольку рассматриваются несколько видов и ориентаций конвективных поверхностей теплопередачи. Если не считать полного термического анализа, менее строгий подход, включающий показатель качества, такой как число Муромцеффа, может дать более простую основу для сравнения жидкостей с учетом некоторых или всех физических свойств, упомянутых ранее. Число Муромцева образует: Значения a, b, d и e представляют собой положительные значения, специфичные для типа приложения. В целом, из числа Муромстеффа, а также из полного анализа различных корреляций для коэффициентов конвективной теплопередачи между жидкостью и твердыми поверхностями видно, что теплопроводность, плотность и удельная теплоемкость положительно влияют на рабочие характеристики теплоноситель, а вязкость — отрицательный фактор. К отрицательному эффекту увеличения вязкости при теплопередаче добавляется влияние на производительность насоса жидкостей различной вязкости, так как скорость жидкости будет иметь значительное положительное влияние на коэффициент теплопередачи. У насосов также есть графики зависимости расхода от давления, чтобы показать ожидаемую производительность с различными типами жидкостей и смесями, которые могут создавать отклонения от поставляемых кривых. Работа при различных температурах также повлияет на вязкость жидкости, что окажет дополнительное влияние на скорость потока.Скорость или расход жидкости важны для понимания ожидаемых характеристик системы. Теплообменники и холодные пластины часто рассчитаны на определенный расход определенного типа жидкости. Отклонение от жидкости, используемой для построения диаграмм прогнозируемых характеристик, приведет к изменению чисел. Конечно, объемный поток жидкости должен быть достаточным для удовлетворения требований к отводу тепла, как ожидается, исходя из удельной теплоемкости жидкости и допустимого повышения температуры: Согласно часто используемому уравнению Дарси-Вейсбаха, с корреляциями для коэффициента трения fD, доступного для различных условий потока и поверхностей труб и шлангов.Коэффициент трения обычно принимает форму, зависящую от числа Рейнольдса, так что вязкость жидкости имеет положительную связь с коэффициентом трения. Если система предназначена для работы с насосом, производительность которого чувствительна к противодавлению системы, вязкость предполагаемой жидкости может иметь значение. Водопроводная вода, очевидно, является самым дешевым вариантом, а очищенная охлаждающая вода будет дороже в зависимости от типа и требуемого уровня чистоты. Стоит отметить затраты на техническое обслуживание, связанные с определенным типом охлаждающей жидкости. Это будет включать фильтрацию, ионизационные слои, катодную защиту и долив испарившейся или вытекшей жидкости. Утилизация — еще один фактор — водопроводную или очищенную воду обычно можно утилизировать в обычную канализацию, но для воды, смешанной со спиртами или другими органическими веществами, и любой органической жидкости обычно требуются другие методы. Растворы охлаждающей жидкости, которые требуют периодической промывки и перезарядки в течение срока их службы, а также растворы, с которыми необходимо обращаться в конце срока службы системы, могут иметь затраты на утилизацию, которые превышают первоначальную стоимость охлаждающей жидкости. Со временем можно ожидать снижения уровня жидкости в недостаточно замкнутой системе (утечки в швах или уплотнениях). Добавление смеси воды и охлаждающей жидкости для пополнения уровней жидкости должно включать специально контролируемые концентрации охлаждающей жидкости, чтобы соответствовать существующей жидкости системы. Однако со временем гликоли могут распадаться на органические кислоты — измерение pH жидкости в системе и проверка на твердые и биологические загрязнения могут быть индикатором того, что требуется замена охлаждающего раствора. Удельная теплоемкость Плотность Существует множество типов охлаждающих жидкостей, удовлетворяющих требованиям применения. Выбор подходящей охлаждающей жидкости для области применения требует понимания характеристик и теплофизических свойств жидкости, включая характеристики, совместимость и факторы технического обслуживания.
Точки кипения Растворы этиленгликоля
Температура кипения Раствор этиленгликоля
(% по объему) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Температура ( o F) 212 214 216 220 220 225 232 245 260 288 386 ( o C) 100 101.1 102,2 104,4 104,4 107,2 111,1 118 127 142 197 Требуется увеличение потока для раствора 50% этиленгликоля
Температура жидкости Увеличение потока
(%) ( o F) ( o C) 40 4.4 22 100 37,8 16 140 60,0 15 180 82,2 14 220 104,4 14 Коррекция перепада давления и комбинированная поправка перепада давления и объемного расхода для 50% раствора этиленгликоля
Температура жидкости Коррекция падения давления при равных скоростях потока
(%) Комбинированная коррекция падения давления и расхода
(%) ( o F) ( o C) 4 0 4.4 45 114 100 37,8 10 49 140 60,0 0 32 180 82,2 -6 23 220 104,4 -10 18 Охлаждающая жидкость — обзор | Темы ScienceDirect
12.3.2 Двигатели с низким тепловыделением
Измерение плотности антифриза Температура
Как рассчитать концентрацию охлаждающей жидкости в автомобиле
Часть 1 из 3: Как работает ваша система охлаждения
Часть 2 из 3: Проверка уровня охлаждающей жидкости
Часть 3 из 3: Расчет надлежащего соотношения воды и антифриза
Как рассчитать давление пара при 50 ° C раствора охлаждающей жидкости, которое составляет 52,0: 48,0 отношения этиленгликоля к воде по объему? При 50,0 ° C плотность воды составляет 0,9880 г / мл, а давление пара 92 торр.
www.TechGuys.ca | Как смешивать антифриз
Общие типы охлаждающей жидкости и их использование в системах жидкостного охлаждения
Введение
Чистота воды
Есть несколько сложных и взаимосвязанных факторов при выборе различных типов воды и воды / смесей, а также некоторые императивы конструкции, которые вызывают потребность в других теплоносителях. Рассмотрим сравнение пропиленгликоля (PG) с этиленгликолем (EG). Пропиленгликоль намного менее токсичен, чем этиленгликоль, что упрощает обращение и утилизацию, чем этиленгликоль. Он также имеет более высокую удельную теплоемкость, чем этиленгликоль. Однако его теплопроводность ниже, а вязкость выше, чем у этиленгликоля, что приводит к лучшим общим характеристикам EG по сравнению с PG.В большинстве случаев используется смесь гликоля и воды с более низкой концентрацией гликоля из-за более высоких характеристик воды по сравнению с любым типом гликоля. EG требует более низких концентраций, чем PG для эквивалентного понижения точки замерзания, повышения температуры кипения и понижения температуры взрыва. Совместимость с рабочими температурами
Совместимость материалов
Нержавеющая сталь Диэлектрические свойства
Деионизированная вода
Производительность
Анализ затрат
Жидкость
Теплопроводность (Вт / мК)
(Дж / кг · К) Вязкость
(сП)
(кг / м 3 )
Стоимость Температура кипения
(° C) Температура замерзания
(° C) Вода
0,58
4181
1,00
1000
$
100
0
50-50 Вода / этиленгликоль
0.402
3283
2,51
1082
$$
107
-37
50-50 Вода / пропиленгликоль
0,357
3559
5,20
1041
$$
106
-45
Динален HC-30
0,519
3100
3,70
1275
$$$
112
-40
Galden HT200
0.065
963
4,30
1790
$$$
200
-85 *
Флюоринерт FC-72
0,057
1100
0,64
1680
$$$
56
-90 *
Заключение