Теплофизические свойства водного раствора пропиленгликоля, концентрация и температура замерзания, теплопроводность и теплоемкость, кинематическая и динамическая вязкость
Вода, как теплоноситель, обладает идеальными свойствами — высокой теплоемкостью и теплопроводностью, практически нулевой вязкостью, незначительным тепловым расширением, практически неограниченными природными ресурсами и низкой стоимостью, абсолютной экологической безопасностью. И единственным непреодолимым недостатком — низкой (нулевой) температурой замерзания и при этом замерзая еще расширяется, образуя очень прочную кристаллическую решетку, давление которой не способна выдержать ни одна инженерная система, ни один природный материал.
Производства пищевых продуктов и фармпроизводства, системы промышленного кондиционирования и автономного отопления зданий требуют поддержания в помещениях заданной температуры, что невозможно обеспечить без применения незамерзающих (низкозамерзающих) жидкостей — антифризов, хладагентов, теплоносителей.
В качестве незамерзающей жидкости в последние годы широко применяются водные растворы гликолей — этиленгликоля и пропиленгликоля. Поподробнее рассмотрим теплофизические свойства и характеристики водного раствора пропиленгликоля. Водный раствор пропиленгликоля обладает:
- 1) Более высокой плотностью по сравнению с водой как теплоносителем, на 5%-8% и плотность раствора повышается с увеличением концентрации пропиленгликоля.
- 2) Теплоемкость и теплопроводность уменьшаются ( по сравнению с водой) в пределах до 20% с ростом концентрации пропиленгликоля и снижением рабочей температуры в минусовой зоне.
- 3) Кинематическая и динамическая вязкость выше чем у воды 4-5 раза в зоне положительных температур и возрастают в 10-15 раз при повышении концентрации до практических предельных 55% и соответственно понижении температуры кристаллизации до минус -40 °C.
Повышенная вязкость водного раствора пропиленгликоля в зоне отрицательных рабочих температур приводит к значительному возрастании гидравлических потерь на трение в трубопроводах и на преодоление гидравлических сопротивлений во всех узлах системы охлаждения и промышленного кондиционирования ( см.
Все эти факторы, как следствие, приведут к особым. исключительным ситуациям (условиям) при эксплуатации инженерных систем в различных климатических условиях. И их следует учесть при проектировании и эксплуатации систем отопления и промышленного кондиционирования.
Табл. 1. Теплофизические свойства 25% водного раствора пропиленгликоля, температура кристаллизации минус — 10°C
| Температура раствора, t°C | Плотность, кг/м**3 | Теплоемкость, Ср, кДж/(кг*К) | Теплопроводность, Вт/(м*К) | Динамическая вязкость, *10-3[Н*с/м**2] | Кинематическая вязкость, *10-6[(м**2/с] |
| -10°C | 1032 | 3,93 | 0,466 | 10,22 | 9,9 |
| 0°C | 1030 | 3,95 | 0,470 | 6,18 | 6,0 |
| 20°C | 1024 | 3,98 | 0,478 | 2,86 | 2,8 |
| 40°C | 1016 | 4,00 | 0,491 | 1,42 | 1,4 |
| 60°C | 1003 | 4,03 | 0,505 | 0,903 | 0,9 |
| 80°C | 986 | 4,05 | 0,519 | 0,671 | 0,68 |
| 100°C | 979 | 4,08 | 0,533 | 0,509 | 0,52 |
Табл.
2. Теплофизические свойства 37% водного раствора пропиленгликоля, температура кристаллизации минус — 20°C
| Температура раствора, t°C | Плотность, кг/м**3 | Теплоемкость, Ср, кДж/(кг*К) | Теплопроводность, Вт/(м*К) | Динамическая вязкость, *10-3[Н*с/м**2] | Кинематическая вязкость, *10-6[(м**2/с] |
| -20°C | 1050 | 3,68 | 0,420 | 47,25 | 45 |
| 0°C | 1045 | 3,72 | 0,425 | 12,54 | 12 |
| 20°C | 1036 | 3,77 | 0,429 | 4,56 | 4,4 |
| 40°C | 1025 | 3,82 | 0,433 | 2,26 | 2,2 |
| 60°C | 1012 | 3,88 | 0,437 | 1,32 | 1,3 |
| 80°C | 997 | 3,94 | 0,441 | 0,897 | 0,9 |
| 100°C | 982 | 4,00 | 0,445 | 0,687 | 0,7 |
Табл.
3. Теплофизические свойства 45% водного раствора пропиленгликоля, температура кристаллизации минус — 30°C
| Температура раствора, t°C | Плотность, кг/м**3 | Теплоемкость, Ср, кДж/(кг*К) | Теплопроводность, Вт/(м*К) | Динамическая вязкость, *10-3[Н*с/м**2] | Кинематическая вязкость, *10-6[(м**2/с] |
| -30°C | 1066 | 3,45 | 0,397 | 160 | 150 |
| -20°C | 1062 | 3,49 | 0,396 | 74,3 | 70 |
| -10°C | 1058 | 3,52 | 0,395 | 31,74 | 30 |
| 0°C | 1054 | 3,56 | 0,395 | 18,97 | 18 |
| 20°C | 1044 | 3,62 | 0,394 | 6,264 | 6 |
| 40°C | 1033 | 3,69 | 0,393 | 2,978 | 2,9 |
| 60°C | 1015 | 3,76 | 0,392 | 1,624 | 1,6 |
| 80°C | 999 | 3,82 | 0,391 | 1,10 | 1,1 |
| 100°C | 984 | 3,89 | 0,390 | 0,807 | 0,82 |
Вернуться в начало ОБЗОРА >>
Мы за взаимовыгодное сотрудничество
Теплофизические свойства водного раствора пропиленгликоля
Пропиленгликоль — бесцветная вязкая жидкость со слабым характерным запахом, сладковатым вкусом, обладающая гигроскопическими свойствами.
Важнейшим теплофизическим параметром водного раствора пропиленгликоля является зависимость температуры замерзания (кристаллизации) раствора от его концентрации. Эта зависимость носит нелинейный характер и температура замерзания водного раствора пропиленгликоля достигает своего практического минимума в -58°C при концентрации 70%, затем при дальнейшем повышении концентрации до 98% температура замерзания остается практически постоянной в -60°C. Концентрация, количество пропиленгликоля, содержащегося в теплоносителе, формирует в основном и цену самого теплоносителя. В связи с этим не целесообразно и экономически не выгодно применение водных растворов пропиленгликоля с концентрацией выше 70%.
|
Объемная доля в смеси, % |
Минимальная рабочая температура (замерзания), °C |
Температура °C |
Плотность кг/м3 |
Теплоемкость Cp, кДж/(кг*К) |
Теплопроводность, Вт/(м*К) |
Динамическая вязкость, 10-3 (Н*с/м2) |
Кинематическая вязкость, 10-6(м2/с)=мм2/с=cSt |
|
25 |
-10 |
-10 |
1032 |
3,93 |
0,466 |
10,22 |
9,9 |
|
0 |
1030 |
3,95 |
0,470 |
6,18 |
6,0 |
||
|
20 |
1024 |
3,98 |
0,478 |
2,86 |
2,8 |
||
|
40 |
1016 |
4,00 |
0,491 |
1,42 |
1,4 |
||
|
60 |
1003 |
4,03 |
0,505 |
0,903 |
0,9 |
||
|
80 |
986 |
4,05 |
0,519 |
0,671 |
0,68 |
||
|
100 |
979 |
4,08 |
0,533 |
0,509 |
0,52 |
||
|
38 |
-20 |
-20 |
1050 |
3,68 |
0,420 |
47,25 |
45 |
|
0 |
1045 |
3,72 |
0,425 |
12,54 |
12 |
||
|
20 |
1036 |
3,77 |
0,429 |
4,56 |
4,4 |
||
|
40 |
1025 |
3,82 |
0,433 |
2,26 |
|
||
|
60 |
1012 |
3,88 |
0,437 |
1,32 |
1,3 |
||
|
80 |
997 |
3,94 |
0,441 |
0,897 |
0,9 |
||
|
100 |
982 |
4,00 |
0,445 |
0,687 |
0,7 |
||
|
47 |
-30 |
-30 |
1066 |
3,45 |
0,397 |
160 |
150 |
|
-20 |
1062 |
3,49 |
0,396 |
74,3 |
70 |
||
|
-10 |
1058 |
3,52 |
0,395 |
31,74 |
30 |
||
|
0 |
1054 |
3,56 |
0,395 |
18,97 |
18 |
||
|
20 |
1044 |
3,62 |
0,394 |
6,264 |
6 |
||
|
40 |
1030 |
3,69 |
0,393 |
2,978 |
2,9 |
||
|
60 |
1015 |
3,76 |
0,392 |
1,624 |
1,6 |
||
|
80 |
999 |
3,82 |
0,391 |
1,10 |
1,1 |
||
|
100 |
984 |
3,89 |
0,390 |
0,807 |
0,82 |
Почему гликоль используется в системах теплопередачи? – Go Glycol Pros
Почему гликоль используется в системах теплопередачи?
В свойствах воды и льда существует неравномерность.
Оказывается, при температуре 39,16 градусов по Фаренгейту вода достигает наибольшей плотности, даже большей, чем плотность ее твердой формы, льда. Следовательно, это вызывает проблему, когда речь идет об использовании воды для переноса тепла или охлаждения вокруг наших зданий, чтобы обеспечить контроль температуры и комфорт для жителей здания.
Например, как защитить трубопроводы и другое оборудование в системе водяного отопления от разрыва в случае выхода из строя теплогенераторов и температуры воды в системе, приближающейся к нулю?
Ответ: Мы снижаем температуру замерзания воды в нашей системе, добавляя определенное количество гликоля.
Типы гликоля
В мире гидравлики используются два типа гликоля: пропиленгликоль и этиленгликоль. Какая разница между двумя?
Необходимо учитывать два основных фактора; во-первых, этиленгликоль является более токсичным веществом, чем пропиленгликоль, и может нанести вред при попадании внутрь. Мы избегаем его использования в системах отопления, где возможно воздействие жидкости системы или существует вероятность того, что гликоль загрязнит питьевую воду.
Только в строго регулируемых промышленных условиях мы видим, что этиленгликоль используется в современном мире.
Пропиленгликоль, с другой стороны, был одобрен FDA как безопасный. Из-за низкой пероральной токсичности он обычно используется в упакованных пищевых продуктах, лекарствах и косметических продуктах.
Так почему бы не использовать пропиленгликоль каждый раз? Ответ: теплопередача.
Оказывается, преимущества более низкой температуры замерзания, которые мы получаем от гликоля, имеют свою цену, и эта цена заключается в более низкой способности передавать тепло. Часто используемое в мире гидроники уравнение для расчета общей теплопередачи на основе скорости потока, с которым движется вода, и разности температур, которую мы планируем для наших змеевиков, часто выражается как:
BTUH = GPM * dT * 500
Что часто упускается из виду, так это тот факт, что это уравнение представляет общую теплопередачу только тогда, когда нашей жидкостью является чистая вода.
Когда мы вводим гликоль, мы должны учитывать значительную разницу в удельной теплоемкости смеси гликолей по сравнению с чистой водой.
Например, пропиленгликоль при концентрации 40% в смеси с водой дает удельную теплоемкость 0,895. Это снижение в конечном счете снижает общий объем теплопередачи, которого мы можем достичь при одинаковых скоростях потока и дельтах температуры по сравнению со 100% водой.
Однако растворы этиленгликоля не так сильно влияют на удельную теплоемкость, как растворы пропиленгликоля, и, следовательно, обеспечивают лучшую теплопередачу при том же процентном соотношении смеси (концентрации гликоля).
Ниже приведена скорректированная формула для общей теплопередачи с учетом того, что раствор состоит не из чистой воды, а вместо этого включает гликоль:
BTUH = GPM * dT * 500 * Удельная теплоемкость * Удельный вес
Замерзание и Взрыв
Это может показаться запутанным, но это две разные вещи, когда мы говорим о гидронике.
Защита от замерзания относится к полному устранению фазового перехода в твердую форму при определенной температуре; в этом сценарии жидкость в системе всегда будет оставаться в жидкой форме вплоть до наихудшего температурного сценария, определенного группой разработчиков.
Сравните это с защитой от разрыва, которая позволяет части жидкости в системе достичь фазового перехода и создать консистенцию слякоти в трубопроводе, но предотвращает полное замерзание, которое в конечном итоге может привести к разрыву труб.
Если система, содержащая гликоль, действительно дает утечку, краситель, добавляемый в раствор в процессе производства, помогает определить место утечки.
Какая концентрация вам нужна?
Концентрация зависит от типа используемого гликоля, минимальной ожидаемой температуры окружающей среды и от того, требуется ли вам защита от замерзания или защита от взрыва. Нажмите здесь, чтобы узнать больше о расчете требуемой концентрации гликоля, или свяжитесь с нами сегодня!
Go Glycol Pros является дистрибьютором теплоносителя DOW® более 20 лет.
Мы продаем гликоль онлайн без каких-либо учетных записей или минимального заказа. Антифриз DOW высокой чистоты, доступный в емкостях на 275 галлонов, бочках на 55 галлонов или ведрах на 5 галлонов, предварительно смешивается с деионизированной водой (деионизированной водой) на нашем собственном предприятии и отправляется всего за один рабочий день. Наши ингибированные гликоли включают: пропиленгликоль DOWFROST HD, пропиленгликоль DOWFROST для пищевых продуктов и этиленгликоль DOWTHERM SR-1.
Ознакомьтесь с другими полезными советами и рекомендациями на сайте goglycolpros.com. Наши опытные эксперты по гликолю готовы помочь вам с вашим последним проектом гидронного отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха.
View Dow этиленгликол, пропиленгликол и пищевой степени пропиленгликол
Зарегистрируйтесь, чтобы получить советы и советы по теплообмену от Go Glycol Pros
. Отказ: GLYCOL Pross and It’s Affilies не могут быть не могут быть не могут быть не могут быть не могут быть не могут быть не могут быть не могут быть не могут быть не могут быть не могут быть не могут быть не могут быть не могут быть в атаке.
ответственность за проблемы, вызванные использованием информации на этой странице. Хотя эта информация основана на многолетнем опыте и может быть ценным инструментом, она может не учитывать особые обстоятельства в вашей системе, и поэтому мы не можем нести ответственность за действия, которые являются результатом этой информации. Пожалуйста, не стесняйтесь обращаться к нам, если у вас есть какие-либо вопросы.
← Предыдущий пост Следующее сообщение →
ГНС-МС
| A1 | А2 | В1 | В2 | С1 | С2 | С3 | D1 | Д2 | Д3 | Е1 | Е2 | Е3 |
| 0 | Р | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | НИ | Д | 0 |
A1: биоаккумуляция
| Рейтинг | Описание |
| 0 | Нет способности к биоаккумуляции |
А1а:
| Рейтинг | Описание | Критерии [мг/л] |
| 0 | Нет способности к биоаккумуляции | Лог Коу |
A1b:
| Рейтинг | Описание |
| НИ | Нет информации |
A2: Биодеградация
| Рейтинг | Описание |
| Р | Легко биоразлагаемый |
B1: Острая водная токсичность
| Рейтинг | Описание | Критерии [мг/л] |
| 0 | Нетоксичный | 50 : Наименьшая медианная летальная концентрация EC 50 : Половина максимальной эффективной концентрации IC 50 : Половина максимальной ингибирующей концентрации’>LC/EC/IC 50 > 1000 |
B2: Хроническая водная токсичность
| Рейтинг | Описание | Критерии [мг/л] |
| 0 | Незначительная | КНЭ > 1 |
C1: Острая оральная токсичность
| Рейтинг | Описание | Критерии [мг/кг] |
| 0 | Незначительный | АОТЭ > 2000 |
C2: Острая кожная токсичность (контакт с кожей)
| Рейтинг | Описание | Критерии [мг/кг] |
| 0 | Незначительная | АДТЭ > 2000 |
C3: Острая ингаляционная токсичность
| Рейтинг | Описание | Критерии [мг/л] (выдержка 4 часа) |
| 0 | Незначительный | АИТЭ > 20 |
D1: Раздражение или коррозия кожи
| Рейтинг | Описание | Знак |
| 0 | Не раздражает | Клинических признаков нет и/ |
D2: раздражение глаз
| Рейтинг | Описание | Знак |
| 0 | Не раздражает | Отсутствие клинических признаков и/ |
D3: Долгосрочные последствия для здоровья
| Обозначение | Конечная точка опасности | Описание | Категория СГС |
| Нет информации |
E1: окрашивание морепродуктов
| Рейтинг | Описание |
| НИ | Нет информации |
E2: Поведение химических веществ в морской среде
| Рейтинг | Описание |
| Д | Растворяется |
E3: Препятствие использованию прибрежных удобств
| Рейтинг | Помехи | Описание | Интерпретация | Предупреждение |
| 0 | Нет | 1 не поплавок; и 2 не представляет какой-либо известной опасности для здоровья | 1 E2 не является F или Fp; и 2. |