Удельная теплоемкость антифриза: Теплоемкость воды и антифриза — ООО «ЯРГЕО»

Содержание

АНТИФРИЗЫ на основе этилен- и пропиленгликолей и ВОДА. Растворы этиленгликоля. Растворы пропиленгликоля. Температуры замерзания. Вязкости. Плотности. Теплоемкости

АНТИФРИЗЫ на основе этилен- и пропиленгликолей и ВОДА. Растворы этиленгликоля. Растворы пропиленгликоля. Температуры замерзания. Вязкости. Плотности. Теплоемкости.

Антифризы это - жидкости, применяемые для охлаждения двигателей внутреннего сгорания, радиоэлектронной аппаратуры, промышленных теплообменников и других установок, работающих при температурах ниже 0°С. Основные требования к антифризам: низкая температура замерзания, высокие теплоемкость и теплопроводность, небольшая вязкость при низких температурах, малая вспениваемость, высокие температуры кипения и воспламенения. Кроме того, антифризы не должны вызывать разрушения конструкционных материалов, из которых изготовлены детали систем охлаждения.

Наиболее распространены антифризы на основе водных растворов этиленгликоля и пропиленгликоля (см.ниже). Однако такие растворы вызывают значительную коррозию металлов, поэтому в них добавляют ингибиторы коррозии - Na2HPO4, Na2

MoO4, Na2B4O7, KNO3, декстрин, бензоат К, меркаптобензотиазол и другие. В ряде случаев, в качестве антифризов используют водные растворы солей; наиболее широко распространен раствор СаСl2. Недостатки таких антифризов – исключительно высокая коррозионная активность и кристаллизация солей при испарении воды.

СВОЙСТВА АНТИФРИЗОВ НА ОСНОВЕ ВОДНЫХ РАСТВОРОВ СОЛЕЙ (справочная таблица для интереса, такие антифризы практически вышли из употребления)
Соль Содержание соли, % по массе Температура замерзания, °С
NH4Cl 18,7 -15,8
NaCl 22,4 -21,2
MgCI2*6H2O 20,6 -33,6
CaCl2*6H2O 29,9 -55,0
К2С03*1,5Н20 39,9 -16,5

ЭТИЛЕНГЛИКОЛЬ (1,2-этандиол) НОСН2СН2ОН, бесцветная вязкая гигроскопичная жидкость без запаха, сладковатого вкуса; температура плавления -12,7 °С, температура кипения 197,6 °С. При растворении этиленгликоля в воде выделяется теплота и происходит уменьшение объема. Водные растворы замерзают при низких температурах. Этиленгликоль токсичен при попадании внутрь, действует на центральную нервную систему и почки; смертельная доза 1,4 г/кг. ПДК в воздухе рабочей зоны 5 мг/м3.

ПРОПИЛЕНГЛИКОЛИ (пропандиолы) С3Н6 (ОН)2 Известны 2 изомера: 1,2-П. СН3СНОНСН2ОН (1,2-пропандиол) и 1,3-П. СН2ОНСН2СН2ОН. Пропиленгликоли бесцветные вязкие гигроскопичные жидкости сладковатого вкуса, без запаха. Для 1,2-П. температура плавления -60 °С, температура кипения 189 °С. Для 1,3-П. температура плавления -32°С, температура кипения 213,5°С. 1,2-П. растворим в воде, диэтиловом эфире, одноатомных спиртах, карбоновых кислотах, альдегидах, аминах, ацетоне, этиленгликоле, ограниченно растворим в бензоле. При смешении его с водой или аминами резко снижается темпер

Таблицы удельной теплоемкости веществ: газов, жидкостей, металлов, продуктов

АБС пластик 1300…2300
Аглопоритобетон и бетон на топливных (котельных) шлаках 840
Алмаз 502
Аргиллит 700…1000
Асбест волокнистый 1050
Асбестоцемент 1500
Асботекстолит 1670
Асбошифер 837
Асфальт 920…2100
Асфальтобетон 1680
Аэрогель (Aspen aerogels) 700
Базальт 850…920
Барит 461
Береза 1250
Бетон 710…1130
Битумоперлит 1130
Битумы нефтяные строительные и кровельные 1680
Бумага 1090…1500
Вата минеральная 920
Вата стеклянная 800
Вата хлопчатобумажная 1675
Вата шлаковая 750
Вермикулит 840
Вермикулитобетон 840
Винипласт 1000
Войлок шерстяной 1700
Воск 2930
Газо- и пенобетон, газо- и пеносиликат, газо- и пенозолобетон 840
Гетинакс 1400
Гипс формованный сухой 1050
Гипсокартон 950
Глина 750
Глина огнеупорная 800
Глинозем 700…840
Гнейс (облицовка) 880
Гравий (наполнитель) 850
Гравий керамзитовый 840
Гравий шунгизитовый 840
Гранит (облицовка) 880…920
Графит 708
Грунт влажный (почва) 2010
Грунт лунный 740
Грунт песчаный 900
Грунт сухой 850
Гудрон 1675
Диабаз 800…900
Динас 737
Доломит 600…1500
Дуб 2300
Железобетон 840
Железобетон набивной 840
Зола древесная 750
Известняк (облицовка) 850…920
Изделия из вспученного перлита на битумном связующем 1680
Ил песчаный 1000…2100
Камень строительный 920
Капрон 2300
Карболит черный 1900
Картон гофрированный 1150
Картон облицовочный 2300
Картон плотный 1200
Картон строительный многослойный 2390
Каучук натуральный 1400
Кварц кристаллический 836
Кварцит
700…1300
Керамзит 750
Керамзитобетон и керамзитопенобетон 840
Кирпич динасовый 905
Кирпич карборундовый 700
Кирпич красный плотный 840…880
Кирпич магнезитовый 1055
Кирпич облицовочный 880
Кирпич огнеупорный полукислый 885
Кирпич силикатный 750…840
Кирпич строительный 800
Кирпич трепельный 710
Кирпич шамотный 930
Кладка «Поротон» 900
Кладка бутовая из камней средней плотности 880
Кладка газосиликатная 880
Кладка из глиняного обыкновенного кирпича 880
Кладка из керамического пустотного кирпича 880
Кладка из силикатного кирпича 880
Кладка из трепельного кирпича 880
Кладка из шлакового кирпича 880
Кокс порошкообразный 1210
Корунд 711
Краска масляная (эмаль) 650…2000
Кремний 714
Лава вулканическая 840
Латунь 400
Лед из тяжелой воды 2220
Лед при температуре 0°С 2150
Лед при температуре -100°С 1170
Лед при температуре -20°С 1950
Лед при температуре -60°С 1700
Линолеум 1470
Листы асбестоцементные плоские 840
Листы гипсовые обшивочные (сухая штукатурка) 840
Лузга подсолнечная 1500
Магнетит 586
Малахит 740
Маты и полосы из стекловолокна прошивные 840
Маты минераловатные прошивные и на синтетическом связующем 840
Мел 800…880
Миканит 250
Мипора 1420
Мрамор (облицовка) 880
Настил палубный 1100
Нафталин 1300
Нейлон 1600
Неопрен 1700
Пакля 2300
Парафин 2890
Паркет дубовый 1100
Паркет штучный 880
Паркет щитовой 880
Пемзобетон 840
Пенобетон 840
Пенопласт ПХВ-1 и ПВ-1 1260
Пенополистирол 1340
Пенополистирол «Пеноплекс» 1600
Пенополиуретан 1470
Пеностекло или газостекло 840
Пергамин 1680
Перекрытие армокерамическое с бетонным заполнением без штукатурки 850
Перекрытие из железобетонных элементов со штукатуркой 860
Перекрытие монолитное плоское железобетонное 840
Перлитобетон 840
Перлитопласт-бетон 1050
Перлитофосфогелевые изделия 1050
Песок для строительных работ 840
Песок речной мелкий 700…840
Песок речной мелкий (влажный) 2090
Песок сахарный 1260
Песок сухой 800
Пихта 2700
Пластмасса полиэфирная 1000…2300
Плита пробковая 1850
Плиты алебастровые 750
Плиты древесно-волокнистые и древесно-стружечные (ДСП, ДВП) 2300
Плиты из гипса 840
Плиты из резольноформальдегидного пенопласта 1680
Плиты из стеклянного штапельного волокна на синтетическом связующем 840
Плиты камышитовые 2300
Плиты льнокостричные изоляционные 2300
Плиты минераловатные повышенной жесткости 840
Плиты минераловатные полужесткие на крахмальном связующем 840
Плиты торфяные теплоизоляционные 2300
Плиты фибролитовые и арболит на портландцементе 2300
Покрытие ковровое 1100
Пол гипсовый бесшовный 800
Поливинилхлорид (ПВХ) 920…1200
Поликарбонат (дифлон) 1100…1120
Полиметилметакрилат 1200…1650
Полипропилен 1930
Полистирол УПП1, ППС 900
Полистиролбетон 1060
Полихлорвинил 1130…1200
Полихлортрифторэтилен 920
Полиэтилен высокой плотности 1900…2300
Полиэтилен низкой плотности 1700
Портландцемент 1130
Пробка 2050
Пробка гранулированная 1800
Раствор гипсовый затирочный 900
Раствор гипсоперлитовый 840
Раствор гипсоперлитовый поризованный 840
Раствор известково-песчаный 840
Раствор известковый 920
Раствор сложный (песок, известь, цемент) 840
Раствор цементно-перлитовый 840
Раствор цементно-песчаный 840
Раствор цементно-шлаковый 840
Резина мягкая 1380
Резина пористая 2050
Резина твердая обыкновенная 1350…1400
Рубероид 1500…1680
Сера 715
Сланец 700…1600
Слюда 880
Смола эпоксидная 800…1100
Снег лежалый при 0°С 2100
Снег свежевыпавший 2090
Сосна и ель 2300
Сосна смолистая 15% влажности 2700
Стекло зеркальное (зеркало) 780
Стекло кварцевое 890
Стекло лабораторное 840
Стекло обыкновенное, оконное 670
Стекло флинт 490
Стекловата 800
Стекловолокно 840
Стеклопластик 800
Стружка деревянная прессованая 1080
Текстолит 1470…1510
Толь 1680
Торф 1880
Торфоплиты 2100
Туф (облицовка) 750…880
Туфобетон 840
Уголь древесный 960
Уголь каменный 1310
Фанера клееная 2300…2500
Фарфор 750…1090
Фибролит (серый) 1670
Циркон 670
Шамот 825
Шифер 750
Шлак гранулированный 750
Шлак котельный 700…750
Шлакобетон 800
Шлакопемзобетон (термозитобетон) 840
Шлакопемзопено- и шлакопемзогазобетон 840
Штукатурка гипсовая 840
Штукатурка из полистирольного раствора 1200
Штукатурка известковая 950
Штукатурка известковая с каменной пылью 920
Штукатурка перлитовая 1130
Штукатурка фасадная с полимерными добавками 880
Шунгизитобетон 840
Щебень и песок из перлита вспученного 840
Щебень из доменного шлака, шлаковой пемзы и аглопорита 840
Эбонит 1430
Эковата 2300
Этрол 1500…1800

Вода или антифриз. Что лучше охлаждает двигатель?

Что лучше: вода или антифризЧто лучше: вода или антифриз

Все автолюбители прекрасно знают, что антифриз — это специальная незамерзающая жидкость, которой заполняется система охлаждения подавляющего большинства двигателей внутреннего сгорания. Основу антифризов любой марки и спецификаций составляет смесь воды и этиленгликоля в той или иной пропорции. От соотношения этих двух жидкостей и зависит способность антифризов не замерзать при той или иной температуре. Причем характерно, что этиленгликоль замерзает (кристаллизуется ) при -12 градусах Цельсия, а вода – при 0 градусов.

Смесь же воды и этиленгликоля в пропорции 25:75 замерзает лишь при минус 75 градусах Цельсия. Увеличивая количество воды производители добиваются того, что выпускаемая ими продукция имеет нормированную температуру начала замерзания, как правило -40 или -65 градусов.

Что же будет лучше охлаждать двигатель, вода или антифриз?

Ответ на этот вопрос очевиден. Лучше охлаждает двигатель именно вода. И вот почему.

Удельная теплоемкость воды составляет 4,1806 кДж/(кгК), удельная теплоемкость антифриза 3,4-3,7 кДж/(кгК). Таким образом, 1 кг воды протекающий через двигатель сможет «унести» из него количество теплоты на 15-20% большее чем 1 килограмм антифриза. Если добавить к этому, что вода обладает меньшей в 2-3 раза вязкостью, и в единицу времени через двигатель протечет большее ее количество, то становится понятным, что вода способна обеспечить лучшее охлаждение двигателя автомобиля. Это и доказывается экспериментальным путем.

Система охлаждения двигателя автомобиляСистема охлаждения двигателя автомобиляСхема общего устройства системы охлаждения двигателя

Широко известны случаи, когда автомобили, сконструированные для использования именно водяного охлаждения, при применении в их системе охлаждения антифризов перегревались в летний период. Их система охлаждения прекрасно справлялась, работая на воде, но не выполняет своих функций с залитым внутрь антифризом.

Читайте также: Какую охлаждающую жидкость лучше залить в автомобиль?

Почему же мы используем антифриз, спросите Вы? Потому, что он не замерзает зимой, разрушая двигатель, как это делает вода! А системы охлаждения современных авто рассчитаны для работы именно «на антифризе».

Коэффициент объемного расширения антифриза

В таблице приведена плотность антифриза 65 и значения его теплофизических свойств в зависимости от температуры. Антифриз 65 (водный раствор этиленгликоля или тосол ГОСТ 159–52) имеет температуру замерзания -65°С.

В таблице представлены следующие свойства антифриза: давление пара антифриза Р, кинематическая вязкость ν, плотность антифриза ρ, коэффициент объемного расширения β, удельная теплоемкость Cp, коэффициент теплопроводности λ, температуропроводность a, число Прандтля Pr.

Свойства антифриза в таблице даны в зависимости от температуры (в интервале от -60 до 120°С).

В процессе нагрева антифриза его плотность, а также кинематическая вязкость, температуропроводность и число Прандтля уменьшаются. По данным таблицы при росте температуры особенно заметно уменьшение значений таких свойств антифриза, как кинематическая вязкость и число Прандтля.

Коэффициент объемного расширения антифриза при увеличении температуры имеет слабую тенденцию к росту, то есть антифриз при нагревании расширяется более заметно. Плотность антифриза при увеличении его температуры снижается. Например, при температуре 20°С антифриз, согласно таблице, имеет плотность 1089 кг/м 3 , а при нагревании до 120°С плотность антифриза уменьшается до значения 1011 кг/м 3 . Плотность антифриза 65 в нормальных условиях больше плотности воды на 10%, а при температуре выше 120°С приближается к этому значению.

Теплопроводность антифриза слабо зависит от температуры. Удельная теплоемкость антифриза при повышении температуры увеличивается.

Источник:
Тепломассообмен влажного воздуха в компактных пластинчато-ребристых теплообменниках : монография / А.В. Чичиндаев. – Новосибирск : Изд-во НГТУ, 2009. – 298 с.

Немного физики

Говорить о температуре закипания антифриза в конкретике тосола некорректно, поскольку, во-первых, тосол имеет определённый химический состав, и его теплофизические характеристики определяются не только температурой, но и давлением. Во-вторых, тосол, создававшийся в своё время исключительно под двигатели отечественного производства, содержит присадки, которые обеспечивают не только эксплуатацию автомобиля при пониженных температурах, но и его защиту от ряда неблагоприятных факторов:

Смазывающего действия тосол, в отличие от антифризов, не оказывает, а снижение износа достигается вследствие уменьшения температуры подвижных элементов привода, при росте которой выбираются зазоры, и коэффициент трения естественным образом увеличивается.

Если с допустимой температурой всё более-менее ясно (не более 90 º С), то с давлением в двигателе дело обстоит сложнее. Для обеспечения защиты двигателя от перегрева тосол прокачивается при повышенных давлениях, что сказывается и на температуре жидкости. Для большинства марок фактическое давление в блоке цилиндров не менее 1,2…1,3 ат: именно тогда, согласно закону Клаузиуса, температурный максимум, необходимый для кипения жидких сред, возрастает. Таким образом, теоретически допустимая температура кипения охлаждающих жидкостей может составлять 110…112 º С.

Какая температура кипения тосола?

Перегрев в двигателях таких популярных охлаждающих сред как Felix А40, Мотюль, Аляска и других связан с недостаточным количеством тосола, неисправностью системы вентиляции двигателя, появлением воздушной пробки, неисправностью системы охлаждения или использованием некачественного хладагента (разбавленного, отработанного и т. п.). Говорить о температуре закипания тосола можно лишь тем владельцам автомобилей, которые допускают значительное превышение давления охлаждающей жидкости и её избыточный объём в системе охлаждения. Иное дело – использование вместо тосола тосолоподобных жидкостей (приобретённых на сомнительных авторынках). Те действительно могут кипеть, причём даже при температурах 90 º С.

Теплофизические свойства тосолов отечественного производства

В двигателях российского производства целесообразно использование тосолов торговых марок Феникс, Sintec и им подобных. Их пределы работоспособности таковы:

  1. Для тосола А40М: -40…+108 º С.
  2. Для тосола А65М: -65…+108 º С.
  3. Для тосола А60М: -60…+105 º С.
  4. Для тосола TL-30 Premium: -30…+108 º С.

При температурах в двигателе, выше, чем указанные, тосол закипает.

Коэффициент объёмного расширения тосола – в пределах 1,09…1,12. Прочие показатели определяются техническими требованиями ГОСТ 28084-89.

Возможную температуру закипания тосола оценивают также и по величине давления:

  • При Р = 1 ат Tкип = 105 º С;
  • При Р = 1,1 ат Tкип = 109 º С;
  • При Р = 1,3 ат Tкип = 112 º С.

Основным производителем тосолов в стране является ПКФ «МИГ и Ко» (г. Дзержинск, Нижегородской обл.).

Во многих регионах России устойчивая работа автономной системы теплоснабжения в осенне-зимний период обеспечивается применением теплоносителя с низкой температурой замерзания. В подавляющем большинстве случаев используются гликолевые смеси, физико-химические характеристики которых отличаются от параметров воды.

У же более полутораста лет назад в России стали широко применяться системы отопления с теплоносителем. В большинстве случаев это было водяное или паровое отопление. Еще примерно через сто лет начался переход от открытых систем отопления к закрытым, важным элементом которых стал расширительный бак (экспансомат), назначение которого состояло в компенсации температурного расширения теплоносителя (рис.1).

Рис. 1. Конструкция современных мембранных баков

В том случае, если автономная система теплоснабжения была изначально спроектирована в расчете на использование в качестве теплоносителя воды, исходя из ее физических параметров подбирался тип и главное объем расширительного бака. Однако гликолевые смеси имеют другой коэффициент объемного теплового расширения, кинематическую вязкость и теплоемкость (табл.1). Поэтому смена типа теплоносителя с переходом на гликолевые смеси требует и корректировки отопительной системы, в частности, проверки емкости расширительного бака и при необходимости ее коррекции (замены бака).

Для определения массового расхода (М) теплоносителя требуется рассчитать необходимое отопительной системой количества тепла. Затем расход определяется по формуле:

где ΣQi – требуемый тепловой поток , Вт; с – удельная теплоемкость теплоносителя, кДж/кг•˚С, ∆t =”” t – t – разность температур теплоносителя на входе и выходе из системы, ˚С.

Объемный расход в м 3 /ч определяется делением полученного значения на удельный вес теплоносителя. При смене теплоносителя значение имеет увеличение объемного расхода относительно воды – Va/Vв, где Vа и Vв – соответственно, объемы гликолевой смеси и воды. Причем объем первой зависит также от типа гликоля и его концентрации, которые в свою очередь подбираются, исходя из условий эксплуатации. Например, при понижении температуры замерзания смеси на основе этиленгликоля от –20 до –67 ˚С объемные расходы возрастают на 6 и 12 %, соответственно (рис. 2).

Рис. 2. Зависимость относительного объемного расширения от температуры теплоносителя:

а – вода; б – водный раствор моноэтиленгликоля 45 %

А в системах ГВС с бойлером косвенного нагрева можно применять только нетоксичный, но, увы, более дорогой пропиленглиголь. Коэффициент теплового расширения его растворов, значительно отличающийся от водяного, близок к соответствующим значениям моноэтиленгликолевых водных растворов (табл.2).

Опасный воздух

Переход на антифриз может приводить к завоздушиванию отопительных систем: ведь он имеет более высокий по сравнению с водой коэффициент объемного расширения и емкости расширительного бака, рассчитанного на ее использование, что может оказаться недостаточно. Поэтому при нагреве теплоносителя до рабочих температур (в среднем 85 ˚С) его излишек может быть сброшен через предохранительный клапан. Затем при снижении тепловой нагрузки потребуется подпитка системы, которая обычно осуществляется водой. Растворенные в ней газы выделятся при нагреве и приведут к образованию воздушных пробок, появление которых чревато уже серьезными авариями.

Минимально необходимый объем расширительного бака в закрытой системе отопления можно рассчитать по формуле:

где V1b – начальный объем теплоносителя в баке при холодной системе отопления, м 3 ; ∆Vr – значение расширения теплоносителя при нагреве до рабочей температуры, м 3 ; P2 – давление в расширительном баке при рабочей температуре, бар; P1 – давление в расширительном баке до заполнения системы теплоносителем, бар.

Значение ∆Vr рассчитывается как произведение общего объема теплоносителя в системе, среднего в рабочем температурном диапазоне коэффициента объемного расширения (k) и этого диапазона. Его значение обычно принимается равным 60 ˚С (∆t =”” tср – t =”” 80 – 20, ˚С).

При переходе с воды на антифриз важно соотношение V2b/V1b, где V2b и V1b –соответственно, объемы расширительного бака для низкотемпературного теплоносителя и воды. Замена ее на гликолевые растворы концентрацией 40–45 % и, соответственно, с температурой начала кристаллизации 30–35 ˚С в отопительных системах мощностью до 100 кВт потребует увеличения номинальных объемов расширительных баков на 5–15 %, в более производительных системах коррекцию лучше проводить, используя графики зависимости объема от мощности и типа теплоносителя (рис.3) или таблицы пересчета.

Рис. 3. Зависимость объема расширительного бака от мощности системы отопления:

а – вода; б – водный раствор моноэтиленгликоля 45 %

Важнейший параметр для антифризов – максимальные рабочие температуры. Кипеть при атмосферном давлении большинство гликолевых растворов начинает при 104–112 °C. Однако некоторые производители заявляют рабочие температуры значительно выше, до 150 ˚С и даже больше, вполне приемлемые для гелиосистем. Принципиальное значение этот параметр имеет потому, что в отличие от воды при превышении допустимой температуры происходит необратимое разложение гликолевых растворов.

Поэтому выбор расширительного бака с запасом на запредельное увеличение температуры смысла не имеет: даже небольшой локальный перегрев приводит к столь серьезным деструктивным изменениям, что должен в принципе потребовать замены всего гликолевого теплоносителя.

Очень важно то, что гликолевые смеси имеют повышенную по сравнению с водой проницаемость или текучесть. Причем вероятность возникновения протечек тем больше, чем больше в отопительной системе соединений. А течи часто обнаруживаются при ее остывании, когда возникают проницаемые для антифриза микроканалы. Поэтому все соединения, выполненные ранее при установке расширительного бака, должны быть доступны для ревизии, не скрыты под облицовкой или замоноличены.

Таблица. 1. Физические характеристики теплоносителей

>

Физические свойства этиленгликоля C2h5(OH)2 — водный раствор (антифриз)

Физические свойства водного раствора этиленгликоля

В таблице представлены следующие теплофизические и физические свойства этиленгликоля в виде водного раствора различной концентрации ζ: плотность ρ, температура замерзания tз, теплоемкость C, динамическая вязкость μ, кинематическая вязкость ν, теплопроводность λ, температуропроводность a, число Прандтля Pr этиленгликоля.

Физические свойства раствора этиленгликоля приведены в таблице в зависимости от температуры и его концентрации в растворе.

По данным таблицы видно, что с увеличением концентрации этиленгликоля в растворе его теплоемкость и теплопроводность уменьшаются, а температура замерзания раствора снижается при концентрации этиленгликоля до 66,3%. При дальнейшем увеличении концентрации этиленгликоля, температура замерзания раствора начинает повышаться.

В случаях применения раствора этиленгликоля в качестве антифриза в системе охлаждения автомобиля, снижение величин этих физических свойств этиленгликоля приведет к меньшему теплоотводу от двигателя. Таким образом, чем более концентрированный раствор этиленгликоля применяется в качестве охлаждающей жидкости, тем менее эффективно будет работать система охлаждения автомобиля в части отвода тепла от двигателя.

Физические свойства этиленгликоля даны в диапазоне температуры от минус 30 до 50°С и при концентрации этиленгликоля в растворе от 4,6 до 46,4 %.

Плотность и температура замерзания раствора этиленгликоля

В таблице даны значения плотности и температуры замерзания смеси технического этиленгликоля и воды в зависимости от концентрации. Следует отметить, что с увеличением содержания этиленгликоля в растворе, увеличивается плотность раствора. Температура замерзания раствора этиленгликоля при увеличении его концентрации в растворе снижается (до содержания этиленгликоля 66,3%), а затем начинает расти.

Таким образом, раствор этиленгликоля обладает свойством не замерзать до температуры -68°С при концентрации этиленгликоля в растворе 66,3%. Такие свойства раствора этиленгликоля в воде позволяют применять его в качестве антифриза во множестве систем.

Источники:

  1. Данилова Г.Н. и др. Сборник задач по процессам теплообмена в пищевой и холодильной промышленности. М.: «Пищевая промышленность» 1976.- 240 с.
  2. Лиханов В.А., Лопатин О.П. Технические жидкости: Учебное пособие. – Киров: Вятская ГСХА, 2005. – 43 с.

ТЕПЛОНОСИТЕЛИ ЖИДКОСТНЫХ СИСТЕМ Новости | Компания Теплодом

29.09.2013 00:59

Характеристика теплоносителей жидкостных систем охлаждения


Гольфстрим


Элита


Антифриз Эко-30

 

Назначение охлаждающих жидкостей ДВС – воспринимать и отводить тепловой поток от тех зон и деталей двигателя, перегрев которых вызывает нарушение нормальной работы двигателя или его разрушение.

Эффективность функционирования систем жидкостного охлаждения во многом определяется физическими и химическими свойствами охлаждающей жидкости. Процесс отвода теплоты от двигателя и передача его в окружающую среду зависят от теплоемкости и теплопроводности жидкости: чем выше эти показатели, тем интенсивнее охлаждается двигатель. С увеличением теплоемкости возрастает количество теплоты, которую жидкость способна воспринять при заданном повышении температуры, а с увеличением ее теплопроводности теплота отводится быстрее.

Таким образом, с увеличением теплоемкости можно уменьшить количество жидкости, циркулирующей в системе, а увеличением теплопроводности уменьшить скорость ее циркуляции и получить более равномерную ее температуру и сократить затраты мощности на привод насосов системы охлаждения.

В жидкостных системах охлаждения современных транспортных двигателей внутреннего сгорания применяют два основных типа охлаждающих жидкостей: воду и низкозамерзающие жидкости (антифризы).

Вода как охлаждающая жидкость по многим свойствам превосходит другие известные жидкости. Вода из известных нам теплоносителей обладает самой высокой теплоемкостью (4200 Дж/(кг*К)) и является идеальной тепловоспринимающей жидкостью.. Из десяти теплоносителей, среди которых были натрий, сплав 75% калия и 25% натрия, ртуть, вода, антифризы А-40 и А-65, фреон-12, дизельное топливо, масло М-10Г2 и метиловый спирт, по теплогидравлической эффективности вода уступает только натрию и сплаву калия и натрия, применение которых для охлаждения сопряжено со значительными трудностями, и превосходят все остальные теплоносители. Кроме того, применение таких теплоносителей, как ртуть и фреон-12, недопустимо экологически.

Вода обладает очень большой уделенной теплотой парообразования, что иногда используется в испарительной (пароводяной) системе охлаждения. Исключительная доступность воды, ее практически повсеместные запасы (реки, озера и др.) делают воду очень удобной и дешевой для применения.

Однако вода как охлаждающая жидкость обладает и существенными недостатками, затрудняющими ее применение.

При 0 ºС вода кристаллизуется со значительным увеличением объема (примерно на 10%), в результате чего в системе возникают давления до 200-300 Мпа, способные привести к серьезным повреждениям ("размораживанию") системы.

Вода имеет сравнительно низкую температуру кипения (100 ºС при p=0,101 Мпа), что приводит иногда к ее закипанию в радиаторе, поэтому рабочая температура воды в открытой системе охлаждения не должна превышать 90 ºС. При более высоких температурах вода интенсивно испаряется. В разряженной атмосфере ее температура кипения понижается. Поэтому в горных районах с возрастанием высоты понижается предельная температура воды в радиаторе.

Вода хорошо растворяет многие вещества: соли, кислоты, щелочи и газы, такие как кислород, азот углекислоту и др. Поэтому в природе вода, никогда не встречается в абсолютно чистом виде. Большая часть растворенных в ней веществ представляет собой углекислые, хлористые и серно-кислые соли натрия, кальция и магния (до 94%), соли азотной, фосфорной, кремнивой кислот и другие.

Из различных солей, находящихся в растворенном состоянии в воде, особое значение имеют соли кальция и магния. Они придают ей свойства, которые принято называть жесткостью. За единицу жесткости принимают миллиграмм-эквивалент солей на 1л воды (1 мг-экв отвечает содержанию 20,04 мг/л Са++ или 12,16 мг/л Mg++).

Вода, предназначенная для приготовления охлаждающей жидкости, должна удовлетворять требованиям, предъявляемым к технической воде. Для сравнения в табл. 2.1. приведены свойства питьевой и дистиллированной воды.

Прочерк означает, что данный показатель не регламентируется.

Если в качестве эталона принять физико-химический состав воды Онежского озера, наиболее близкий к требованиям инструкций по эксплуатации , то окажется, что вода Азовско-Донского и Волжско-Камского водно-транспортных бассейнов обладает наихудшим составом, что требует принять специальных мер по ее приготовлению, а также совершенствованию технического обслуживания систем охлаждения дизелей в целом ряде основных регионов России.

Высокая температура замерзания воды и большое объемное расширение ее при замерзании сильно усложняют эксплуатацию двигателей с водяным охлаждением в зимнее время. Поэтому при эксплуатации в условиях низких температур в качестве теплоносителя системы охлаждения вместо воды используется специальные низкозамерзающие жидкости, получившие общее название "антифризы".

Растворение различных неорганических и органических солей в воде позволяет значительно понизить ее температуру замерзания.

Таблица 2.1

Характеристики дистиллированной питьевой

Показатель Вода дистиллированная (ГОСТ 6709-72) Вода питьевая (ГОСТ 2874-82) Вода техническая (котловая) (ГОСТ 200995-75)
Водородный показатель, рН 5,4-6,6 6-9 5-6
Жесткость общая, мг-экв/л, не более 0 7 1,5-3,0
Остаток после выпаривания, мг/л, не более 1 1000 15
Остаток после прокаливания, мг/л, не более 1 - 1
Содержание химических веществ мг/л, не более:
нитраты 0,2 45 -
сульфаты 0,5 500 -
хлориды 0,02 350 < 30
алюминий 0,05 0,5 -
железо 0,05 0,3 -
медь 0,02 1,0 -
мышьяк - 0,05 -
свинец 0,05 0,03 -
стронций - 7,0 -
цинк 0,2 5,0 -

Наиболее низкую температуру замерзания дают водные растворы хлористого кальция, хлористого магния и лактата натрия (до – 45 ºС). Солевые растворы обладают высокой электропроводностью и вызывают значительную коррозию металлов системы охлаждения. До настоящего времени не найдено ни одного ингибитора, устраняющего коррозию, вызываемую солевыми антифризами. В качестве антифризов применялись водо-глицириновые смеси, которые обладают высокой температурой кипения. Вследствие высокой стоимости глицерина применение таких смесей экономически нецелесообразно. Кроме того, водо-глицириновые смеси имеют повышенную вязкость, что затрудняет циркуляцию, особенно при запуске холодного двигателя. В качестве антифризов использовались также водные растворы метилового, этилового и изопропилового спиртов. Недостатком их является сильная испаряемость, что вызывает большие потери спирта, и повышение температуры замерзания водо-спиртовой смеси в процессе эксплуатации.

Имеются замедлители испарения, состоящие из смеси минеральных масел с терпентиловыми спиртами. Водно-спиртовые охлаждающие жидкости из-за высокой стоимости и склонности к испарению не получили распространения. Самой распространенной низкозамерзающей жидкостью является смесь воды с двухатомным спиртом – этиленгликолем (СН2-СН2ОН или С2Н4(ОН)2). Смешивается в любых отношениях с водой, спиртами и многими другими растворителями. Не смешивается с бензолом, эфиром, хлороформом. Очень гигроскопичен. Замерзает не четко при температурах от – 12,5 до – 25 ºС, образуя звездчатые или перистые кристаллы.

Теплоемкость чистого этиленгликоля (ЭГ) при разных температурах с достаточной точностью можно вычислить по формуле Нейма и Курлянкина:

Ср=0,5388+0,00112 t, кДж/(кг*К),

где Ср– теплоемкость чистого ЭГ; t – температура, ºС.

 

Технический этиленгликоль применяют в качестве высококипящей жидкости для охлаждения двигателей, работающих в напряженном тепловом режиме.

При использовании этиленгликолевого охлаждения рабочая температура жидкости в системе может быть повышена до 120-130 0С. Этим создается значительно большой перепад температур охлаждающей жидкостиужающего воздуха, чем при применении воды, что способствует более интенсивному охлаждению двигателя.

К недостаткам этиленгликоля как высококипящей охлаждающей жидкости относятся:

  • низкая температура вспышки и в связи с этим пожароопасность;
  • повышенная гигроскопичность, вследствие чего в процессе эксплуатации постепенно увеличивается содержание воды в ЭГ и понижается его температура кипения;
  • высокая подвижность (проницаемость) ЭГ, что повышает требования к соединениям и уплотнениям системы охлаждения двигателя.

 

Отрицательным свойствам этиленгликоля как составной части антифриза является его коррозийное действие на материалы, для предотвращения которого требуется введение соответствующих присадок.

Теплофизические свойства воды и этиленгликоля приведены в табл. 2.2.

Теплоемкость и теплопроводность ЭГ значительно меньше тех же показателей воды. Коэффициент объемного расширения несколько больший. Это еще раз подтверждает, что в чистом виде ЭГ применять для охлаждения двигателей нецелесообразно.

Смеси с водой обладают свойством эвтектических растворов, т.е. их температура застывания ниже, чем у каждого компонента смеси в отдельности. На рис. 2.1. показана эвтектическая диаграмма различных (по соотношению компонентов) смесей воды и этиленгликоля. На диаграмме отчетливо видно, что самую низкую температуру застывания (-75 ºС) имеет смесь, содержащая 33% воды и 67% этиленгликоля. Этим свойством эвтектических растворов пользуются при приготовлении антифризов. Образующий гидрат также имеет низкую температуру застывания. Этиленгликоль весьма устойчив при высокой температуре, распад наступает при t>520 ºС. Термическая устойчивость этиленгликоля и явилась одной из причин широкого применения его в качестве охлаждающей жидкости.

Таблица 2.2

Теплофизические характеристики воды и этиленгликоля

Показатель Вода ЭГ
Формула Н2О С2Н4(ОН)2
Молекулярная масса 18,01 62,07
Плотность при 20ºС, кг/м3 998,2 1113,2
Коэффициент рефракции nd20 - 1,4318
Температура замерзания, ºС 0 -11,5
Температура кипения при 0,1Мпа, ºС 100 197,7
Удельная теплоемкость, кДж/(кг*ºС)
  при 20 ºС
  при º0С

4,184
2,04

2,422
-
Упругость насыщенного пара при 105ºС, мм рт.ст. - 18
Удельная теплопроводность, кДж/(ч*м*ºС) 2,179 0,955
Вязкость при 20ºС, мм2/с 1,0 19-20
Удельная теплота испарения, Дж/кг 2258 800
Удельная теплота плавления, Дж/кг 532,7 182,3
Коэффициент объемного расширения (в пределах 0-100ºС) 0,00046 0,00062
Температура вспышки, ºС
  в открытом тигле
  в закрытом тигле

-

116
122
Температура воспламенения, ºС - 140
Температура самовоспламенения на воздухе, ºС - 416

Смешивание ЭГ с водой сопровождается выделением теплоты. Теплота образования гидрата этиленгликоля С2Н4(ОН)2*2Н2О составляет 2,5 Дж/моль. Максимальный тепловой эффект достигается при смешивании 37% (масс.) ЭГ и 63% воды. Чистый этиленгликоль и его водные растворы имеют строго определенный коэффициент рефракции, который используется как показатель, характеризующий состав. Зависимость между концентрацией ЭГ в водных растворах и коэффициентом рефракции линейная.

В нашей стране выпускаются два типа автомобильных ОЖ: Тосол-А40М и Тосол-А-65М (используется исключительно в районах с очень низкой температурой в зимний период). Первый имеет температуру кристаллизации не выше -400С, второй – не выше -650С. Состав ОЖ Тосол-А40М: этиленгликоль – 53%, вода – 44%, присадки 3%. Состав ОЖ Тосол-А-65М: этиленгликоль – 63%, вода – 33%, присадки 4%.

Показатель концентрации ионов водорода рН антифриза должен быть не выше 7,5-8,5. Жидкости, имеющие повышенную щелочную реакцию, вызывают коррозию алюминиевых и латунных двигателей системы охлаждения. Кислая реакция охлаждающих жидкостей также недопустима. Такие жидкости вызывают коррозию всех металлов системы охлаждения.

Склонность жидкости к вспениванию может послужить препятствием к ее применению в качестве теплоносителя, так как при вспенивании возможно нарушение нормальной работы системы охлаждения и утечки жидкости из системы, поэтому в антифризе содержится пеногаситель.


Этиленгликоль - Вода. Плотность, температура замерзания, теплоемкость Cp, теплопроводность, водного раствора этиленгликоля = monoethylenglycol - основного антифриза и теплоносителя для систем отопления и центрального кондиционирования в РФ.


ПОЛЕЗНЫЕ ССЫЛКИ:

БОНУСЫ ИНЖЕНЕРАМ!:

МЫ В СОЦ.СЕТЯХ:

Навигация по справочнику TehTab.ru:  главная страница  / / Техническая информация / / Свойства рабочих сред / / Антифризы.  / / Этиленгликоль - Вода. Плотность, температура замерзания, теплоемкость Cp, теплопроводность, водного раствора этиленгликоля = monoethylenglycol - основного антифриза и теплоносителя для систем отопления и центрального кондиционирования в РФ.

Этиленгликоль - Вода. Плотность, температура замерзания, теплоемкость Cp, теплопроводность, водного раствора этиленгликоля = monoethylenglycol = MEG= C2H4(OH)2 - основного антифриза=теплоносителя для систем отопления / центрального кондиционирования в РФ.

Объемная доля в смеси % Минимальная рабочая температура ( замерзания), °C Температура
раствора °C
Плотность
r
кг/м3
Теплоемкость Cp
кДж/(кг*К)
Теплопроводность
Вт/(м*К)
Динамическая вязкость
10-3 (Н*с/м2)
Кинематическая вязкость
10-62/с)=мм2/с=cSt

20

-10

-10

1038

3,85

0,498

5,19

5,0

0

1036

3,87

0,500

3,11

3,0

20

1030

3,90

0,512

1,65

1,6

40

1022

3,93

0,521

1,02

1,0

60

1014

3,96

0,531

0,71

0,7

80

1006

3,99

0,540

0,523

0,52

100

997

4,02

0,550

0,409

0,41

34

-20

-20

1069

3,51

0,462

11,76

11,0

0

1063

3,56

0,466

4,89

4,6

20

1055

3,62

0,470

2,32

2,2

40

1044

3,68

0,473

1,57

1,5

60

1033

3,73

0,475

1,01

0,98

80

1022

3,78

0,478

0,695

0,68

100

1010

3,84

0,480

0,515

0,51

52

-40

-40

1108

3,04

0,416

110,8

100

-20

1100

3,11

0,409

27,50

25

0

1092

3,19

0,405

10,37

9,5

20

1082

3,26

0,402

4,87

4,5

40

1069

3,34

0,398

2,57

2,4

60

1057

3,41

0,394

1,59

1,5

80

1045

3,49

0,390

1,05

1,0

100

1032

3,56

0,385

0,722

0,7

↓Поиск на сайте TehTab.ru - Введите свой запрос в форму

Газ этилена - удельная теплоемкость

Удельная теплоемкость (C) - это количество тепла, необходимое для изменения температуры единицы массы вещества на один градус.

  • Изобарическая теплоемкость (C p ) используется для веществ в системе постоянного давления (ΔP = 0).
  • I сохорическая удельная теплоемкость (C v ) используется для веществ в замкнутой системе постоянного объема , (= изоволюметрической или изометрической ).

Удельная теплоемкость - C P и C V - будет изменяться в зависимости от температуры. При расчете массового и объемного расхода вещества в обогреваемых или охлаждаемых системах с высокой точностью - удельную теплоемкость (= теплоемкость) следует скорректировать в соответствии со значениями на рисунках и в таблице ниже.

Изобарический, C P , и изохорный, C V , удельная теплоемкость этилена при равновесном давлении газ-жидкость и переменной температуре, ° C и ° F:

Изобарический, C P , и изохорный, C V , удельная теплоемкость этилена при атмосферном давлении и переменной температуре, ° C и ° F:

Удельная теплоемкость этиленового газа - C 2 H 4 - при температурах диапазон 175 - 900 K :

900
Этиленовый газ - C 2 H 4
Температура
- T -
(K)
Удельная теплоемкость
- c p -
(кДж / (кг · К))
175 1.295
200 1.305
225 1.337
250 1.380
275 1.453
300
300
350 1,709
375 1,799
400 1,891
450 2.063
500 2,227
550 2,378
600 2,519
650 2,649
700
2,7 900
800 2,989
850 3,088
900 3,180

См. Также другие свойства Этилена при изменяющейся температуре и динамическом давлении: и кинематическая вязкость, теплопроводность и теплофизические свойства при стандартных условиях,
и Удельная теплоемкость воздуха - при постоянном давлении и переменной температуре, воздух - при постоянной температуре и переменном давлении, аммиак, бутан, диоксид углерода, углерод монооксид, этан, этан ол, водород, метан, метанол, азот, кислород, пропан и вода.

.

Удельная теплоемкость некоторых распространенных веществ

Удельная теплоемкость некоторых обычных продуктов приведена в таблице ниже.

См. Также табличные значения для газов, пищевых продуктов и продуктов питания, металлов и полуметаллов, обычных жидкостей и жидкостей и обычных твердых веществ, а также значения молярной удельной теплоемкости для обычных органических и неорганических веществ.

900 31 Пробка 5 C Лед (0 или 5 C) 31 900 12 Пирокерам 90 027
Вещество Удельная теплоемкость
- c p -
(Дж / кг C °)

Ацетали 1460
Воздух, сухой (морской уровень) 1005
Агат 800
Спирт этиловый 2440
Спирт, метиловое дерево) 2530
Алюминий 897
Алюминиевая бронза 436
Глинозем, AL 2 O 3 718
Аммиак жидкий 4700
Аммиак, газ 2060
Сурьма 209
Аргон 520
Мышьяк 348 900 32
Искусственная вата 1357
Асбест 816
Асфальт 920
Барий 290
Бариты 460
Бериллий 460
Бериллий 900
Висмут 130
Котловая окалина 800
Кость 440
Бор 960
Нитрид бора 720
Латунь 375 900
Кирпич 840
Бронза 370
Коричневая железная руда 670
Кадмий 234
Кальций 532
C силикат алюминия, CaSiO 3 710
Целлюлоза, хлопок, древесная масса и регенерированная 1300-1500
Ацетат целлюлозы, формованный 1260-1800
Ацетат целлюлозы, лист 1260 - 2100
Нитрат целлюлозы, целлулоид 1300-1700
Мел 750
Древесный уголь 840
Хром 452
Оксид хрома 452
Глина песчаная 1381
Кобальт 435
Кокс 840
Бетон 880
Константан 410
Медь 410
Медь
2000
Алмаз (углерод) 516
Дуралий 920
Наждак 960
Эпоксидные литые смолы 1000
Огненный кирпич 880
Плавиковый шпат CaF 2 830
Дихлордифторметан R12, жидкий 871
Дихлордифторметан R12, пар 595
Индийский каучук 1250
Стекло, корона 670
Стекло, пирекс 753
Стекловата 840
Золото 129
Гранит 790 90 032
Графит (углерод) 717
Гипс 1090
Гелий 5193
Водород 14304
Лед, снег (-5 o C) 2090
Слиток железа 490
Йод 218
Иридий 134
Железо 449
Свинец 129
Кожа 900 1500
Известняк 909
Литий 3582
Люцит 1460
Магнезия (оксид марганца), MgO 874
Магний
Магний а ллой 1010
Марганец 460
Мрамор 880
Ртуть 140
Слюда 880
Молибден 12 Ne27 1030
Никель 461
Азот 1040
Нейлон-6 1600
Нейлон-66 1700
Оливковое масло 1790
Осмий 130
Кислород 918
Палладий 240
Бумага 1336
Парафин 3260
Торф 1900
Перлит 387
Фенольные литые смолы 1250 - 1670
Фенолформальдегидные формовочные смеси 2500 - 6000
Фосфорбонза 360
Фосфор 800
Пинчбек 380
Каменный уголь 1020
Платиновый 133
Плутоний 140
Поликарбонаты 1170-1250
1250-1250 Полиэтилентерефталат
Полиимидные ароматические соединения 1120
Полиизопреновый каучук 1880
Полиизопреновый каучук 1380
Полиметилметакрилат 1500

Полипропилен

1920
Полистирол 1300-1500
Формовочная смесь политетрафторэтилена 1000
Политетрафторэтилен (ПТФЭ)
1172 Полиэтилен литье 1800
Полиуретановый эластомер 1800
Поливинилхлорид ПВХ 840 - 1170
Фарфор 1085
Калий 1000
Хлорид калия
710
Кварц, SiO 2 730
Кварцевое стекло 700
Красный металл 381
Рений 140
Родий 240
Канифоль 1300
Рубидий 330
Соль, NaCl 880
Песок, кварц 830
Песчаник 710
Скандий 568
Селен 330
Кремний 705
карбид кремния 670
Серебро
235
Сланец 760
Натрий 1260
Почва, сухая 800
Почва влажная 1480
Сажа 840
Снег 20 90
Стеатит 830
Сталь 490
Сера, кристалл 700
Тантал 138
Теллур 201
Торий 140
Лес, ольха 1400
Древесина, ясень 1600
Лес, береза ​​ 1900
Лес, лиственница 1400
Лес, клен 1600
Древесина, дуб 2400
Древесина, осина 1300
Древесина, ось 2500
Древесина, бук красный 1300
Древесина, сосна красная 1500
Древесина, белая сосна 1500
Древесина, орех 1400
Олово 228
Титан 523
Вольфрам 132
Карбид вольфрама 171
Уран 116
Ванадий 500
Вода, чистая жидкость (20 o C) 4182
Вода, пар (27 o C) ) 1864
Мокрая грязь 2512
Дерево 1300-2400
Цинк 388
  • 1 калория = 4.186 джоулей = 0,001 БТЕ / фунт м o F
  • 1 кал / грамм C o = 4186 Дж / кг o C
  • 1 Дж / кг C o = 10 -3 кДж / кг K = 10 -3 Дж / г C o = 10 -6 кДж / г C o = 2,389x10 -4 Btu / (фунт м o F)

Для преобразования единиц используйте онлайн-конвертер единиц удельной теплоемкости.

См. Также табличные значения для газов, пищевых продуктов и продуктов питания, металлов и полуметаллов, обычных жидкостей и жидкостей и обычных твердых веществ, а также значения молярной удельной теплоемкости для обычных органических и неорганических веществ.

.

Удельная теплоемкость некоторых жидкостей и жидкостей

Удельная теплоемкость некоторых обычно используемых жидкостей приведена в таблице ниже.

Для преобразования единиц используйте онлайн-конвертер единиц удельной теплоемкости.

См. Также табличные значения удельной теплоемкости газов, пищевых продуктов и продуктов питания, металлов и полуметаллов, обычных твердых веществ и других обычных веществ, а также значения молярной теплоемкости обычных органических и неорганических веществ.

2,36
Продукт Удельная теплоемкость
- c p -
(кДж / (кг · К)) (БТЕ / (фунт o F))
(Ккал / кг o C)
Уксусная кислота 2,043 0,49
Ацетон 2,15 0,51
Спирт этиловый 32 o F (этанол) 2.3 0,548
Спирт этиловый 104 o F (этанол) 2,72 0,65
Спирт метиловый. 40-50 o F 2,47 0,59
Спирт метиловый. 60-70 o F 2,51 0,6
Спирт пропил 2,37 0,57
Аммиак 32 o F 4.6 1,1
Аммиак, 104 o F 4,86 ​​ 1,16
Аммиак, 176 o F 5,4 1,29
Аммиак, 212 o F 6,2 1,48
Аммиак, 238 o F 6,74 1,61
Анилин 2.18 0,514
Бензол, 60 o F 1,8 0,43
Бензол, 150 o F 1,92 0,46
Бензин 2,1
Бензол 1,8 0,43
Висмут, 800 o F 0,15 0,0345
Висмут, 1000 o F 0.155 0,0369
Висмут, 1400 o F 0,165 0,0393
Бром 0,47 0,11
н-бутан, 32 o F 2,3 0,55
Хлорид кальция 3,06 0,73
Дисульфид углерода 0,992 0,237
Тетрахлорид углерода 0.866 0,207
Касторовое масло 1,8 0,43
Хлороформ 1,05 0,251
Цитроновое масло 1,84 0,44
Декан 2,21 0,528
Дифениламин 1,93 0,46
Додекан 2.21 0,528
Даутерм 1,55 0,37
Эфир 2,21 0,528
Этиловый эфир 2,22 0,529
Этиленгликоль 0,56
Дихлордифторметан R-12 насыщенный -40 o F 0,88 0.211
Дихлордифторметан R-12 насыщенный 0 o F 0,91 0,217
Дихлордифторметан R-12 насыщенный 120 o F 1,02 0,244
Мазут мин. 1,67 0,4
Мазут макс. 2,09 0,5
Бензин 2.22 0,53
Глицерин 2,43 0,576
Гептан 2,24 0,535
Гексан 2,26 0,54
Гидрохлорид
Йод 2,15 0,51
Керосин 2,01 0.48
Льняное масло 1,84 0,44
Светлое масло, 60 o F 1,8 0,43
Легкое масло, 300 o F 2,3 0,54
Ртуть 0,14 0,03
Метиловый спирт 2,51
Молоко 3.93 0,94
Нафталин 1,72 0,41
Азотная кислота 1,72
Нитробензол 1,52 0,362
Октан 0,51
Масло касторовое 1,97 0,47
Масло оливковое 1,97 0.47
Масло минеральное 1,67 0,4
Масло скипидарное 1,8
Масло растительное 1,67 0,4
Оливковое масло 1,97 0,47
Парафин 2,13 0,51
Хлорэтилен 0.905
Нефть 2,13 0,51
Петролейный эфир 1,76
Фенол 1,43 0,34
Гидрат калия 0,88 3,68
Пропан, 32 o F 2,4 0,576
Пропилен 2.85 0,68
Пропиленгликоль 2,5 0,60
Кунжутное масло 1,63 0,39
Натрий, 200 o F 1,38 0,33
Натрий, 1000 o F 1,26 0,3
Натрий гидрат 3,93 0,94
Соевое масло 1.97 0,47
Концентрированная серная кислота 1,38
Серная кислота 1,34
Толуол 1,72 0,41
Трихлорэтилен
Тулуол 1,51 0,36
Скипидар 1,72 0.411
Вода пресная 4,19 1
Вода морская 36 o F 3,93 0,938
Ксилол 1,72 0,41
  • 1 кДж / (кг K) = 1000 Дж / (кг o C) = 0,2389 ккал / (кг o C) = 0,2389 Btu / (фунт м o F )
  • T ( o C) = 5/9 [T ( o F) - 32]

Для преобразования единиц используйте онлайн-конвертер единиц удельной теплоемкости.

См. Также табличные значения удельной теплоемкости газов, продуктов питания и пищевых продуктов, металлов и полуметаллов, твердых веществ и других обычных веществ.

Энергия нагрева

Энергия, необходимая для нагрева продукта, может быть рассчитана как

q = c p m dt (1)

, где

q = необходимое количество тепла (кДж)

c p = удельная теплоемкость (кДж / кг K, кДж / кг o C)

dt = разница температур (K, o C)

Пример - Требуемое тепло для повышения температуры i Вода

10 кг воды нагревается от 20 o C до 100 o C - разница температур 80 o C (K) .Требуемое количество тепла можно рассчитать как

q = (4,19 кДж / кг K) ( 10 кг ) (80 o C)

= 3352 кДж

.

Что такое антифриз? - кривошипно-рычажный

Антифриз - это присадка, которая может изменять точки замерзания и кипения охлаждающей жидкости в двигателях внутреннего сгорания, использующих водяное охлаждение. Как следует из названия, основное назначение этих присадок - предотвратить замерзание охлаждающей жидкости, что может вызвать серьезное повреждение двигателя. Однако современные антифризы также позволяют системам охлаждения работать более эффективно за счет повышения температуры кипения раствора охлаждающей жидкости. В прошлом в качестве антифриза использовались различные вещества, но в большинстве современных автомобильных применений используется этиленгликоль.

Этиленгликоль - самый распространенный вид автомобильных антифризов. Естественно бесцветный, он обычно окрашен в ярко-зеленый цвет.

История антифриза

История антифризов уходит корнями в ранние дни автомобилестроения. Первым автомобильным антифризом был метиловый спирт или метанол, температура замерзания которого ниже, чем у воды. Это сделало его хорошим антифризом, но другие характеристики метанола сделали его плохим автомобильным антифризом.

В частности, спирт имеет тенденцию разъедать металлы, с которыми он контактирует внутри систем охлаждения. Он также испарялся при нормальном использовании из-за того, что ранние радиаторы не были герметичными, так как ранние системы водяного охлаждения не находились под давлением.

После метилового спирта, этиленгликоль был следующим популярным антифризом. Это химическое вещество было впервые синтезировано в середине 19 века, но оно не использовалось в качестве антифриза до второго десятилетия 20 века.В то время он продавался как «постоянный» антифриз из-за того, что он не испарялся, как спирт.

К концу Второй мировой войны, во время которой он широко использовался для охлаждения военной техники, этиленгликоль был преобладающим типом автомобильного антифриза. Этиленгликоль и системы охлаждения под давлением были настолько эффективны, что двигатели с воздушным охлаждением практически не использовались в автомобильной промышленности.

В новейшей истории был сделан ряд разработок в области антифризов.Пропиленгликоль в настоящее время используется в некоторых приложениях из-за немного меньшей токсичности, а некоторые смеси антифризов также содержат химические вещества, полученные на основе органических кислот (ОАТ).

См. Также: История антифриза

Как работает антифриз?

Антифриз выполняет две основные функции:

  • понижение точки замерзания охлаждающей жидкости
  • Повышение температуры кипения охлаждающей жидкости

Основная задача антифриза - снизить точку замерзания охлаждающей жидкости, что важно из-за того, что вода расширяется при замерзании.Поскольку системы охлаждения закрыты, замерзшая охлаждающая жидкость будет иметь тенденцию расширяться и вызывать катастрофический отказ двигателя из-за деформации или растрескивания каналов охлаждающей жидкости в блоке цилиндров и головке.

Вода расширяется при замерзании, что может создать большие проблемы для системы охлаждения.

Антифриз не только снижает температуру замерзания воды, но и повышает ее температуру кипения. Поскольку точка кипения составляет , а также повышается на из-за давления в системе охлаждения, это позволяет двигателям работать более горячими без перегрева.

Спирт в качестве антифриза

В автомобилях метанол - это тип спирта, который использовался в качестве антифриза. Спирт в целом и метанол в частности - отличный антифриз, и он до сих пор используется в некоторых растворах для омывателей ветрового стекла и других применениях. Однако он имеет тенденцию вызывать коррозию при контакте с металлом внутри систем охлаждения. Он особенно агрессивен по отношению к алюминию, что является проблемой из-за широкого использования алюминия в производстве головок цилиндров (и, в меньшей степени, блоков).)

В некоторых жидкостях для омывателей ветрового стекла в качестве антифриза используется спирт.

Этиленгликоль

Хотя этиленгликоль впервые получил широкое распространение при производстве взрывчатых веществ и до сих пор широко используется в различных промышленных применениях, он является наиболее распространенным типом автомобильных антифризов. Он имеет температуру замерзания 9 ° F (-12,9 ° C) и точку кипения 387 ° F (197,3 ° C), что делает его отличным антифризом. Он также смешивается с водой, что означает, что его можно смешивать практически в любой пропорции для создания охлаждающей жидкости двигателя.

Одна проблема с этиленгликолем заключается в том, что он не может выдерживать такую ​​большую тепловую нагрузку, как чистая вода. Фактически, чистый этиленгликоль имеет примерно половину удельной теплоемкости, чем прямая вода. По сути, это означает, что вода в два раза эффективнее отводит тепло от двигателя. Однако смешивание воды и этиленгликоля вместе эффективно изменяет точки замерзания и кипения, не теряя слишком много в области теплопередачи.

Этиленгликоль обеспечивает хорошее сочетание низкой точки замерзания и приемлемых характеристик теплопередачи при смешивании с водой.

Хотя чистый этиленгликоль замерзает при 9 ° F, а вода - при 32 ° F, их смешивание фактически снижает температуру замерзания еще больше. Это связано с тем, что этиленгликоль предотвращает водородные связи в воде, а вода препятствует кристаллизации этиленгликоля.

Соотношение этиленгликоля и воды в смеси

Поскольку этиленгликоль смешивается с водой, можно использовать разные соотношения для достижения желаемых характеристик охлаждающей жидкости. Некоторые общие отношения этиленгликоля к воде включают:

  • 50:50 (-30 ° F)
  • 30:70 (5 ° F)
  • 70:30 (-60 ° F)

Токсичность антифриза

Токсичность антифриза вызывает опасения из-за широкого использования этиленгликоля.Хотя он не очень токсичен, потребление достаточного количества этиленгликоля может быть смертельным. Это особенно опасно для домашних животных и маленьких детей из-за их малой массы тела и того факта, что антифриз может иметь сладкий вкус. Чтобы бороться с этим, к антифризу часто примешивают горький агент. В некоторых юрисдикциях это фактически требуется по закону.

Пропиленгликоль

Пропиленгликоль несколько менее токсичен, чем этиленгликоль, и он используется во многих отраслях промышленности, где токсичность является проблемой.Фактически, его можно использовать в качестве добавки к таким продуктам питания, как мороженое и выпечка. Его можно назвать «нетоксичным», но он все же опасен в достаточно больших количествах.

Глицерин

Другой нетоксичной альтернативой антифризу является глицерин, который недолго использовался в автомобилях до широкого распространения этиленгликоля. Он работает по тому же методу, что и полипропиленгликоль, предотвращая образование водородных связей, но его производство было слишком дорогим. Это может измениться в будущем, и недавние исследования показывают, что это может быть жизнеспособной альтернативой этиленгликолю.

Проверка антифриза

Антифриз необходимо регулярно проверять, чтобы убедиться, что он остается в хорошем состоянии. Со временем он разлагается, и это может привести к тому, что старый антифриз не обеспечит достаточной защиты от замерзания. Это также может привести к другим проблемам с системой охлаждения, поскольку грязный антифриз часто приводит к коррозии металлических компонентов и эрозии прокладок.

Перед проверкой антифриза необходимо убедиться, что двигатель холодный. Если снять крышку радиатора с горячей системы, находящейся под давлением, вы можете получить серьезные ожоги.Если вы не уверены, лучше перестраховаться и подождать.

Регулярная проверка антифриза предотвратит накопление шлама и последующее повреждение двигателя.

Самый простой способ проверить антифриз - это ареометр, который измеряет удельный вес охлаждающей смеси. Эти устройства вытягивают небольшое количество антифриза, а затем вы читаете индикатор на поплавке, чтобы определить защиту раствора от замерзания. Если защита от замерзания низкая, можно слить охлаждающую жидкость и добавить антифриз.Если охлаждающая жидкость выглядит грязной, ее следует промыть.

Помимо простого наблюдения за изменением цвета антифриза, вы также можете использовать полоску pH для проверки состояния вашего антифриза. Охлаждающая жидкость обычно должна иметь слегка щелочной pH (около 9,5 - 10), хотя вы можете уточнить у производителя, какой именно pH он рекомендует.

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *