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, Na2MoO4, 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
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 |
| 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 |
| 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?
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.
Схема общего устройства системы охлаждения двигателяШироко 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:
- Для тосола А40М: -40…+108 º С.
- Для тосола А65М: -65…+108 º С.
- Для тосола А60М: -60…+105 º С.
- 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 =”” t1т – t2т – 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:
- Данилова Г.Н. и др. Сборник задач по процессам теплообмена в пищевой и холодильной промышленности. М.: «Пищевая промышленность» 1976.- 240 с.
- 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 00:59Характеристика теплоносителей жидкостных систем охлаждения
|
|
|
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.
| 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.
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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 :
| 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 | 900 | |
| 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.
| 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 | 90 027||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 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 = 2,389×10 -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.
| 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 | 2,360,56 | |
| 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.
.