Вода как охлаждающая жидкость реферат

Обновлено: 01.06.2024

Вода обладает наибольшей охлаждающей способностью, имеет самую высокую теплоёмкость, большую теплопроводность, небольшую вязкость, большую теплоту испарения.

Однако вода обладает и существенными недостатками. При 0 0 С она замерзает со значительным увеличением объёма (до 10 %). Это вызывает разрушение (размораживание) системы охлаждения при отрицательных температурах. Вода имеет сравнительно низкую температуру кипения, поэтому её рабочая температура не должна превышать 90 0 С. Растворённые в воде соли образуют в системе охлаждения двигателей отложения (накипь). При отложении накипи нарушается тепловой режим двигателей, увеличивается расход топлива и масла.

Вода в зависимости от содержания растворённых в ней солей может быть мягкой, средней жёсткости или жёсткой. Различают общую, карбонатную (временную) и некарбонатную (постоянную) жесткость. Общей жёсткостью воды называют суммарное содержание в ней кальция и магния. Жёсткость воды измеряют в миллиграмм-эквивалентах (мг-зкв). Один мг-экв жёсткости соответствует содержанию 20,04 мг/л кальция (Са ++ ) или 12,16 мг/л магния (Мg ++ ). Карбонатная жёсткость зависит от количества растворённых в воде двууглекислых солей Са и Мg. Эти соли при температуре выше 80 - 85 0 С разлагаются и выпадают в осадок в виде накипи и шлака. Некарбонатная жёсткость зависит от количества растворённых в воде солей хлористых, сернокислых и кремнекислых. Эти соли при кипячении воды в осадок не выпадают, если их концентрация не превышает предела насыщения.

Жесткость воды ориентировочно может быть определена без специального оборудования по пенообразованию при намыливании рук мылом: в мягкой воде пена устойчивая, а в жёсткой воде пена быстро гаснет и на руках остаётся сальный осадок.

Для уменьшения образования накипи в системе охлаждения предпочтительно применять атмосферную (дождевую, снеговую) воду, которая является мягкой. Поверхностные и грунтовые воды рекомендуется кипятить перед заливом в систему или добавлять к ним антинакипины, например, хромпик (двуххромовокислый калий). В большинстве случаев жёсткую воду перед употреблением обрабатывают реагентами: тринатрийфосфатом, кальцинированной содой и др. Основные способы предупреждения образования накипи приведены в таблице 8.1.

Таблица 8.1 - Способы предупреждения образования накипи

Операция Реактивы и их действие Порядок применения
Введение антина-кипинов Хромпик К2Сг2О7 или нитрат аммония NН4NО3 переводит соли накипи в растворимое состояние Готовят концентрат: 100 г реактива на 1 л воды. На 1 л среднежесткой воды берут 30-50 мл концентрата; для жесткой 100 - 130 мл. При помутнении воды в системе охлаждения воду меняют
Умягчение воды Гексамет (NаРО3)6 удерживает соли накипи во взвешенном состоянии Добавляют в среднежесткую воду 0,2, а в жесткую - 0,3 г/л. Периодически удаляют отстой через краники
Перегонка Все растворимые соли остаются в перегонном кубе Получают воду без солей жесткости (дистиллированную)
Кипячение Соли карбонатной и частично сульфатной жесткости выпадают в осадок Воду кипятят 20-30 мин, отстаивают и фильтруют от осадка
Обработка химическими реагентами Кальцинированная сода На2СО3 - 53 мг/л на одну единицу жесткости Теплую воду перемешивают с реактивом 20-30 мин, отстаивают и фильтруют от осадка

Если накипь все-таки образовалась, её следует удалить следующим составами:

1) раствор 0,6 кг технической молочной кислоты в 10 л воды;

2) раствор смеси фосфорной кислоты (1 кг) и хромового ангидрида (0,5 кг) в 10 л воды.

Время обработки 0,5 - 1 час. Перед обработкой необходимо удалить термостат, залить состав в систему охлаждения. По истечении рекомендуемого срока запустить двигатель и дать поработать 15 - 20 мин, после чего удалить состав и систему два - три раза промыть водой. Последнюю промывку лучше сделать горячим раствором хромпика (0,5 - 1 %) для создания антикоррозионной защитной плёнки на поверхностях системы охлаждения.

Требования, предъявляемые к охлаждающим жидкостям для обеспечения нормальной работы всей системы. Достоинства и недостатки воды как охлаждающей жидкости. Понятие жесткости воды и способы ее снижения. Состав и свойства антифриза, показатели качества.

Рубрика Химия
Вид контрольная работа
Язык русский
Дата добавления 03.03.2013
Размер файла 2,3 M

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Министерство образования и науки Российской Федерации

государственное образовательное учреждение

Факультет транспортных систем

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА № 1

По основам нефтехимии

Тема: Охлаждающие жидкости

Выполнил студент: Москвин И.Ю.

Номер зачетной книжки: 316198

Преподаватель: Мосталыгина Л.В.

Требования, предъявляемые к охлаждающим жидкостям

Вода, как охлаждающая жидкость

Состав и свойства антифриза

Часть тепла, выделяющегося при сгорании топлива в двигателе идет на нагрев камеры сгорания и цилиндров двигателя. При чрезмерном нагреве стенок камер сгорания теряется мощность двигателя вследствие ухудшения наполнения цилиндров, ухудшаются условия смазывания, появляется детонация, калильное зажигание и другие нежелательные явления. Чтобы предотвратить перегрев деталей двигателя, их охлаждают. В качестве охлаждающих агентов в двигателях используют воздух или жидкости Наибольшее распространение получили жидкостные системы охлаждения.

В двигателях с жидкостным охлаждением блок и головка цилиндров выполнены двойными. Между стенками образуется охлаждающая рубашка, которая заполняется жидкостью. Охлаждающая жидкость отводит тепло от стенок и головки цилиндров и отдает тепло воздуху, который нагнетается вентилятором через радиатор. Таким образом, охлаждающая жидкость непрерывно циркулирует в замкнутой системе охлаждения, нагреваясь в блоке и головке цилиндров и охлаждаясь в радиаторе.

Требования, предъявляемые к охлаждающим жидкостям

Для обеспечения нормальной работы всей системы к охлаждающей жидкости предъявляют ряд требований. Жидкость должна:

*иметь высокие теплоемкость и теплопроводность для эффективного отвода тепла;

*не замерзать и не кипеть при всех рабочих температурах двигателя;

*не вызывать коррозии металлов и сплавов;

*не разъедать резинотехнические изделия системы охлаждения;

*обладать достаточно низкой стоимостью и производиться в достаточном количестве;

Для эксплуатации двигателей при положительных температурах воздуха самой подходящей охлаждающей жидкостью является вода. При отрицательных температурах во избежание замерзания воды применяют водные смеси с различными веществами, понижающими температуру застывания. Такие смеси получили название антифризов.

Вода, как охлаждающая жидкость

безопасность (пожарная и взрывная);

безвредность (отсутствие токсичности);

высокая удельная теплоёмкость 4,19 кДж/(кг*К).

высокая температура замерзания ( около 00 С);

увеличение объёма образующегося льда по сравнению с объёмом жидкости на 10 % при замерзании;

низкая температура кипения (1000 С);

способность образования отложений.

В результате второго недостатка при низких температурах окружающего воздуха давление на стенки может возрасти до 250 МПа, что приводит к разрушению элементов системы охлаждения.

Для частичного устранения третьего недостатка систему охлаждения герметизируют, устанавливая на пробке радиатора два клапана: воздушный и паровой. Благодаря этому температура кипения воды в системе охлаждения несколько увеличивается ( 1190 С). Это, кроме того, позволяет увеличить температурный перепад в системе охлаждения и тем самым повысить эффективность теплообменных процессов. В результате можно снизить количество охлаждающей жидкости, уменьшить потребную поверхность радиатора, и сократить теплопотери в охлаждающую жидкость.

Накипью называют плотные отложения, образующиеся на нагретых стенках системы охлаждения. Накипь состоит из выделившихся из воды солей калия и магния, взвешенных продуктов коррозии и механических загрязнений. Шламом называют илоподобные частицы и элементы разрушения накипи минерального или органического происхождения, скапливающиеся в застойных полостях рубашки охлаждения и в нижнем бачке радиатора.

Образование отложений в системе охлаждения ухудшает теплоотдачу стенок рубашки системы охлаждения на 40 %, так как накипь имеет низкую теплопроводность, и уменьшает сечение трубок радиатора и всех проходных сечений. Как следствие двигатель перегревается, что ведёт к увеличению расхода топлива. Отложения в системе охлаждения образуются в виде накипи и шлама.

Соли кальция и магния придают воде свойство, называемое жёсткостью воды, которое измеряется в мг-эквивалентах солей на 1 л воды. Жёсткость воды 1 мг-экв/л означает, что вы воде содержится 20,04 мг/л ионов кальция или 12,16 мг/л ионов магния. Мягкой вода считается при содержании в ней солей до 4 мг-экв/л ( 6 моль/м3). Принято считать мягкой атмосферную воду (дождь, снег) мягкой, речную и озёрную - средней, колодезную и ключевую - жёсткой. Различают жёсткость временную, постоянную и общую.

Временная жёсткость характеризует содержание в воде в основном двух соединений - бикарбоната кальция Ca(HCO3)2 и бикарбоната магния Mg(HCO3)2. Эти соли находятся в воде только при наличии в ней некоторого количества свободной углекислоты. При кипячении свободная углекислота удаляется, и соли временной жёсткости распадаются на карбонаты, выпадающие в осадок, и диоксид углерода, уходящий в атмосферу:

Ca(HCO3)2 > CaCO3 + CO2 +H2O

Mg(HCO3)2 > MgCO3 + CO2 +H2O

Таким образом, при кипячении бикарбонаты удаляются из воды, поэтому обусловленную их присутствием жёсткость называют временной, то есть устранимой. Перед заливкой воду можно прокипятить и заливать в радиатор после фильтрования. При отсутствии такой обработки соли временной жёсткости выпадают в накипь при первом же закипании в радиаторе. При этом происходит снижение временной жёсткости. Поэтому не следует часто менять воду в системе охлаждения.

Постоянная жёсткость определяется присутствием в воде более стойких солей: сульфаты (гипс CaSO4, MgSO4), хлориды (CaCl2, MgCl2), силикаты CaSiO3, Mg SiO3 и др. Эти соединения при кипячении не разлагаются и не выпадают в осадок, если их концентрация не превосходит предел насыщения. Такие условия создаются при испарении части воды. Гипс, в отличии от большинства минеральных солей, обладает отрицательной растворимостью при повышении температуры растворимость гипса в воде уменьшается и его избыток выпадает в виде накипи. Присутствие гипса в накипи придаёт ей прочность и жёсткость.

Общей жёсткостью называют сумму временной и постоянной жёсткости.

Простейший способ умягчения - кипячение воды с последующей фильтрацией.

Другой способ - добавление соды и гашеной извести, что приводит к выпадению в осадок соединений кальция и магния, с последующей фильтрацией.

Наиболее эффективный способ - фильтрация воды через катионитовые фильтры. Катиониты - это вещества, способные вступать в ионообменную реакцию с растворёнными в воде солями. Они поглощают из воды ионы щелочноземельных элементов.

Снизить жёсткость воды можно так же путём её магнитной обработки. При прохождении воды через магнитное поле, растворённые в ней соли выделяются в виде хлопьев. Затем воду фильтруют.

Воду, предназначенную для системы охлаждения, необходимо предохранять от попадания в неё нефтепродуктов. Эти вещества уменьшают теплопроводность накипи и, следовательно, усугубляют её вред. Кроме того, они вызывают вспенивание воды и её выброс из системы охлаждения.

Из системы охлаждения шлам можно удалить многократной поочерёдной промывкой водой и продувкой сжатым воздухом. Для удаления накипи используют растворы веществ, обеспечивающих разрушение нерастворимых в воде солей накипи. Соли временной жёсткости удаляют кислыми растворами, постоянной - щелочными.

Все составы для удаления накипи, как и вода, оказывают коррозионное воздействие на металлы, особенно цветные.

Отложение накипи герметизирует систему охлаждения. Поэтому после её удаления, как правило, появляется течь в системе охлаждения.

При удалении накипи из системы охлаждения удаляют термостат, затем заливают раствор и выдерживают его в соответствии с инструкцией. После этого двигатель запускают и дают поработать 10…20 минут. После остановки двигателя раствор из него сливают и промывают систему охлаждения 2…3 раза водой. Для предотвращения коррозии промывку рекомендуется проводить 1 % раствором хромпика.

Состав и свойства антифриза

На рисунке указаны температура кристаллизации, температура кипения, плотность смеси этиленгликоля и воды в зависимости от содержания в ней этиленгликоля

Этиленгликоль (моноэтиленгликоль) - маслянистая желтоватая жидкость без запаха, умеренно вязкая, с плотностью 1,112-1,113 г/смз (при 20°С), температурой кипения 197°С и кристаллизации -11,5°С. При нагревании этиленгликоль и его водные растворы сильно расширяются. Для предотвращения выброса жидкости из системы охлаждения ее снабжают расширительным бачком и заполняют на 92-94% от общего объема.

Водный раствор этиленгликоля химически агрессивен и вызывает коррозию стальных, чугунных, алюминиевых, медных и латунных деталей системы охлаждения, а также припоев, используемых для пайки ее узлов. Кроме того, этиленгликоль очень токсичен.

Пропиленгликоль - по свойствам аналогичен этиленгликолю и менее токсичен, но примерно в 10 раз дороже. При низких температурах он более вязкий, чем этиленгликоль, и в связи с этим прокачиваемость у него хуже.

Смесь этиленгликоля с водой характерна тем, что температура ее кристаллизации зависит от соотношения этих двух составляющих. У смеси она значительно ниже, чем по отдельности у воды и этиленгликоля. При различных пропорциях можно получить растворы с температурой кристаллизации от 0 до -75°С. Температура кристаллизации и кипения, а также плотность смеси этиленгликоля и воды в зависимости от содержания в ней этиленгликоля представлены на рисунке. Самое низкое значение температуры замерзания соответствует составу, в котором этиленгликоля 66,7% и воды 33,3%. В других случаях одну и ту же температуру замерзания можно получить при двух значениях соотношений этиленгликоля и воды. Экономически выгодно использовать вариант с большим количеством воды.

Определение соотношения этиленгликоля и воды в антифризе осуществляют по плотности, измеренной с помощью ареометра или гидрометра. На специальных приборах для удобства вместо шкалы плотности применяется двойная шкала, одновременно показывающая содержание этиленгликоля в процентах и температуру кристаллизации. При проверке нужно учитывать температурные поправки к показаниям прибора, указанные в инструкции к нему.

Комплекс присадок включает в себя противокоррозионные, антивспенивающие, стабилизирующие и красящие вещества. Антифризы не должны содержать в своем составе нитрит-нитраты, которые, взаимодействуя с аминами, образуют токсичные соединения, причем некоторые из них канцерогенны (провоцируют онкологические заболевания).

Совместимость охлаждающих жидкостей определяется техническими условиями. Изготовленные по разным техническим условиям жидкости часто несовместимы, так как содержащиеся в них присадки могут вступить в реакцию друг с другом и утратить свои полезные свойства. Поэтому при необходимости восстановить уровень охлаждающей жидкости лучше доливать дистиллированную воду.

Показатели качества низкозамерзающих охлаждающих жидкостей

охлаждающая жидкость жесткость антифриз

Подобные документы

Свойства воды и способы ее умягчения. Требования к жесткости потребляемой воде на теплоэнергетическом производстве. Теоретические основы и методика определения жесткости воды комплексонометрическим методом. Отбор проб, реактивы, выполнение определения.

курсовая работа [36,7 K], добавлен 07.10.2009

Подземные и поверхностные воды, атмосферные осадки - источник водообеспечения централизованных систем водоснабжения. Свойства подземных вод. Состав природных вод. Влияние примесей воды на ее качество. Процессы формирования качества воды и ее самоочищения.

реферат [71,2 K], добавлен 09.03.2011

Строение молекулы воды. Водородные связи между молекулами воды. Физические свойства воды. Жесткость как одно из свойств воды. Процесс очистки воды. Использованием воды, способы ее восстановления. Значимость воды для человека на сегодняшний день.

презентация [672,3 K], добавлен 24.04.2012

Понятие плотности и насыщенности жидкости. Плотность жидкости при нормальной температуре кипения. Аддитивный метод Шредера, неаддитивный метод Тина и Каллуса, метод Ганна-Ямады и другие методы. Применение различных методов для вычисления плотности.

реферат [78,8 K], добавлен 21.01.2009

Вода (оксид водорода) — бинарное неорганическое соединение. Описание строения молекулы воды, ее физических и химических свойств. Общий запас воды на Земле, сферы ее применения. Рассмотрение аномалий данной жидкости, отличающих ее от других природных тел.

реферат [1,2 M], добавлен 27.04.2015

Условные показатели качества питьевой воды. Определение органических веществ в воде, ионов меди и свинца. Методы устранения жёсткости воды. Способы очистки воды. Приготовление рабочего раствора сернокислого калия. Очистка воды частичным замораживанием.

практическая работа [36,6 K], добавлен 03.12.2010

Распространение воды на планете Земля. Изотопный состав воды. Строение молекулы воды. Физические свойства воды, их аномальность. Аномалия плотности. Переохлажденная вода. Аномалия сжимаемости. Поверхностное натяжение. Аномалия теплоемкости.

  • Для учеников 1-11 классов и дошкольников
  • Бесплатные сертификаты учителям и участникам

Охлаждающие жидкости, требования к качеству. Использование воды в качестве охлаждающей жидкости.

1. Классификация технических жидкостей.

Наряду с топливом, маслом и смазками в современных автомоби­ лях широко используются технические жидкости (для охлаждения двигателей, обеспечения торможения и амортизации автомобилей во время движения, приведения в действие механизмов, силовых агрегатов и т. п.).

Технические жидкости должны отвечать многообразным и спе­ цифичным требованиям, поэтому для их приготовления исполь­ зуются многочисленные химические и синтетические соединения: гликоли, углеводороды, спирты, глицерин, эфиры и др.

В зависимости от назначения и свойств технические жидкости подразделяются на охлаждающие, тормозные, для гидравлических систем, амортизаторные и пусковые. Производятся также промы­ вочные и очистительные жидкости — это этиловый спирт, очис­ тители стекол, различные моющие средства и др.

2. Назначение жидкостей системы охлаждения.

Значительная часть тепловой энергии при работе двигателя внутреннего сгорания расходуется на нагревание поршня, гильзы цилиндров, головки блока, кла­ панного механизма, которые непосредственно соприкасаются с продуктами сгорания топлива и сильно нагреваются. От них необходимо отводить избыточную теплоту для поддержания оптимального теплового режима. Охлаж­ дающая жидкость непрерывно циркулирует в замкнутой системе охлаждения, нагреваясь в блоке, головке цилиндров и охлаждаясь в радиаторе.

Эффективность и надежность работы системы охлаждения дви­ гателя в значительной степени зависят от качества применяемой охлаждающей жидкости.

3. Эксплуатационные требования к качеству охлаждающих жидкостей.

Все охлаждающие жидкости должны удовлетворять следующим требованиям:

- эффективно отводить тепло (т. е. иметь большую теплоемкость и небольшую вязкость);

- иметь высокие температуру кипения и теплоту испарения;

- обладать низкой температурой кристаллизации;

- не образовывать отложений в системе охлаждения;

- не вызывать коррозии металлических деталей и не разрушать резиновые детали системы охлаждения;

- не вспениваться в процессе работы;

- быть дешевыми, пожаробезопасными и безвредными для здо­ ровья.

Таким образом, ж идкость должна иметь высокие теплоемкость и теплопрово­ дность, чтобы эффективно отводить теплоту, не замерзать и не ки­петь при всех рабочих температурах двигателя, легко прокачивать­ ся при низких температурах, не воспламеняться, не вспениваться, не вызывать коррозии металлов и сплавов и не разъедать резино­ вых шлангов и соединений системы охлаждения.

В наибольшей степени этим требованиям отвечает вода и вод­ ные смеси с различными веществами, снижающими температуру застывания. Такие смеси получили название антифризов.

4. Использование воды в качестве охлаждающей жидкости.

Наиболее распространенной жидкостью, применяемой для охлаждения, является вода.

Вода как охлаждающая жидкость имеет ряд достоинств и недо­ статков. В системе охлаждения двигателей различной техники воду используют еще достаточно широко. Вода доступна, безопасна в пожарном отношении, безвредна для человека и имеет высокую удельную теплоемкость 4,2 кДж/(кг- °С), превосходящую все другие известные охлаждающие жидкости. Только немногие жидкости — этиловый спирт, этиленгликоль — приближаются к ней по этому показателю. Главным недостатком воды является высокая темпера­тура замерзания — О °С.

При использовании воды в качестве охлаждающей жидкости образование отложений в системе охлаждения двигателя опреде­ляется в основном наличием растворенных в воде солей, образу­ ющих накипь, теплопроводность которой приблизительно в 100 раз меньше, чем теплопроводность стали. Отложение накипи в систе­ ме охлаждения (рис. 8.1) вызывает нарушение теплового режима работы двигателя, увеличение расхода топлива и масла.

Рис. 8.1. Типичные места отложения накипи (/) и шлама (2) в системе охлаждения автомобильных двигателей

Качество воды зависит от состава и количества примесей, ко­ торые могут находиться в виде взвесей, коллоидных частиц или в растворенном состоянии. Механические примеси обычно легко удалить отстоем или фильтрацией. Если после фильтрации вода остается мутной, то это свидетельствует о содержании в ней очень мелких частиц размером в десятые доля микрона. Для их удаления в воду добавляют коагулянты — вещества, под действием которых мелкие частицы укрупняются, образуя хлопья, впоследствии лег­ ко удаляемые отстаиванием или фильтрацией. Наиболее часто для очистки воды используют железный купорос Fe SO 4 * 7Н2О в кон­центрации 25. 50 г/м 3 , хлорид железа Fe Cl 3 *6 H 2 O — 12. 25 г/м 3 , сернокислый алюминий Al ( SO 4 ) 3 • 18Н2О — 50. 120 г/м 3 . Для интен сификации процесса коагуляции в воду можно добавить гашеную известь или кальцинированную соду.

Существенным недостатком воды как охлаждающей жидкости является способность образовывать в системе накипь и шлам. Кро­ме механических примесей в воде обычно находятся растворенные соединения. Одни из них безвредны, другие вызывают образо­вание накипи, некоторые коррозируют металл. Особенно неже­лательны вещества, вызывающие образование накипи. Накипь в системе охлаждения уменьшает сечение каналов и нарушает цир­ куляцию воды, что резко ухудшает отвод теплоты. Чем больше, плотнее и тверже слой накипи, тем хуже теплообмен и выше расход топлива. При толщине слоя накипи 1,5. 2,0 мм вследствие ухуд­ шения отвода тепла и повышенной температуры деталей двигателя перерасход топлива может составить 8. 10 %.

Отложение накипи в водяной рубашке блока и головке цилин­дров ведет к появлению трещин ввиду ухудшения охлаждения их стенок, неравномерного температурного расширения и возник­новения в них значительных внутренних напряжений. Наруше­ ние теплового режима и работа двигателя с перегревом приводят к разгерметизации системы охлаждения и протечкам. Это вызы­вает нарушение работы и отказ двигателя, прогар прокладки го­ ловки блока цилиндров, клапанов, поршней и необходимость ре­ монта.

Общая жесткость — это суммарное содержание в воде ионов кальция и магния. Измеряется в миллиграмм - эквивалентах ио­ нов на 1 л воды: 1 мг - экв/л соответствует содержанию в 1 л воды 20,04 мг кальция (Са 2+ ) или 12,16 мг магния (М g 2+ ).

Общая жесткость воды является суммой карбонатной (или вре­ менной) и некарбонатной (или постоянной) жесткости. Наиболее вредны соединения, обусловливающие карбонатную (временную) жесткость — двууглекислые соли кальция Са (НСО3)2 и магния М g (НСО3)2- При температуре выше 85 о С они разлагаются и выпа­ дают в осадок на поверхности деталей системы охлаждения, обра­ зуя прочные отложения накипи:

Постоянная жесткость определяется присутствием в воде более стойких солей, таких как Ca SO 4 , Mg SO 4 — сернокислых и СаС12, МдС12 — хлористых. Эти соединения при кипячении воды не разла­гаются и не выпадают в осадок (если их концентрация не превосхо­ дит предела насыщения), а остаются в растворе. Однако при силь­ ном испарении концентрация солей повышается, и они частично выпадают в осадок, участвуя в образовании накипи. Содержание солей магния и кальция в воде характеризует ее жесткость. Чем она больше, тем быстрее увеличивается количество накипи в системе охлаждения двигателя.

Вода считается мягкой, если содержание солей в ней не более 3 мг - экв/л. В двигателях ее можно использовать без умягчения. Вода средней жесткости содержит солей в пределах 3. 6 мг - экв/л и пе­ ред использованием в двигателе ее желательно умягчать. Жесткая вода содержит более 6 мг –экв /л солей и подлежит обязательному умягчению.

В северных регионах России вода, как правило, мягкая, в сред­ней полосе жесткость постепенно увеличивается. Наибольшее ко­личество солей содержит вода южных регионов, ее жесткость мо­ жет достигать 70. 100 мг - экв/л.

По степени пригодности для системы охлаж­ дения п риродную воду можно подразделить на три группы:

1. атмосферная (дождевая, снего­ вая) — мягкая;

2. поверхностная вода (речная, озерная в средней полосе России) — мягкая или средняя;

3. грунтовая вода (колодезная, ключе­вая) и морская вода — жесткая.

Мягкая вода накипи не дает, средняя образует ее медленно, а жесткая и очень жесткая — быстро и поэтому требует обязатель­ ного умягчения. Для компенсации естественных потерь антифриза (от испарения) и промывки системы охлаждения пригодна мягкая, дистиллированная (без железа и хлоридов) и деионизированная ( без кальция и магния) вода. В крайних случаях при применении водопроводной воды ее кипятят примерно 30 мин для уменьшения содержания солей.

Дистиллированная вода (ГОСТ 6709 — 72) не содержит солей жесткости. Дистиллированную воду используют для приготовле­ния антифриза из концентрата, при доливке в систему охлаждения с антифризом, для приготовления электролита и доливке в аккуму­ ляторную стартерную батарею, других операциях при обслужива­нии и ремонте, где рекомендовано ее применение. Для получения дистиллированной воды обычную воду перегоняют в специальных аппаратах.

5.Способы умягчения воды.

Для предупреждения образования накипи в системе охлаж­ дения двигателя используют способы умягчения воды до заливки: кипячение, химические способы и введение антинакипинов (хром­ пик, нитрат аммония).

Простейшим способом умягчения воды является ее кипячение в течение 15. 20 мин. При этом бикарбонаты разлагаются и углекис­лые соли (только частично) выпадают из воды в виде осадка. После фильтрации остаточная временная жесткость воды, как правило, составляет 1 . 2 мг-экв/л.

Распространены химические способы умягчения воды — до­ бавление в воду веществ, образующих с солями кальция и магния нерастворимые соединения, выпадающие в осадок. Например, до­ бавление соды Na 2 CO 3 или гашеной извести (гидроксид кальция Са (ОН)2) приводит к выпадению накипеобразующих соедине­ ний кальция и магния в осадок в виде нерастворимых соединений СаСО3, М g СО3 и М g (ОН)2. Известково-содовый способ умягчения воды эффективнее кипячения. Остаточная общая жесткость воды после обработки составляет 0,5. 1,0 мг - экв/л.

Простым эффективным способом умягчения воды является ее фильтрация через катиониты (пермутит, глауконит и др.). Перму титы представляют собой алюмосиликаты щелочных металлов . Мелкопористые частицы алюмосиликата способны вступать в обменную реакцию, удаляя из воды ионы кальция и магния. Различают пермутиты естественные (глауконитовые пески) и искусственные. Выпускают промышленные установки для умягчения воды с помощью катионитовых фильтров. Остаточная жесткость воды после обработки — до 0,05 мг - экв/л.

Магнитная обработка воды сводится к пропуску жесткой воды между полюсами постоянного магнита или электромагнита. При пересечении силовых линий соли, образующие накипь, разлагают­ся и выпадают в виде осадка, легко удаляемого фильтрацией.

Для предупреждения образования накипи в системе охлаждения двигателя необходимо как можно реже менять воду. В зимнее вре­ мя при постановке на длительное хранение и остановке двигателей сливаемую воду собирают и используют повторно, так как она уже в значительной степени лишена солей жесткости.

Применение препаратов — антинакипинов — позволяет пред­ отвратить образование накипи обработкой воды непосредствен­ но в системе охлаждения. Добавление антинакипинов особенно удобно в полевых условиях при отсутствии мягкой воды. В качестве антинакипинов используют гексаметафосфат натрия — ( NaPO 3 )6, хромпик — К2Сг2О7, ортофосфаты натрия — Na 3 PO 4 - 12 H 2 O (тринатрийфосфат) и кальция — Са(Н2РО4)2. Их действие сводится к предотвращению образования твердых отложений накипи на горя­ чих поверхностях и удержанию солей жесткости в воде в пересы­ щенном состоянии, предотвращая их кристаллизацию и отложение на поверхности.

Антинакипин на основе тринатрийфосфата действует таким об­ разом, что вместо солей, дающих твердую накипь, образуются рых­лые соли — мягкий шлам, который находится в воде во взвешенном состоянии. Через 3—5 дней работы двигателя шлам удаляют, про­ мывая систему охлаждения. Фосфаты также образуют на поверх­ности металла прочные защитные пленки, которые предохраняют металл от коррозии. Концентрация тринатрийфосфата при жестко­ сти воды 5. 9 мг-экв/л должна быть примерно 0,3 г/л.

Нередко в качестве антинакипина используют хромпик К2Сг2О7. При жесткости до б мг-экв/л в 1 л воды добавляют 3 г хромпика, а при большей жесткости — до 10 г. Являясь сильным окислите­ лем, хромпик на поверхности металла создает защитную оксидную пленку, которая предохраняет от коррозии.

На рис. 8.2 приведена схема установки для умягчения жесткой воды.

Рис. 8.2. Схема стационарной катионитовой установки для умягчения же­ сткой воды:

1 — насос; 2 — катионитовый фильтр с сульфированным углем; 3 — ме­шалка для приготовления раствора поваренной соли; 4 — сборник умяг­ ченной воды

6. Удаление накипи.

Значительную трудность представляет удаление накипи. Обра­ зовавшейся слой накипи в водяной рубашке блока и головки цилин­ дров, трубок радиатора удаляют специальными растворами по мере загрязнения и периодически при сезонном обслуживании. Составы являются токсичными, при их приготовлении и применении нужно соблюдать меры предосторожности.

Для сильно загрязненной системы охлаждения двигателей пе­ред ее обработкой удаляют термостат и заливают состав. После выдержки с составом и работы двигателя в течение 10. 15 мин раствор сливают. Систему промывают 2— 3 раза чистой водой и последний раз — горячей водой с добавлением 0,5. 1,0 % раство­ ра хромпика в качестве противокоррозионной промывки. Устанав ливают термостат и заполняют систему охлаждения чистой водой или антифризом. Обязательно проверяют герметичность систе­ мы визуально и с использованием специальных приспособлений. Например, опрессовкой — гидравлическим испытанием головки и блока цилиндров горячей водой при температуре 70. 80 о С под давлением 0,4. 0,5 МПа, сжатым воздухом в радиаторах под из­быточным давлением 0,03. 0,05 МПа. Качество моечно-очистных работ оценивается степенью удаления всех видов загрязнений.

Для профилактики и в целях удаления накипи из системы охлаждения используют раствор технического Трилона Б из рас­ чета 200 г на 10 л воды. В эксплуатации водный раствор заливают в систему перед выездом автомобиля на линию, а по возвращении (через 6. 7 ч) сливают и заменяют свежим. Так поступают в тече­ние 4 — 5 рабочих дней, после чего в систему охлаждения заливают воду, содержащую 2 г Трилона Б в 1 л.

Промышленность выпускает готовые к применению препараты для удаления накипи, продуктов деструкции компонентов анти­ фриза в системе охлаждения двигателей. Эти препараты не содер­жат коррозионно-активных соляной и серной кислот. Ингибиторы коррозии и специальные добавки в их составе обеспечивают изби­ рательное взаимодействие активных компонентов очистителя с на кипью, ржавчиной и продуктов деструкции антифризов. Преиму­ ществом препаратов является технологичность применения, они не оказывают вредного воздействия на детали системы охлаждения и не влияют на эластичность и герметичность сальников и прокладок. Своевременное и регулярное применение растворов для удаления накипи также значительно улучшает работу отопителя автомобиля в зимний период.

1. Каково назначение технических жидкостей и какие требования к ним предъявляются?

2. В чем заключаются достоинства и недостатки воды как охлаждающей жидкости?

1. Манусаджянц О. И., Смаль Ф.В. Автомобильные эксплуатационные материалы.- М.: Транспорт, 2005.

2. Павлов В. П., Заскалько П. П. Автомобильные эксплуатационные материалы. -М.: Транспорт, 2007.

3. Кириченко Н.Б. Автомобильные эксплуатационные материалы. Москва АСАДЕМА, 2003.

4. Васильева Л. С. Автомобильные эксплуатационные материалы.- М.: Транспорт, 2006.

5. Колесник П. А. Материаловедение на автомобильном транспорте. -М.: Транспорт, 2007.

6. Мотовилин Г. В., Масико М. А., Суворов О. М, Автомобильные материалы. -М.: Транспорт, 2009.

7. МАТ РСФСР. Методические указания по применению и контролю качества топлив, смазочных материалов и специальных жидкостей. М., ЦБНТИ, 2008.

8. НИИАТ. Краткий автомобильный справочник. -М., Транспорт, 2005.

9. НИИАТ. Инструкция по получению, хранению, выдаче и учету топлива и смазочных материалов на автомобильном транспорте. РТМ-200-РСФСР-12-0053—84.

10. НИИАТ, ЦНИЛ. Руководство по нормированию расхода топлива и масел на автомобильном транспорте. РД-200-РСФСР-12-0212—84.

11. МАТ РСФСР. Линейные нормы расхода топлива для автомобильного транспорта. -М.: ЦБНТИ, 2009.

Наиболее полно отвечает предъявляемым к тормозным жидкостям требованиям простая вода. Сравнительно высокие теплоёмкость, теплопроводность и коэффициент теплоотдачи, а также незначительная вязкость (1,02 мм 2 /с при 20 °С), нетоксичность и неограниченное количество делают воду ценным теплопередатчиком. Однако у воды есть и весьма существенные недостатки:

– высокая температура замерзания (0 °С);

– низкая температура кипения (100 °С);

– значительный коэффициент объёмного расширения при замерзании

– склонность к образованию отложений (накипи);

– коррозионность к деталям системы охлаждения.

Несмотря на перечисленные недостатки, наряду с высокой стоимостью смесей воды с другими веществами, она широко применяется в системах охлаждения грузовых автомобилей. Эти системы имеют большую вместимость, поэтому затраты на заполнение и доливы специальными жидкостями велики.

Следует иметь ввиду, что попадание минеральных масел в воду взывает сильное пенообразование, что значительно ухудшает теплопередачу. Аналогичное действие оказывает присутствие даже небольшого количества масел в накипи.

При использовании воды в качестве охлаждающей жидкости необходимо постоянно помнить о её склонности к образованию осадков на стенках системы охлаждения. Накипь ухудшает теплоотдачу от нагретых деталей. На образование накипи основное влияние оказывает жёсткость воды.

Жёсткость воды определяют по содержанию в ней солей кальция и магния. Единица жёсткости – содержание 1 миллиграмм-эквивалента (мг-экв) ионов кальция и магния в 1 литре воды. Одному мг-экв жёсткости соответствует содержание 20,04 мг/л Са ++ или 12,16 мг/л Мg ++ . Деление воды группы жёсткости показано в табл. 5.2.

Классификация воды и режим технического обслуживания

системы охлаждения двигателей

Класс воды Происхожде-ние воды Группа жёсткости Общая жёст-кость, мг-экв/л Влияние на накипеобразова-ние
Атмосферная Дождевая, снеговая Очень мягкая До 1,5 Накипи не образует

Окончание табл. 5.2

Класс воды Происхожде-ние воды Группа жёсткости Общая жёст-кость, мг-экв/л Влияние на накипеобразова-ние
Поверхност-ная Речная, озёрная, северные водоёмы Центральные и южные районы Очень мягкая Мягкая Мягкая Средне-жёсткая До 1,5 1,5–4,0 1,5–4,0 4,0–8,0 Накипи почти не образует Образует накипь. Необходимо не реже 2 раз в год удалять накипь.
Грунтовая Родниковая, колодезная, артезианская Жёсткая и очень жёсткая 8,0–12,0 и более Быстро откладывается значительная накипь. Не рекомендуется применять воду без предварительного умягчения

Общая жёсткость воды является суммой карбонатной (временной) и некарбонатной, главным образом сульфатной, жёсткостей. Жёсткость воды легко определить (ориентировочно) при намыливании рук: в мягкой воде пена устойчивая, а в жёсткой воде пена быстро гаснет и на руках остаётся сальный осадок.

Для устранения вредного влияния жёсткости – образования накипи – в систему охлаждения вводят антинакипины или умягчают воду перед заливом (табл. 5.3).

Способы предупреждения образования накипи

Операция Реактивы и их действие Порядок применения
Введение антинакипинов Хромпик К2Сr2O7 или нитрат аммония NH4NO3 переводят соли накипи в растворимое состояние Готовят концентрат: 100 г реактива на 1 л воды. На 1 л среднежёсткой воды берут 30–50 мл концентрата; для жёсткой 100–130 мл. При помутнении воды в системе охлаждения воду меняют.
Умягчение воды Гексамет (NaPO3)6 удерживает соли накипи во взвешенном состоянии Добавляют в среднежёсткую воду 0,2, а в жёсткую – 0,3 г/л., периодически удаляют отстой через краники

Окончание таблицы 5.3

Операция Реактивы и их действие Порядок применения
Перегонка Все растворимые соли остаются в перегонном кубе Получают воду без солей жесткости (дистиллированную)
Кипячение Соли карбонатной и частично сульфатной жесткости выпадают в осадок Воду кипятят 20–30 мин, отстаивают и фильтруют от осадка
Обработка химическими реагентами Кальцинированная сода Na2CO3 – 53 мг/л на одну единицу жесткости Тёплую воду перемешивают с реактивом 20–30 мин, отстаивают и фильтруют от осадка

Применение антинакипинов эффективно снижает скорость образования накипи в системе охлаждения (рис. 5.2).

Рис. 5.2. Динамика нарастания количества накипи в системе охлаждения, заправленной водой с антинакипином (2) и без него (1)

При образовании накипи её удаляют различными способами:

1) Техническая молочная кислота (600 г на 10 л воды);

2) Хромпик (200 г на 10 л воды);

Растворы хромпика вызывают ожоги кожи!

3) 6–10% раствор НСl с добавками различных ингибиторов.

Растворы заливают в систему охлаждения, удалив термостат, и выдерживают:

– в технической молочной кислоте – до прекращения выделения

– хромпике – 8–10 часов;

– соляной кислоте – 0,5–1 час.

Затем растворы сливают и тщательно промывают систему охлаждения водой.




При использовании воды в качестве охлаждающей жидкости зимой необходимо помнить о возможности замерзания воды в радиаторе при циркуляции по малому контуру системы. Особенно это возможно при постоянном вращении вентилятора приводными ремнями.

Для увеличения температуры кипения в герметичной системе охлаждения повышается давление. В результате возрастает и температура закипания воды:

Читайте также: