5302

Определение качества низкозамерзающей охлаждающей жидкости

Лабораторная работа

Производство и промышленные технологии

Определение качества низкозамерзающей охлаждающей жидкости Цель работы: оценка качества антифриза по внешнему виду, температуре кристаллизации, выполнение расчета добавки воды для исправления антифриза. Теоретическое введение При сгорании топлива в ...

Русский

2012-12-06

431.51 KB

62 чел.

Определение качества низкозамерзающей охлаждающей жидкости

Цель работы: оценка качества антифриза по внешнему виду, температуре кристаллизации, выполнение расчета добавки воды для исправления антифриза.

Теоретическое введение

При сгорании топлива в двигателе, часть тепла расходуется на нагрев цилиндров и камер сгорания двигателя. Чтобы предотвратить перегрев деталей двигателя их охлаждают.

В качестве охлаждающих агентов используют воздух или жидкости.

В двигателях с жидкостным охлаждением охлаждающая рубашка заполняется жидкостью, которая отводит тепло от стенок и головки цилиндров и отдает тепло воздуху, который пропускается вентилятором через радиатор.

Охлаждающая жидкость непрерывно циркулирует в замкнутой системе охлаждения, нагреваясь в головке цилиндров и охлаждаясь в радиаторах.

Надежность работы двигателей во многом зависит от состояния систем охлаждения и качества охлаждающей жидкости, которая должна удовлетворять требованиям, вытекающими из ее назначения и условий работы:

  1. иметь большую удельную теплоемкость и теплопроводность;
  2. по возможности меньше образовывать накипь в системе охлаждения;
  3. иметь оптимальную вязкость;
  4. не должна кипеть и замерзать при всех режимах работы двигателя;
  5. не воспламеняться;
  6. не вспениваться;
  7. не вызывать коррозию соприкасающихся с ней материалов;
  8. жидкость должна быть недефицитной, дешевой, пожаробезопасной и безвредной для здоровья.

Жидкость, которая отвечает всем требованиям еще не получена. Лучше всего почти всем предъявляемым требованиям удовлетворяет умягченная вода. Вода обладает высокой удельной теплоемкостью и теплопроводностью, неядовита, пожаробезопасна, дешевая, доступная, имеет небольшую вязкость , которая обеспечивает легкость циркуляции в системе охлаждения и отсутствия подтекания через сальниковые уплотнения. Но вода имеет некоторые недостатки. Природную воду можно использовать как охлаждающую жидкость после соответствующей подготовки: устранение солей жесткости, механических примесей, нейтролизация.

Вода имеет высокую температуру замерзания, а при переходе из жидкого в твердое состояние объемное увеличение составляет 10 %, поэтому в холодное время года для охлаждения применяют специальные низкозамерзающие жидкости (антифризы). В качестве антифризов могут быть использованы водные растворы спиртов, солей и других соединений (табл. 1).

Таблица 1

Название спирта

Формула

Плотность,

кг/м3

Температура кипения, °С

Метиловый

Этиловый

Изопропиловый

Этиленгликоль

Глицерин

CH3-OH

C2H5-OH

C3H7-OH

C2H4-(OH)2

C3H7-(OH)3

700

920

700

1114

1260

64,7

78,3

82,2

197,2

290,0

Большое применение получил антифриз на основе двухатомного спирта этиленгликоля C2H4-(OH)2 – вязкая ( = 25 мм2/с), бесцветная жидкость, плотность при 20 °С равна 1,11 г/см3, температура кипения 197,5 °С, температура замерзания минус 12 °С, обладает неограниченной растворимостью в воде.

При смешивании этиленгликоля с водой плотность аддитивно изменяется, что позволяет по измеренной плотности определить температуру замерзания охлаждающей жидкости.

При нагревании этиленгликолевые жидкости расширяются, коэффициент объемного расширения 6 – 8 %. При замерзании объем жидкости практически не изменяется.

Этиленгликоль оказывает коррозионное действие на металл, поэтому в качестве антикоррозионных присадок в этиленгликолевую жидкость вводят динатрийфосфат 2,5 – 3,5 г/л, декстрин – 1г/л (для деталей, изготовленных из алюминия, меди, свинца, олова). Цинковые и хромовые покрытия защищают от коррозии, вводя в этиленгликолевую жидкость молибдат натрия Na2M0O4 = 7,5 – 8 %.

В системах охлаждения автомобилей применяют охлаждающие жидкости – Тосол А - 40 и Тосол А - 65 с температурами начала замерзания не выше 40 и 65 °C соответственно. Водные растворы тосола приготавливают из этиленгликоля и комплекса различных присадок.

Наибольшее распространение получил антифриз на основе этиленгликоля, который в чистом виде кристаллизуется при температуре – 11 ... – 12 °С. С водой этиленгликоль образует так называемый эвтектический раствор – температура кристаллизации отдельных компонентов выше температуры кристаллизации растворов этих компонентов. Можно получить смесь этиленгликоля с водой, которая не замерзает при температуре до – 75 °С.

Промышленность выпускает два вида низкозамерзающих жидкостей. В зависимости от наличия присадок эти жидкости называются «Антифриз» или «Тосол». Первый, например, агрессивнее по отношению к резине.

Антифриз «Лена» имеет в 2 раза меньшую агрессивность ко всем материалам системы охлаждения.

Таблица 2

Характеристика охлаждающей жидкости Тосол

Показатели

Тосол

65

40

Внешний вид: цвет

Красный

Голубой

Начало понижения температуры кипения °С, не ниже

115

108

Плотность при 20 °С, кг\м3

1085 – 1095

1078 – 1085

PH при 20 °С

7,5 – 8,5

7,5 – 8,5

Температура замерзания °С, не выше

– 65

– 40

Температура кипения этиленгликоля и воды соответственно равен 197,5 и 100 °С, поэтому при эксплуатации автомобилей, в первую очередь, испаряется вода. Исправление качества охлаждающей жидкости сводится к добавлению в систему охлаждения недостающего количества воды. Недопустимо попадание в этиленгликолевые жидкости нефтепродуктов, т.к. это вызывает резкое вспенивание жидкости, что может привести к выбросу жидкости из радиатора.

Этиленгликоль и его водные растворы ядовиты только при попадании в желудочно-кишечный тракт, поэтому специальных мер для защиты неповрежденной кожи и дыхательных путей при работе с антифризами не требуется.

Практическая часть.

Исходные данные:

Антифриз ТОСОЛ ОЖ-40  ГОСТ 28084-89  ЖИДКОСТИ ОХЛАЖДАЮЩИЕ НИЗКОЗАМЕРЗАЮЩИЕ

Цвет: окрашена;

Прозрачность: прозрачный;

Механические примеси: отсутствуют;

Температура начала кристаллизации не выше минус 40°С.

1. Оценка качества антифриза по внешнему виду

          По цвету низкозамерзающей жидкости можно определить тип свежего антифриза (см. приложение 7). По мере работы простой антифриз из оранжевого превращается в белый и мутный, «Тосол» из голубого сначала превращается в зеленый, затем обесцвечивается в мутно-желтоватый.

По внешнему виду можно определить наличие механических примесей и других инородных включений.

Результаты испытания.

- Цвет: голубой, прозрачный.

- Наличие механических примесей отсутствует.

Заключение.

Образец соответствует ГОСТ28084-89.

2. Определение температуры кристаллизации антифриза

Температура кристаллизации определяется по плотности ареометром либо гидрометром, у которого вместо шкалы плотности имеется двойная шкала, одновременно показывающая содержание этиленгликоля в процентах и температуру кристаллизации антифриза.

Приборы, посуда, реактивы: образцы антифриза, мерный цилиндр, ареометр или гидрометр.

Проведение испытаний

В цилиндр налить 100 мл антифриза и опустить в него ареометр. Выждав некоторое время, необходимое для того, чтобы ареометр принял температуру антифриза, замерить по шкале плотность. Если температура этиленгликолевого антифриза отличается от + 20 °С, то привести замеренную плотность к + 20 °С по формуле:

(t – 20 °С),

где – температурная поправка плотности этиленгликоля, которая на каждый градус равна 0,000525.

Рис. 1. Температура кристаллизации этиленгликоля и воды:

1 – кривая плотности; 2 – кривая кристаллизации

Величина приведенной плотности используется для определения состава антифриза и его температуры кристаллизации по диаграмме (рис. 1). Для этого провести горизонтальную линию от оси ординат со значением плотности до пересечения с кривой плотности 1, опустить перпендикуляр на ось абсцисс и определить состав этиленгликолевого антифриза. Продолжить перпендикуляр вниз до пересечения с кривой температур кристаллизации 2, затем провести горизонтальную линию влево до оси ординат и определить температуру кристаллизации данной смеси.

Результаты испытания.

Охлаждающая жидкость содержит 48% воды и 58%  этиленгликоля. Температура кристаллизации = 37°С. Плотность =  .

Заключение.

Плотность образца не соответствует требованиям ГОСТ28084-89. По остальным параметрам соответствует.

Вывод: в ходе выполнения лабораторной работы изучили образец охлаждающей жидкости ТОСОЛ марки ОЖ-40. Данный образец не соответствует  требованиям ГОСТ 28084-89 ЖИДКОСТИ ОХЛАЖДАЮЩИЕ НИЗКОЗАМЕРЗАЮЩИЕ по плотности и температуре кристаллизации.

Лабораторная работа № 6

Определение качества тормозных жидкостей

Цель работы:  определение основы тормозной жидкости и температуры кипения.

К работе допущен:

Работу выполнил:

Работу защитил:

Теоретическое введение

Требования к жидкостям для гидравлических систем:

  1. низкая температура замерзания. Для жидкостей нефтяного происхождения температура застывания должна быть ниже минимальной температуры воздуха;
  2. хорошие защитные (консервационные, антикоррозионные и вязкостно-температурные) свойства, пологая кривая зависимости вязкости от температуры;
  3. высокая смазывающая способность;
  4. высокая физическая стабильность. При длительном использовании должна расслаиваться, выделять осадки, не должна образовывать при испарении паровых пробок;
  5. хорошая совместимость с конструкционными материалами (не воздействовать на неметаллические детали, на резиновые шланги, муфты и другие уплотняющие устройства).

Тормозные жидкости, используемые в отечественных автомобилях, подразделяются по характеру основы на касторовые жидкости и полигликолевые.

Касторовые жидкости представляют собой смесь касторового масла, получаемого из масличной культуры клещевины и спирта. Если с бутиловым спиртом, то это жидкость БСК, если с этиловым – ЭСК. Последняя жидкость уже не выпускается несколько лет, но ее несложно изготовить, смешав этиловый спирт и касторку в пропорции 1:1.

Жидкость на основе касторового масла обладает хорошими смазывающими и защитными свойствами, она негигроскопична, но имеет низкую температуру кипения. Поэтому ее нельзя использовать в приводах с дисковыми тормозами, так как жидкость в их рабочих цилиндрах может достигать температуры 150 °С, иногда и выше. При отрицательных температурах вязкость БСК сильно возрастает: при – 20 °С эксплуатация тормозов сильно затруднена, а при – 40 °С эта жидкость застывает.

Жидкости на основе полигликолей имеют противоположные свойства. При удовлетворительных смазывающих свойствах эти жидкости имеют высокую начальную температуру кипения (см. приложение 9) и низкую температуру застывания (до – 60 °С). Вследствие гигроскопичности гликолевые жидкости при насыщении влагой снижают температуру кипения. Больше всего это наблюдается у жидкостей «Нева» и ГТЖ-22. Жидкость «Томь» имеет присадки бораты, которые уменьшают ее гигроскопичность и температура кипения должна снижаться лишь до 135 °С. Считается, что эта жидкость соответствует западным образцам жидкостей типа ДОТ-3. Жидкость «Роса» соответствует жидкости ДОТ-4. Она отвечает европейским требованиям, по которым температура кипения насыщенной влагой жидкости не должна снижаться ниже 150 °С. Жидкости на гликолевой основе опасны и токсичны.

Смешивать жидкости на различных основах не рекомендуется, так как возрастает агрессивность по отношению к резинотехническим изделиям, а также при снижении температуры будут выпадать из раствора сгустки касторового масла, которые могут препятствовать прохождению жидкости по тормозной системе. Смешивая две неизвестные жидкости, не всегда можно увидеть, что они изготовлены на различной основе. Поэтому важно знать основы смешиваемых жидкостей.

                 

Практическая часть.

Исходные данные:

Тормозная жидкость БКС-ПС ТУ 6-10-1533-75.

1. Определение основы тормозной жидкости

Для определения основы достаточно посмотреть как смешиваются жидкости с водой и бензином. Касторовая жидкость растворяется бензином и расслаивается с водой, почти все полигликолевые жидкости – наоборот.

Приборы, посуда, реактивы: образцы тормозных жидкостей, дистиллированная вода, бензин, штатив с пробирками.

Проведение испытаний

Налить в пробирку образцы жидкостей (3 мл), добавить одинаковое количество воды и встряхнуть пробирку. Касторовая жидкость расслоится, гликолевая – перемешается. По результатам смешивания можно определить основу.

Подтвердить выводы смешиванием образцов жидкостей с бензином.

Рассмотреть как ведут себя при смешивании две жидкости на различных основах. Для этого налить в одну пробирку касторовую и полигликолевую жидкости.

Результаты испытания.

1. При смешивании тормозной жидкости с водой, тормозная жидкость не растворяется.

2. При смешивании тормозной жидкости с бензином,  происходит растворение.

Заключение.

Тормозная жидкость не гигроскопична, так как изготовлена  на основе касторового масла, что соответствует техническим условиям.

2. Определение температуры кипения жидкости

Температура кипения жидкости говорит о возможности ее использования в современных автомобилях с дисковыми тормозами. В случае значительного снижения этой температуры, тормозную жидкость необходимо заменить на свежую с непросроченным сроком хранения. За рубежом периодически осуществляется контроль за температурой кипения жидкости, залитой в тормозную систему, с помощью экспресс-приборов, которые в течение нескольких минут выдают заключение о возможности дальнейшего использования тормозной жидкости.

Приборы, посуда, реактивы: аппарат АРНС-Э (см. лаб. работу № 1), круглодонная колба, термометр в корковой пробке, образец жидкости.

Проведение испытаний

Налить образец тормозной жидкости в круглодонную колбу, установить термометр в колбу так, чтобы ртутный шарик опустился в жидкость. Поставить колбу в АРНС-Э и произвести нагрев жидкости. При появлении первых признаков кипения зафиксировать его температуру и занести ее в журнал испытаний.

Результаты испытания.

Температура кипения 153°С.

Заключение.

Образец тормозной жидкости соответствует ТУ 6-101533-75.

Вывод:  в ходе выполнения лабораторной работы изучили образец тормозной жидкости БСК – ПС. Установили, что жидкость изготовлена на основе касторового масла, соответствует техническим условиям.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

54658. Основные требования безопасности ремонтно-наладочных работ в действующих электроустановках 49.5 KB
  Снимать предупреждающие и запрещающие плакаты можно только после оформления записи в журнале об окончании ремонта СИЗ резиновые галоши резиновые коврики головные уборы спецодежда Ремонтные работы на кабельных линиях электропередач ОПФ при ремонте кабельных линий: возможность повреждения кабелей находящихся под напряжением при их раскопках; разрывы в кабельных линиях обычно в муфтах при недопустимом натяжении; опасность...
54659. Классификация зданий по взрывопожарной опасности 38 KB
  Пожароопасная категория В – помещения в которых находятся горючие трудногорючие жидкости твёрдые материалы; склады для хранения бумаги текстильных трикотажных обувных товаров. Пожароопасная категория Г – помещения где находятся негорючие вещества и материалы в горячем раскалённом состоянии; процесс обработки которых сопровождается выделением лучистого тепла искр и пламени; связанные со сжиганием жидкого твёрдого газообразного топлива. Классификация пожароопасных зон Пожароопасная зона – пространство внутри помещения в...
54660. Общие сведения о гидроприводе 139.5 KB
  Гидросистемы бывают: для подачи жидкости отсутствуют устройства преобразующие энергию жидкости в механическую работу системы водоснабжения зданий охлаждения смазывания машин – класс разомкнутых гидросистем движение жидкости за счет работы насоса; гидравлические приводы – совокупность устройств предназначенных для передачи механической энергии преобразования движения посредством рабочей жидкости – класс замкнутых гидросистем. К ним относят: насосы – гидромашины...
54661. Общие сведения об объемных насосах 1.21 MB
  Объемные насосы по характеру движения рабочего органа: возвратнопоступательные – рабочая камера относительно корпуса неподвижна; имеются впускной и выпускной клапаны для соединения рабочей камеры с полостями всасывания и нагнетания; роторные – рабочая камера подвижна клапаны отсутствуют. Возвратнопоступательные насосы По способу привода: прямодействующие – за счет возвратнопоступательного воздействия непосредственно на вытеснитель простейший насос с ручным приводом; вальные – за счет вращения ведущего вала преобразуемое в...
54662. Физические основы функционирования пневмосистем 792 KB
  Физические основы функционирования пневмосистем продолжение Термодинамические процессы – процессы в двигателях установках компрессорах протекающие при постоянных отдельных параметрах рабочего тела или при переменных всех параметрах. Равновесные термодинамические процессы – процессы проходящие при бесконечно малых перепадах давлений и температур при этом во всех точках термодинамической системы в любой момент времени параметры состояния одинаковы. Неравновесные необратимые термодинамические процессы – процессы проходящие...
54663. Физические основы функционирования пневмосистем 1.66 MB
  В конце адиабатного процесса цилиндр сообщается с холодильником точка D и рабочее тело изотермически сжимается по линии D T = const; давление возрастает объем уменьшается. Знак больше относится к неравновесным процессам; знак равно к равновесным. Получим уравнение изменения энтропии для произвольного термодинамического процесса. T – Sдиаграмма изохорного процесса характеризует тепло процесса.
54664. Компрессоры 339.5 KB
  Компрессоры по принципу действия: а динамические лопастного типа – энергия сообщается потоку газа за счет того что рабочие органы компрессора оказывают силовое воздействие на газ находящийся в его проточной части; их называют турбокомпрессорами – применяют при высокой производительности но невысоком давлении 10  15 атм. Рабочие камеры компрессора образуются поверхностью ротора стенками корпуса пластинами 3 которые свободно перемещаются в пазах ротора и центробежной силой прижимаются к корпусу компрессора. За счет эксцентриситета...
54665. Пневматические двигатели 5.3 MB
  Для осуществления рабочего хода полость C соединяется с атмосферой; канал 4 полости B – перекрывают. Давление в полости C падает; поршень двигается вправо. Как только поршень открывает отверстие m, резко возрастает движущая сила, т.к. сжатый воздух с давлением pвх действует на всю площадь поршня.
54666. Классификация приводов, схемы 1.54 MB
  Классификация приводов схемы Автоматизированный привод самодействующий привод выполняющий работу с частичным участием человека. Автоматический привод – самодействующий привод выполняющий работу без участия человека. Приводы по виду энергии: электрический привод в котором источником механических движений в оборудовании является электродвигатель; пневматический – привод в котором энергия сжатого воздуха или газа пневмодвигателем преобразуется в механическую;...