Форма отчета по выполненной лабораторной работе
«Физико-химический анализ консистентных смазок»
ФИО студентов_________________________ группа____________________
Руководитель занятия____________________________ дата______________
Применяемое оборудование__________________________________________
____________________________________________________________________
| Показатели качества | Данные | Имеющиеся отклонения | |
| НД | Испытаний | ||
| Внешние признаки: цвет однородность | |||
| Механические примеси | |||
| Присутствие воды | |||
| Основа загустителя по: растворимости в воде растворимости в бензине | |||
| Температура каплепадения, оС | |||
| Предел прочности, Па | |||
| Коллоидная стабильность, % | |||
| Число пенетрации | |||
Заключение:
Подпись преподавателя:
7 Физико-химический анализ технических жидкостей
Теоретическая часть
В автомобилях широкое применение находят технические жидкости. Они подразделяются на несколько классов охлаждающие, тормозные, гидравлические, пусковые, аккумуляторные, амортизационные и т.д.
7.1.1 Охлаждающие жидкости.
Для обеспечения нормальной работы двигателя необходимо его охлаждать. Эффективность и надежность работы системы охлаждения двигателей в значительной степени зависят от качества применяемой охлаждающей жидкости. Охлаждающие жидкости должны удовлетворять следующим основным требованиям:
|
|
|
- эффективно отводить тепло, иметь большую теплоемкость, хорошую теплопроводность, небольшую вязкость;
- иметь высокую температуру кипения и испарения;
- обладать низкой температурой кристаллизации;
- не вызывать коррозии металлических деталей и разрушения резинотехнических изделий;
- не образовывать отложений в системе охлаждения;
- не вспениваться в системе работы;
- быть дешевыми, недефицитными, безопасными в пожарном отношении и безвредными для здоровья.
В теплое время года в качестве охлаждающей жидкости применяют воду, а при отрицательных температурах низкозамерзающие жидкости - антифризы.
Наибольшее распространение получили жидкости на гликолевой основе.
Это смесь этиленгликоля - двухатомного спирта CH2НОСН2OH с водой. Меняя соотношение этиленгликоля и воды можно получать смеси с температурой замерзания от 0оС до 70оС.
График зависимости температуры замерзания и плотности от соотношения этиленгликоля и воды приведен на рисунке 7.1.
Из графика следует, что температура кристаллизации водно-этиленгликолевого раствора понижается максимально до значения (-75оС) при соотношении этиленгликоля и воды 66,7 и 33,3 % (об). Дальнейшее увеличение в составе этиленгликоля приводит к повышению температуры кристаллизации.
|
|
|
Для уменьшения коррозионности в состав антифризов введены противокоррозионные присадки (декстрин, динатрийфосфат, молибденовый натрий).
Декстрин – это углевод типа крахмал, его вводят в антифриз в количестве 1 г/дм3. Он защищает от коррозии цветные металлы (алюминий, медь, свинцово-оловянный припой). Некоторая часть декстрина не растворяется в антифризе и находится в нем в виде коллоида и придает ему мутный вид. Декстрин при хранении может выпасть в осадок, и антифриз приобретает прозрачность. Антифриз мутный или с выпавшим осадком пригоден к употреблению.
Рисунок 7.1 - Кривая кристаллизации водно-этиленгликолевых смесей
Динатрийфосфат вводят в количестве 2,5…3,5 г/дм3 для предотвращения коррозии стальных, чугунных и медных деталей.
Молибденово-кислый натрий (7…8 г/дм3) вводят в антифриз для снижения коррозии цинковых и хромовых покрытий.
Промышленность выпускает несколько марок этиленгликолевых жидкостей: Тосол А, Тосол А-40, Тосол А-65 (ТУ 6-02-751-86), «Лена» (ТУ 113-07-02-88) ОЖ-К, ОЖ-40 и ОЖ- 65, антифриз 40 и 65.
|
|
|
Антифриз марки 40 - это смесь 56 % (об) этиленгликоля и 44 % (об) воды, имеет также температуру замерзания – 40оС. Жидкость марки 65 содержит 64% (об) этиленгликоля и 36 % (об) воды, температура замерзания - 65оС.
Тосол и «Лена» отличаются от антифризов содержанием в своем составе большим количеством антифрикционных, антикоррозионных и противопенных присадок
Тосол А - это концентрированный этиленгликоль, содержащий присадки. Применять Тосол А нужно только после разведения его дистиллированной водой. Зависимость температуры кристаллизации от массовой доли концентрированного Тосола А в воде приведена в таблице 7.1.
При использовании низкозамерзающих охлаждающих жидкостей следует иметь в виду некоторые их особенности.
Таблица 7.1 - Зависимость температуры кристаллизации от массовой доли Тосола А в дистиллированной воде.
| Тосол А, % | Температура кристаллизации, оС | Тосол А, % | Температура кристаллизации оС |
| 100 80 70 64(62) | -21,5 - 45 - 49 - 65 | 60 56(53) 50 40 | -52 -40 -35,3 -24 |
|
|
|
Этиленгликоль и его водные растворы при нагревании сильно расширяются, поэтому систему заполняют на 10-8 % меньше общего объема, Из этиленгликолевых жидкостей испаряется в первую очередь вода, которую следует периодически доливать в радиатор. Необходимо следить за тем, чтобы в этиленгликолевые жидкости не попадали бензин и другие нефтепродукты, так как они вызывают вспенивание и выброс жидкости через пробку радиатора. Поскольку антифризы различаются по рецептуре, смешивать разные марки между собой не рекомендуется, при замене простого антифриза Тосолом необходимо промыть систему охлаждения. При использовании этиленгликолевых жидкостей помнить, что этиленгликоль сильный пищевой яд. Срок службы Тосола ограничивается, из-за распада присадок. Тосол следует менять через 60 тыс км пробега.
Подробные характеристики охлаждающих жидкостей приведены в таблице 7.2.
| Показатели | Простой антифриз | Тосол Ту 6-02-751-86 | Лена Ту 113-07-02-88
| ||||||||||
| Концентрат | 40 |
65 | А (концентрат) | А-40 |
А-65 | ОЖ-К | ОЖ-40 | ОЖ-65 | |||||
| Внешний вид | Светло-желтая, слегка мутная жидкость | Желто-зеленая жидкость | Желто-зеленый | ||||||||||
| Цвет красителя | - | - | - | Оранжевый | Голубой
| Красный | Зеленый | ||||||
| Эксплуатационная плотность при 20°С, кг/м 3 | 1110-1116 | 1067-1072 | 1085-1090 | 1120-1140 | 1075-1085 | 1085-1095 | 1120-1150 | 1075-1085 | 1085-1100 | ||||
Таблица 7.2- Низкозамерзающие охлаждающие жидкости
Продолжение таблицы 7.2
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
| Температура кипения, °С, не ниже | - | 100 | 100 | 170 | 105 | 105 | 170 | 105 | 105 |
| Температура кристаллизации, °С, не выше | - | -40 | -65 | - | -40 | -65 | - | -40 | -65 |
| Состав: этиленгликоль, % (по массе), не менее вода, % (по массе), не более | 94,0 5,0 | 52,0 47,0 | 64,0 35,0 | 96,0 3,0 | 53,0 44,0 | 63,0 35,0 | 96 4 | 56 44 | 65 35 |
| Присадки, г/дм3: декстрин | 1,80-1,85 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | 0,4 | 0,5 | 1,1 | 0,5 | 0,6 |
| Динатрийфосфат | 4,4-5,6 | 2,5-3,5 | 3,0-3,5 | - | - | - | 4,4 | 2,5 | 3,0 |
| Антивспенивающая присадка | - | - | - | 0,1 | 0,05 | 0,08 | 0,1 | 0,05 | 0,08 |
| Композиция антифрикционных присадок | - | - | - | 5,0 | 2,55 | 2,95 | 5,0 | 2,55 | 2,95 |
7.1.2 Жидкость для гидравлических систем.
Жидкости для гидравлических систем предназначены для применения в гидравлических приводах и амортизаторах автомобилей, а так же подъемных устройствах автомобилей самосвалов.
Тормозные жидкости используются в гидравлических тормозных системах всех легковых и некоторых грузовых автомобилей. Надежность работы гидравлического привода зависит от эксплуатационных свойств тормозной жидкости. К ним предъявляются следующие требования:
- тормозные жидкости должны быть легкоподвижными,
- они должны обладать небольшой вязкостью,
- температура замерзания должна быть ниже температуры окружающего воздуха, при которой эксплуатируются автомобили,
- жидкость не должна расслаиваться,
- не допускается выпадение сгустков и осадков,
- тормозные жидкости должны обладать полной совместимости с резиновыми деталями и металлом тормозной системы,
- они должны иметь хорошую смазывающую способность.
Выпускают тормозные жидкости марок ГТЖ-22М, «Томь», «Роса», «Нева», БСК, АСК, ЭСК, ГТН и т. п. таблица 7.3.
Тормозная жидкость ГТЖ - 22М представляет собой смесь различных гликолей (двухатомных спиртов), воды и антикоррозионных присадок. Она обладает удовлетворительными вязкостно-температурными и хорошими низкотемпературными свойствами (замерзает при температуре -65оС), низкой испаряемостью и высокой температурой вспышки, не разрушает резиновые детали. К недостаткам следует отнести сильную ядовитость, плохие смазывающие свойства и повышенную гигроскопичность. Аналогичны этой жидкости гликолевые жидкости «Томь», «Роса» с температурами кипения 205 и 206оС соответственно.
Таблица 7.3- Тормозные жидкости
| Показатель | ГТЖ - 22 М Ту 6-01-787-75 | Нева Ту 6-01-1163-78 | БСК Ту 6-10-1533-78 |
| Внешний вид | Прозрачная зеленая жидкость | Прозрачная жидкость от желтого до светло - коричневого цвета | Жидкость от красного до оранжево-красного цвета |
| Плотность при 20 оС, кг/м3 | 1100 - 1110 | 1012 - 1015 | 890 - 900 |
| Кинематическая вязкость при температуре 50 оС, мм2/с | 7,9 - 8,3 | не менее 5,0 | 9,4 - 13,5 |
| Набухание | Увеличение массы резины марок 2462 при 100 оС в течении 72 не более 3% | Изменение объема после 120 ч пребывания в жидкости при 120оС в пределах 3-12% | Привес резины после 7 ч пребывания в жидкости при 18-20оС не более 1,2% |
| Температура кипения, оС, не ниже | 190 | 190 | 115 |
| Реакция на лакмус | - | РН в пределах 7-11,5 | Нейтральная |
| Низкотемпературные свойства | Температура замерзания не выше -65 оС | После выдержки 6 суток при -40 оС и 6 ч. при -50 оС не должно быть расслоения или осадка | При выдергивании в течении 30 мин при -40 оС не должно быть расслаивания или осадка |
Жидкость «Томь» представляет собой смесь гликолей и эфиров борной кислоты, применяется для гидравлических тормозов легковых и грузовых автомобилей, обладает небольшой гигроскопичностью и хорошими противоизносными и антикоррозионными свойствами.
Тормозная жидкость «Нева» на гликолевой основе наиболее распространена, она рекомендуется для большинства легковых автомобилей. Обладает хорошими вязкостно-температурными свойствами (вязкость при 50 оС не менее 5 мм2/с), хорошо растворяется в воде, однородность водной смеси сохраняется до – 40 оС и ниже. Тормозная жидкость Нева огнеопасна, попадание ее на кожу человека приводит к заболеванию кожи.
Тормозная жидкость БСК представляет собой смесь 50 % касторового масла и бутилового спирта. Касторовое масло придает жидкости хорошую смазывающую способность. Жидкость не вызывает большого набухания или размягчения резиновых уплотнительных деталей тормозной системы. Тормозная жидкость БСК обладает не удовлетворительными вязкостно-температурными свойствами, поэтому её рекомендуют применять только в средней полосе.
К недостаткам спиртокасторовой смеси относится высокая температура кристаллизации касторового масла (кристаллизация начинается при 5 оС и интенсивность протекает при -20 оС). В результате этого образуются сгустки, которые вызывают закупоривания трубопроводов гидравлического привода и отказ тормозов автомобиля. Применять жидкость БСК при температуре окружающего воздуха ниже - 20оС не рекомендуется. Следует оберегать жидкость БСК от попадания воды, что может привести к расслоению жидкости.
Жидкость ЭСК представляет собой смесь 60% по объему касторового масла и этилового спирта, окрашенного в красный цвет.
Жидкость АСК - изоамилового спирта 60% по объему и касторового масла. Основные недостатки такие же, как и у БСК.
Нельзя смешивать тормозные жидкости, изготовленные на касторовой и гликолевой основах, так как это приводит к ухудшению эксплуатационных качеств.
Экспериментальная часть
7.2.1 Оборудование, инструменты, реактивы
Цилиндр стеклянный мерный.
Гидрометр.
Набор нефтеденсиметров.
Пробирки.
Коническая колба.
Дистиллированная вода.
7.2.2 Оценка антифриза по внешним признакам
Цвет. Стандартные антифризы имеют стандартную окраску, которая приведена в таблице 7.2.
Прозрачность. Антифризы, в которые введены присадки, могут иметь слегка мутный цвет. Но они не должны содержать крупных взвешенных частиц, осадков, а также эмульгированных или плавающих на поверхности нефтепродуктов. Бывшие в употребление антифризы особенно мутные и загрязненные. Они могут быть использованы повторно после фильтрации.
7.2.3 Определение марки антифриза с помощью гидрометра
Наиболее удобным прибором для измерения концентрации этиленгликоля является ареометр-гидрометр, на шкале которого непосредственно нанесены объемный процент этиленгликоля в антифризах и, соответствующие этим процентам, температуры замерзания.
При выполнении работы гидрометр поместить в стеклянный цилиндр, который заполнен испытуемым образцом до уровня, отстоящего от верхнего края на 15-20 мм. Следить за тем, чтобы гидрометр не касался стенок и дна цилиндра. После того как жидкость успокоится произвести измерение содержания этиленгликоля и температуры замерзания антифриза по верхней шкале гидрометра. По нижней шкале измерить температуру, при которой проводится снятие показаний.
Шкалы гидрометра градуируются при 20оС. Поэтому при отличии температуры измерения, но не больше чем на 10оС от +20оС в большую или меньшую сторону, необходимо провести корректировку измеренной доли по формуле:
,% (7.1)
где Сист – откорректированное значение доли этиленгликоля; Сt – значение доли этиленгликоля при температуре измерения; t – температура измерения.
Данная формула справедлива для доли этиленгликоля в пределах от 30 до 70 объемных %.
7.2.4 Определение марки антифриза с помощью ареометра
Качество свежих и работающих антифризов в эксплуатационных условиях контролируют по плотности, для измерения которой используют ареометр со шкалой от 1,0 до1,08 г/см3.
Измерение провести в последовательности см п. 4.2.3.
Используя таблицу 7.4 или номограмму рисунок 7.1 определить объемный процент этиленгликоля и температуру замерзания антифриза.
Таблица 7.4 – Плотность температура замерзания смесей технического этиленгликоля и воды
| Объемный процент этиленгликоля | Плотность, кг/м3 | Температура замерзания, оС | Объемный процент этиленгликоля | Плотность, кг/м3 | Температура замерзания, оС |
| 26,4 | 1034,0 | -10 | 65,3 | 1085,5 | -65 |
| 27,2 | 1037,6 | -12 | 65,6 | 1086,0 | -66 |
| 29,6 | 1041,0 | -14 | 66,0 | 1086,3 | -67 |
| 32,0 | 1044,3 | -16 | 66,3 | 1086,6 | -68 |
| 34,2 | 1048,0 | -18 | 68,5 | 1088,8 | -66 |
| 36,4 | 1050,6 | -20 | 69,6 | 1090,0 | -64 |
| 38,4 | 1053,3 | -22 | 70,8 | 1091,0 | -62 |
| 40,4 | 1056,0 | -24 | 72,1 | 1092,3 | -60 |
| 42,2 | 1058,6 | -26 | 73,3 | 1093,7 | -58 |
| 44,0 | 1060,6 | -28 | 74,5 | 1094,7 | -56 |
| 45,6 | 1062,7 | -30 | 75,8 | 1096 | -54 |
Продолжение таблицы 7.4
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| 47,0 | 1064,3 | -32 | 77,0 | 1097,3 | -52 |
| 48,2 | 1066,3 | -34 | 78,4 | 1098,3 | -50 |
| 49,6 | 1068,0 | -36 | 79,6 | 1099,7 | -48 |
| 51,0 | 1069,6 | -38 | 81,2 | 1100,7 | -46 |
| 52,6 | 1071,3 | -40 | 82,5 | 1102,3 | -44 |
| 53,6 | 1072,6 | -42 | 83,9 | 1103,3 | -42 |
| 54,6 | 1074,0 | -44 | 85,4 | 1104,3 | -40 |
| 55,6 | 1075,3 | -46 | 86,9 | 1105,4 | -38 |
| 56,8 | 1076,6 | -48 | 88,4 | 1106,6 | -36 |
| 58,0 | 1078,0 | -50 | 90,0 | 1107,7 | -30 |
| 59,1 | 1079,0 | -52 | 91,5 | 1108,7 | -36 |
| 60,2 | 1080,3 | -54 | 93,0 | 1109,6 | -34 |
| 61,2 | 1081,3 | -56 | 94,4 | 1110,3 | -32 |
| 62,2 | 1082,3 | -58 | 95 | 1110,5 | -28 |
| 63,1 | 1083,3 | -60 | 95,5 | 1110,7 | -27 |
| 64,0 | 1084,3 | -62 | 96,4 | 1111,0 | -24 |
| 64,8 | 1085,0 | -64 | 97,0 | 1111,6 | -22 |
| 97,8 | 1112,0 | -20 |
7.2.5 Расчет и приготовление антифриза
Этиленгликоль и вода имеют разную температуру кипения 195оС и 100 оС соответственно. Поэтому во время эксплуатации из антифриза в первую очередь испаряется вода. Если же система имеет течь, то вытекает весь антифриз.
Для восстановления качества антифриза нужно добавлять либо воду, либо антифриз той же марки, что и залита в систему охлаждения.
Для принятия решения нужно отлить небольшое количество антифриза из системы охлаждения и измерить плотность. Если измеренная объемная доля этиленгликоля не соответствует значениям, приведенным в НД, необходимо исправить состав исходного антифриза и привести ее в соответствие с ними.
Для этого проводят расчет объема воды или этиленгликоля, который необходимо добавить в исходный антифриз.
При добавке этиленгликоля расчет выполняют по формуле:
; (7.2)
где Э – объем добавляемого этиленгликоля в см3 на V см3 испытуемого образца; А- объемный процент воды, в испытуемом образце; В- объемный процент воды, в исправленном образце; К- объемный процент воды, в добавляемом этиленгликоле.
При расчете объема добавляемой воды используют формулу:
; (7.3)
где В – объем добавляемой воды в см3 на V см3 испытуемого образца; С- объемный процент этиленгликоля, в испытуемом образце; Д- объемный процент этиленгликоля, в исправленном образце.
Вычислить объем этиленгликоля Э или воды В на величину V см3 , процентное содержание соответствующего компонента в стандартном антифризе нужно взять из таблице 7.2.
Для опытной проверки выполненного расчета приготовить смесь, состоящего из 150 мм3 испытуемого образца и полученного расчетом объема воды или этиленгликоля.
Образец и компоненты отмерить специальным мерным цилиндром и перелить в колбу тщательно перемешать.
Проверить объемную долю этиленгликоля и температуру замерзания полученного антифриза с помощью гидрометра п.7.2.3. или ареометра 7.2.4.
7.2.6 Определить внешний вид тормозной жидкости
Цвет. Стандартные тормозные жидкости имеют стандартную окраску, которая приведена в таблице 7.3.
Прозрачность. Тормозные жидкости должны быть абсолютно прозрачными не содержать взвесей и осадков. Взвеси указывают на наличие механических примесей.
7.2.7 Определить марку тормозной жидкости по растворимости в воде и бензине
Если марка гидравлической жидкости, залитой в тормозную систему, неизвестна, то делают пробу на смешивание. В пробирку налить равные объемы жидкости, взятой из тормозной системы, и той которую предполагается заливать в систему. Затем жидкости взболтать. Если произошло расслоение смеси, то жидкости, изготовлены на разных основах, смешивать жидкости в тормозной системе нельзя.
Для определения основы тормозной жидкости смешать в первой пробирке равные объемы исследуемого образца и воды, а во второй равные объемы тормозной жидкости и бензина. Хорошо их перемешать, дать отстояться, оценить образцы по таблице 7.5. Определить марку тормозной жидкости.
7.5-Таблица растворимости тормозных жидкостей в воде и в бензине
| Марка | Цвет | Растворимость | |
| в воде | в бензине | ||
| ГТН | светло-коричневая | Эмульсия расслаивается внизу вода | Однородная смесь |
| БСК | красно-оранжевый | Эмульсия расслаивается сверху бледно-желтый слой масла | Однородная смесь |
| ЭСК | красный | ||
| ГТЖ-22 | зеленый | Однородная прозрачная смесь | Эмульсия расслаивается на два слоя |
| Нева, | желтый, светло-коричневый | ||
| Томь | |||
Контрольные вопросы
Какие технические жидкости вы знаете?
Какие преимущества и недостатки низкозамерзающих охлаждающих жидкостей?
Состав низкозамерзающих охлаждающих жидкостей?
Как на температуру замерзания влияет состав антифризов?
Какие тормозные жидкости вы знаете? В чем их различие?
Достоинства и недостатки различных марок тормозных жидкостей?
Как можно определить основу тормозной жидкости?
Дата добавления: 2019-02-26; просмотров: 174; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!