Призначення охолоджувальних рідини та експлуатаційні вимоги до них.
Щ об забезпечити нормальний тепловий режим ДВЗ, необхідно в процесі його роботи постійно відводити тепло від найбільш нагрітих деталей. Залежно від типу двигуна, способу охолодження, режиму роботи кількість відведеного тепла складає 15-35 % від загальної кількості тепла, що виділяється при згорянні робочої суміші. Відхилення від оптимальних теплових умов (як перегрівання, так і переохолодження) здатні значною мірою порушити нормальний режим роботи ДВЗ і навіть привести його в аварійний стан.
Охолодження двигуна може бути повітряним і рідинним. Найбільше поширення одержала рідинна система охолодження. Ефективність, надійність і довговічність роботи системи охолодження здебільшого залежать від властивостей холодильної рідини, тому вона повинна відповідати таким основним вимогам:
— мати високу теплоємкість, теплопровідність і відповідну в’язкість;
— бути дешевою і недефіцитною;
— мати високі температури кипіння і займання, низьку температуру замерзання;
— не утворювати відкладень на деталях системи охолодження і не забруднювати її;
— не викликати корозії металевих виробів і не руйнувати гумові та пластмасові деталі, мати високу фізичну і хімічну стабільність;
— не бути токсичною, вибухо- і пожежонебезпечною.
Вода як холодильна рідина, її переваги і недоліки.
Поки що немає холодильної рідини, яка повністю відповідала б згаданим вимогам. Широке застосування в системах охолодження одержала вода, а при низьких температурах — низькозамерзаючі холодильні рідини. Моторні оливи і палива такожможна віднести до категорії холодильних, оскільки крім основних своїх функцій, вони сприяють охолодженню вузлів і механізмів двигуна, а в ряді випадків їх використовують для охолодження поршнів та інших деталей.
Воді як холодильній рідині до цього часу надається перевага: вона має високу теплоємкість, пожежобезпечна і не токсична. Однак водівластиві суттєві експлуатаційні недоліки. Насамперед, висока температура замерзання (0 °С), що дуже затруднює її застосування взимку. До того ж, пр. и замерзанні вода збільшує свій об’єм на 10 %, тому при утворенні льоду в системі охолодження виникає тиск до 200 - 300 МПа, що обумовлює руйнування її складових частин. Недостатньо висока температура кипіння призводить іноді до закипання води в системі охолодження, інтенсивного випаровування і внаслідок утворення парових “пробок” порушення її циркуляції. Цей недолік особливо відчувається в жаркий період і в гористій місцевості. Застосування закритої системи охолодження дозволяє підвищити температуру кипіння до 10-120 °С й усунути недолік.
Твердість води та методи її пом’якшення.
Однією з найбільших вад води є її здатність утворювати накип на стінках деталей системи охолодження. Накип, маючи низьку теплопровідність (приблизно в 100 раз нижче чавуна), погіршує відведення тепла від стінок двигуна, порушуючи його тепловий режим. Внаслідок чого при товщині шару накипу від 1,5 до 6 мм збільшується витрата палива на 9-20 % , оливи — на 15-40 %, а потужність двигуна понижується на 10-25 %.
Інтенсивність утворення накипу залежить від вмісту в воді розчинених солей, в основному кальцію і магнію, від чого залежить твердість води. Вона вимірюється в ммоль/кг. Вода, яка містить в 1 л 40,08 мг кальцію або 24,32 мг магнію, має твердість, що дорівнює одному мілімолю на кілограм.
Розрізняють тимчасову (карбонатну) і постійну (некарбонатну) твердість. Тимчасовапов’язана з наявністю у воді бікарбонатів кальцію та магнію, які при нагріванні води до 80 °С і вище розкладаються, утворюючи на стінках системи охолодження нерозчинний у воді накип у вигляді карбонатів кальцію і магнію.
Постійна твердість, пов’язана з наявністю у воді некарбонатних солей — хлоридів і сульфатів кальцію та магнію — які не розкладаються при її нагріванні, а взаємодіючи з водою або з солями, що знаходяться в ній, утворюють щільний і твердий накип.
Сума тимчасової і постійної твердості складає загальну твердістьабо твердістьводи, за якою її і класифікують. Вода, яка має твердість до 1,5 ммоль/кг — м’яка, від 1,5 до 3 ммоль/кг — середньої твердості, від 3 до 4,5 ммоль/кг — тверда, більше4,5 ммоль/кг — дуже тверда.
Застосування в системі охолодження твердої води небажано, дуже твердої недопустимо.
Найбільш м’якою і чистою є дощова і снігова (атмосферна)вода, що має твердість менше 0,02 ммоль/кг. Вона найкраще підходить для системи охолодження, хоч і має дещо підвищені корозійні властивості внаслідок розчинених у ній вуглекислого газу та кисню.
Вода рік, озер, ставків (поверхнева) найчастіше має невелику твердість від 0,25 до 2,5 ммоль/кг, тобто відноситься до води м’якої і середньої твердості. Накип майже не утворює, але забруднюється механічними і органічними домішками.
Вода з криниць та джерел (підземна) здебільшого буває твердою і дуже твердою, тому її не можна застосовувати в системі охолодження без попереднього обробітку (пом’якшення).
Розрізняють термічний та хімічнийспособи пом’якшення води. Найпростішим термічним способом пом’якшення є проварювання її протягом 20-30 хв.; за цей час бікарбонати кальцію та магнію переходять у карбонати і випадають в осад, який потім вилучають відстоюванням та фільтруванням, що дозволяє понизити тимчасову твердість до 0,5-0,75 ммоль/кг.
Технічно складніший спосіб — перегонка води (одержання дистильованої води), коли розчинні солі залишаються в перегінному кубі.
Хімічні способи пом’якшення побудовані на методі осадження солей або на катіонному обміні.
Обробка води содою (Na2С03) або тринатрійфосфатом (Ка3Р04) з наступним фільтруванням дозволяє вилучати з неї солі тимчасової і постійної твердості, знизити загальну твердість. На кожний 1 ммоль/кг твердості 1 л пом’якшеної води необхідно додати 106 мг соди і 110 мг тринатрійфосфату. Залишкова твердість повинна бути не більше 0,5 ммоль/кг. Теплу (гарячу воду) перемішують з реагентом протягом 20-30 хв., відстоюють і фільтрують.
У промисловості широке застосування знайшов метод пом’якшення води шляхом фільтрування через катіонітові фільтри, тобто речовини, які здатні вступати в реакцію з іонами кальцію та магнію. В ролі катіонітів використовують природні мінерали глауконітабо штучно приготовлені катіоніти, які називають пермутитами. Залишкова загальна твердість при використанні катіонітових фільтрів має становити не більше0,25-0,5 ммоль/кг.
Найпростішим, економічним і ефективним способомпом’якшення води є магнітна обробка. Суть її полягає в пропусканні води (не менше 6 разів) через магнітне силове поле в напрямку, перпендикулярному силовим лініям, в результаті чого солі, які знаходяться у воді, не утворюють накипу, а випадають у вигляді легкозмивного шламу. Крім того, під дією обробленої води руйнується раніше утворений накип. Для магнітної обробки води використовують апарати з постійним і електричним магнітами, вмонтованими у водопровідну мережу.
Видалення накипу.
При вимушеному користуванні твердою водою утворення накипу можна зменшити додаванням присадок (антинакипінів),таких як хромпік (3-5 г на 1 л води), що переводить солі накипу в розчинний стан; гексаметафосфат натрію (0,3г на 1 л води), який утримує солі накипу в завислому стані. Використання антинакипінів безпосередньо в системі охолодження особливо зручно в польових умовах експлуатації машин.
Дата добавления: 2018-05-09; просмотров: 94; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!