Призначення і вимоги до охолодних рідин

Для забезпечення нормального теплового режиму ДВЗ необхідно в процесі його роботи постійно відводити тепло від найбільш нагрітих деталей. Ефективність, надійність і довговічність роботи системи охолодження значно залежать від властивостей охолодної рідини, тому вона повинна відповідати таким ос-
новним вимогам: мати високу теплоємність, 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 спричиняти корозії металевих виробів і не руйнувати гумові й пластмасові деталі, мати високу фізичну і хімічну стабільність; бути нетоксичною, вибухо- і пожежобезпечною. Поки що немає охолодної рідини, яка повністю відповідала б даним вимогам. Широке застосування в системах охолодження одержала вода, а при низьких температурах – низькозамерзаючі охолодні рідини.

Вода як охолодна рідина має переважне застосування, оскільки недефіцитна, має високу теплоємність, пожежобезпечна і нетоксична. Однак їй властиві суттєві експлуатаційні недоліки. Це висока температура замерзання (0°С), що дуже ускладнює її застосування взимку. При замерзанні вода збільшує свій об'єм на 10 %, тому з утворенням льоду в системі охолодження виникає тиск до 200–300 МПа, що призводить до поломок двигуна і радіатора. Низька температура кипіння призводить іноді до закипання води в системі охолодження, інтенсивного випаровування і припинення циркуляції внаслідок утворення парових пробок. Застосування закритої системи охолодження дозволяє підвищити температуру кипіння до 110–120°С.

Найбільшим недоліком води є здатність утворювати накипи на стінках деталей системи охолодження. Накип, маючи низьку теплопровідність (приблизно в 100 раз нижче чавуну), 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 по-
тужність двигуна знижується на 10–25%.

Інтенсивність утворення накипу залежить від вмісту у воді розчинних солей, в основному кальцію і магнію, що характеризується твердістю води, яка вимірюється в міліграм-еквівалентах на 1 л (мг-екв./л). Вода, яка містить в 1 л 20,04 мг кальцію або 12,16 мг магнію, має твердість, що дорівнює одному мілі-
грам-еквіваленту.

Розрізняють тимчасову (карбонатну) і постійну (некарбонатну) твердість. Тимчасова твердість пов'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 солями, що знаходяться в ній, утворюють щільний і твердий накип.

Сума тимчасової та постійної твердості складає твердість або загальну твердість води, за якою її класифікують. Вода, яка має твердість до 3 мг-екв./л – м'яка, від 3 до 6 – середньої твердості, від 6 до 9 – тверда, більше 9 мг-екв./л – дуже тверда. Застосування в системі охолодження твердої води небажане, дуже твердої – недопустиме.

Найм'якшою та найчистішою є дощова і снігова (атмосферна) вода, яка має твердість менше 0,04 мг-екв./л. Ця вода найкраще підходить для системи охолодження, хоч і має дещо підвищені корозійні властивості внаслідок розчинених вуглекислого газу і кисню.

Вода рік, озер, ставків (поверхнева) найчастіше має невелику твердість (від 0,5 до 5,0 мг-екв./л), тобто належить до води м'якої й середньої твердості. Накип майже не утворює, але буває забруднена механічними й органічними до-
мішками.

Вода з колодязів і джерел (підземна) найчастіше буває тверда і дуже тверда, тому її не можна застосовувати в системі охолодження без попередньої підготовки (пом'якшення).

Розрізняють термічний і хімічний способи пом'якшення води. Найпростішим термічним способом пом'якшення води є кип'ятіння її протягом 20–30 хв, за цей час бікарбонати кальцію та магнію перетворюються у карбонати і випадають в осад, який потім вилучають відстоюванням та фільтруванням. Це дозволяє знизити тимчасову твердість до 1,0–1,5 мг-екв./л.

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 катіонному обміні.

Обробка води содою Nа₂СО_з або тринатрійфосфатом Nа_зРО₄ з наступним фільтруванням дозволяє вилучати з неї солі тимчасової й постійної твердості, знизити загальну твердість. На кожний 1 мг-екв./л твердості 1 л пом'якшеної води необхідно додати 53 мг соди і 55 мг тринатрійфосфату. Теплу (гарячу) воду перемішують з реагентом протягом 20–30 хв, відстоюють і фільтрують.

Найпростішим, економічним і ефективним способом пом'якшення води є магнітна обробка. Суть її полягає в пропусканні води (не менше 6 разів) через магнітне силове поле в напрямі, перпендикулярному силовим лініям, у результаті чого солі, які знаходяться у воді, не утворюють накипу, а випадають у вигляді шламу, який легко змивається. Крім того, під дією обробленої води руйнується раніше утворений накип.

При вимушеному користуванні твердою непом'якшеною водою утворення накипу можна зменшити додаванням таких присадок (антинакипінів), як хромпік (3–5 г на 1 л води) – переводить солі накипу в розчинний стан, гексамета-фосфат натрію (5–6 мг на 1 л води) – утримує солі накипу в завислому стані. Використання антинакипінів безпосередньо в системі охолодження особливо зручне в польових умовах експлуатації машин. З часом необхідно видаляти накип розчинами, які подані в табл. 16.

Перед видаленням накипу необхідно повністю злити воду з усієї системи охолодження і вийняти термостат.

Після зупинки двигуна розчин зливають, а систему охолодження промивають чистою водою 2–3 рази.

Таблиця 16

Дата добавления: 2015-11-14