К группе охлаждающих жидкостей относятся низкозамерзающие, обладающие высокой теплоемкостью и теплопроводностью жидкости, предназначенные для поглощения и отвода тепла в жидкостных системах охлаждения.
Для обеспечения удовлетворительного теплоотвода в системах охлаждения, вырабатываются различные марки низкозамерзающих охлаждающих жидкостей (антифризов), представляющих собой водные растворы этиленгликоля с добавлением антикоррозионных присадок. В зависимости от предполагаемых температурных условий эксплуатации, для вырабатываемых охлаждающих жидкостей устанавливается значение температуры начала кристаллизации (Тнк). В настоящее время, минимальными предельными значениями, для разных марок, являются температуры: минус 35, минус 40 и минус 65 0С (рис. 1).
Значения показателей качества охлаждающих жидкостей представлены в таблицах 1-3.
В соответствии с ГОСТ 26098-84 «Нефтепродукты. Термины и определения» – антифризами называют низкозастывающие технические жидкости для поглощения и отвода тепла.
Требования к качественным характеристикам антифризов установлены ГОСТ 159-52 «Жидкость охлаждающая низкозамерзающая». Антифризы, выпускаемые по ГОСТ 159-52 представляют собой растворы этиленгликоля, с примесью незначительных количеств пропиленгликоля и полигликолей, с добавлением антикоррозийной присадки. Выпускают 2 марки антифризов – «Марка «40» и «Марка «65» , отличающиеся своими низкотемпературными характеристиками. Антифриз марки «65», предназначен для применения в условиях Крайнего Севера и других районах с низкими температурами окружающего воздуха.
Рис. 1. Распределение охлаждающих жидкостей по низкотемпературным свойствам
Таблица 1.
| Наименование показателя | Антифризы Нормативные значения показателей качества | |
|---|---|---|
| Марка «65» | Марка «40» | |
| 1. Внешний вид | Слабо-мутная оранжевая жидкость, не вспенивающаяся при попадании в нее нефтепродуктов и не разрушающая резиновых деталей системы охлаждения | Слабо-мутная желтоватая жидкость |
| 2. Плотность | 1,085-1,090 | 1,0675-1,0725 |
| 3. Коэффициент преломления | ≥ 1,400 | ≥ 1,390 |
| 4. Фракционный состав: — фракция выкипающая до 150 0С, в % по массе — остаток, кипящий выше 150 0С, в % по массе — потери, в % по массе | ≤ 35 ≥ 64 ≤ 1 | ≤ 47 ≥ 52 ≤ 1 |
| 5. Содержание механических примесей, % | ≤ 0,005 | |
| 6. Содержание золы, в % | ≤ 0,4 | |
| 7. рН | ≤ 8,5 | |
| 8. Компоненты антикоррозийной присадки: Na2HPO4, в г/л, в пределах | 3,0-3,5 | 2,5-3,5 |
| 9. Температура замерзания, 0С | ≤ Минус 65 | ≤ Минус 40 |
| 10. Содержание хлоридов, % | ≤ 0,0007 | |
Таблица 2.
| Наименование показателя | ТУ 6-57-95-96 (изм. 1-5) Нормативные значения показателей качества | ||
|---|---|---|---|
| Тосол-АМ | Тосол-А40М | Тосол-А65М | |
| 1. Внешний вид | Однородная подвижная жидкость голубого цвета без механических примесей | Однородная прозрачная жидкость голубого цвета без механических примесей | Однородная прозрачная жидкость красноватого цвета без механических примесей |
| 2. Плотность при 200С, г/см3 | 1,120-1,140 | 1,078-1,085 | 1,085-1,100 |
| 3. Температура кипения при давлении 101,3 кПа (760 мм рт. ст.), 0С | ≥ 170 | ≥ 108 | ≥ 110 |
| 4. Температура начала кристаллизации, 0С | ≤ минус 35 (при разбавлении дистиллированной водой в объемном соотношении 1:1) | ≤ минус 40 | ≤ минус 65 |
| 5. Массовая доля воды, %, | ≤ 3 | – | – |
| 6. Щелочность, см3 | ≥ 10 | ≥ 10 | ≥ 10 |
| 7. Показатель активности водородных ионов (рН) при температуре 20 0С, в пределах | 7,5-8,5 (при разбавлении дистиллированной водой в объемном соотношении 1:1) | 7,5-8,5 | 7,5-8,5 |
| 8. Вспениваемость: объем пены через 5 мин., см3 время исчезновения пены, с | 50 (при разбавлении раствором хлористого цинка в объемном соотношении 1:1) 5 (при разбавлении раствором хлористого цинка в объемном соотношении 1:1) | 30 3 | 30 3 |
| 9. Коррозионное воздействие на металлы, мг а) припой ПОС 35 б) медь М1 в) латунь Л68 или Л63 г) алюминий АК6М2 д) чугун марки СН-190 | ≤ 12,0 ≤ 8,0 ≤ 8,0 ≤ 19,0 ≤ 9,0 | ||
| 10. Стойкость в жесткой воде | Отсутствие расслоения или осадка | – | – |
| 11. Набухание резин при температуре 100 0С в течение 72-х часов Изменение объема, %: а) стандартные образцы резины марки 7-57-5006 ТУ 38-105-250-91 код ТРП-100-60 б) стандартные образцы резины марки 57-7011 ТУ 38-105-262-78 91 код ТРП-100-60 | (при разбавлении дистиллированной водой в объемном соотношении 1:1)
≤ 5 ≤ 5 |
≤ 5 ≤ 5 |
≤ 5 ≤ 5 |
Таблица 3.
| Наименование показателя | Норма для марки | ||
|---|---|---|---|
| ОЖ -40 «Лена» | ОЖ –65 «Лена» | ||
| 1. Внешний вид | Жидкость желто-зеленого цвета без механических примесей. Допускается опалесценция | ||
| 2. Плотность при 20 0С, г/см3 | 1,075-1,085 | 1,085-1,100 | |
| 3. Фракционный состав: — температура начала перегонки, 0С, — массовая доля фракции при перегонке до 150 0С, % | ≥ 100 ≤ 50 | ≥ 100 ≤ 38 | |
| 4. Резерв щелочи, см3 | ≥ 10,0 | ≥ 10,0 | |
| 5. Температура начала кристаллизации, 0С | ≤ Минус 40 | ≤ Минус 65 | |
| 6. Показатель активности водородных ионов (рН) при 20 0С | 8,2-10,5 | 8,2-10,5 | |
| 7. Вспениваемость: объем пены через 5 мин., см3, время исчезновения пены, с | 30 3 | 30 3 | |
| 8. Коррозионное воздействие на металлы, г/м2, за 24 часа а) медь М1 и М3 б) латунь Л 68 в) сталь 20, 10 | 0,1 0,1 0,1 | 0,1 0,1 0,1 | |
| г) чугун марки СЧ-25 д) алюминий Ал-9 е) припой ПОС 40 | 0,1 0,1 0,2 | 0,1 0,1 0,2 | |
| 9. Набухание резины марки 7-57-5-00 при 100 0С, в течение 72 ч, % объемных | ≤ 5,0 | ||
Охлаждающие жидкости марки Тосол получают приготовлением концентрата антикоррозийных, антипенных добавок, красителя в этиленгликоле. Применяют для охлаждения двигателей внутреннего сгорания, а так же в качестве рабочих жидкостей в других теплообменных аппаратах, эксплуатируемых при низких и умеренных температурах. Наименование «Тосол» принято от аббревиатуры ТОС (Технология Органического Синтеза) по названию отдела Государственного союзного Научно Исследовательского Института органической химии, разработавшего рецептуру продукта. Наличие в названии обозначений «40» или «65», позволяет судить о низкотемпературных свойствах (температуре начала кристаллизации) данной марки Тосола.
Охлаждающая жидкость «Лена», выпускаемая по ТУ 113-07-02-88, разработана по заданию Госкомитета СССР по науке и технике как единая жидкость для военной и гражданской техники, включая летательные аппараты. Может использоваться для охлаждения электронной аппаратуры. Обладает универсальными свойствами. Имеет высокую термоокислительную стабильность, обеспечивает защиту от коррозии конструкционных материалов, не приводит к усиленному набуханию полимерных материалов, инертна по отношению к резинотехническим изделиям.
Зарубежная классификация относит антифризы марок «40» и «65», Тосолы А40М и А65М, ОЖ -40 «Лена» и ОЖ – 65 «Лена» к классу G11 по классификации теплоносителей, разработанной компаний Фолькваген (Volkswagen).
Любой теплоноситель состоит из смеси этиленгликоля (пропиленгликоля, полипропиленгликоля), дистиллированной воды, красителя и пакета присадок. Применение теплоносителей в системах отопления, охлаждения, вентиляции осуществляется исходя из соответствия их характеристик условиям эксплуатации. Классификация VW, подраздееляет теплоносители на три группы: G11, G12 и G13.
К группе G11 относятся теплоносители, полученные на основе этиленгликоля, содержащие пакеты неорганических присадок (как правило, силикатных). Теплоносители данной группы окрашивают в зеленый или синий цвета.
К группе G12 относят теплоносители на основе этиленгликоля, содержащие пакеты органических присадок (как правило, карбоксилатных, не содержащих силикатов). Теплоносители окрашивают в красный цвет. Присадки применяют для образования антикоррозийной пленки в местах очагов возникновения коррозии. Применение таких присадок не дает антикоррозионной пленке покрывать все внутренние поверхности системы, что обеспечивает более эффективный теплоотвод и более длительный срок эксплуатации, чем при использовании теплоносителей класса G11.
К группе G13 относят теплоносители полученные на основе полипропиленгликоля. Теплоносители содержат пакеты органических присадок (не содержащих силикатов). Продукт окрашивают в желтый или оранжевый цвета. Теплоносители группы G13 более экологичны, не ядовиты, обладают свойством достаточно быстро разлагаться, в связи с чем имеют широкое применение в медицинской промышленности.