АНТИФРИЗЫ на основе этилен- и пропиленгликолей и ВОДА. Растворы этиленгликоля. Растворы пропиленгликоля. Температуры замерзания. Вязкости. Плотности. Теплоемкости.
Антифризы это - жидкости, применяемые для охлаждения двигателей внутреннего сгорания, радиоэлектронной аппаратуры, промышленных теплообменников и других установок, работающих при температурах ниже 0°С. Основные требования к антифризам: низкая температура замерзания, высокие теплоемкость и теплопроводность, небольшая вязкость при низких температурах, малая вспениваемость, высокие температуры кипения и воспламенения. Кроме того, антифризы не должны вызывать разрушения конструкционных материалов, из которых изготовлены детали систем охлаждения.
Наиболее распространены антифризы на основе водных растворов этиленгликоля и пропиленгликоля (см.ниже). Однако такие растворы вызывают значительную коррозию металлов, поэтому в них добавляют ингибиторы коррозии - Na2HPO4, Na2MoO4, Na2B4O7, KNO3, декстрин, бензоат К, меркаптобензотиазол и другие. В ряде случаев, в качестве антифризов используют водные растворы солей; наиболее широко распространен раствор СаСl2. Недостатки таких антифризов – исключительно высокая коррозионная активность и кристаллизация солей при испарении воды. СВОЙСТВА АНТИФРИЗОВ НА ОСНОВЕ ВОДНЫХ РАСТВОРОВ СОЛЕЙ (справочная таблица для интереса, такие антифризы практически вышли из употребления)
Соль |
Содержание соли, % по массе |
Температура замерзания, °С |
NH4Cl |
18,7 |
-15,8 |
NaCl |
22,4 |
-21,2 |
MgCI2*6H2O |
20,6 |
-33,6 |
CaCl2*6H2O |
29,9 |
-55,0 |
К2С03*1,5Н20 |
39,9 |
-16,5 |
ЭТИЛЕНГЛИКОЛЬ (1,2-этандиол) НОСН2СН2ОН, бесцветная вязкая гигроскопичная жидкость без запаха, сладковатого вкуса; температура плавления -12,7 °С, температура кипения 197,6 °С. При растворении этиленгликоля в воде выделяется теплота и происходит уменьшение объема. Водные растворы замерзают при низких температурах. Этиленгликоль токсичен при попадании внутрь, действует на центральную нервную систему и почки; смертельная доза 1,4 г/кг. ПДК в воздухе рабочей зоны 5 мг/м3.
ПРОПИЛЕНГЛИКОЛИ (пропандиолы) С3Н6 (ОН)2 Известны 2 изомера: 1,2-П. СН3СНОНСН2ОН (1,2-пропандиол) и 1,3-П. СН2ОНСН2СН2ОН. Пропиленгликоли бесцветные вязкие гигроскопичные жидкости сладковатого вкуса, без запаха. Для 1,2-П. температура плавления -60 °С, температура кипения 189 °С. Для 1,3-П. температура плавления -32°С, температура кипения 213,5°С. 1,2-П. растворим в воде, диэтиловом эфире, одноатомных спиртах, карбоновых кислотах, альдегидах, аминах, ацетоне, этиленгликоле, ограниченно растворим в бензоле. При смешении его с водой или аминами резко снижается температура замерзания растворов. Токсичность 1,2-П. (ЛД50 34,6 мг/кг, крысы) ниже, чем у этиленгликоля.
Уровни безопасности для усредненных сроков хранения (биохимической активности) продуктов при добавлении в них 0,2% массового количества хладоносителя приведены ниже.
Показатель оценивается по пятибалльной шкале. Пятерка не означает, что продуктом нельзя отравиться в принципе.
Антифриз |
Показатель |
Расшифровка |
Вода |
5 |
Нейтрален |
Этанол |
5 |
Нейтрален |
Пропиленгликоль |
5 |
Нейтрален |
Хлорид натрия |
5 |
Нейтрален |
Формиат калия |
4 |
Слабо опасен |
Ацетат калия |
4 |
Слабо опасен |
Метанол |
3 |
Умеренно опасен |
Этиленгликоль |
3 |
Умеренно опасен |
Глицерин |
3 |
Умеренно опасен |
Аммиак |
3 |
Умеренно опасен |
Хлорид магния |
2 |
Опасен |
Хлорид кальция |
1 |
Очень опасен |
Температура замерзания водных растворов этиленгликоля и пропиленгликоля
Массовая концентрация
гликоля % |
ЭТИЛЕНГЛИКОЛЬ |
ПРОПИЛЕНГЛИКОЛЬ |
° C |
° C |
10 |
-3 |
-3 |
15 |
-5 |
-5 |
20 |
-8 |
-7 |
25 |
-11 |
-10 |
30 |
-14 |
-13 |
40 |
-22 |
-21 |
50 |
-34 |
-33 |
60 |
-48 |
-51 |
Физические свойства водного раствора этиленгликоля.
Присадки антифризов могут несколько изменить параметры, подстрахуйтесь.
Объемная доля
в смеси
% |
Минимальная
рабочая температура
t, °C |
Температура
раствора
t, °C |
Плотность
кг/м3 |
Теплоемкость
КДж/кг*K |
Теплопроводность
Вт/м*K |
Динамическая вязкость
сПуаз=мПа*с=10-3*Н*с/м2 |
Кинематическая вязкость
сСт=мм2/с=10-6м2/с |
20 |
-10 |
-10 |
1038 |
3,85 |
0,498 |
5,19 |
5,0 |
0 |
1036 |
3,87 |
0,500 |
3,11 |
3,0 |
20 |
1030 |
3,90 |
0,512 |
1,65 |
1,6 |
40 |
1022 |
3,93 |
0,521 |
1,02 |
1,0 |
60 |
1014 |
3,96 |
0,531 |
0,71 |
0,7 |
80 |
1006 |
3,99 |
0,540 |
0,523 |
0,52 |
100 |
997 |
4,02 |
0,550 |
0,409 |
0,41 |
34 |
-20 |
-20 |
1069 |
3,51 |
0,462 |
11,76 |
11,0 |
0 |
1063 |
3,56 |
0,466 |
4,89 |
4,6 |
20 |
1055 |
3,62 |
0,470 |
2,32 |
2,2 |
40 |
1044 |
3,68 |
0,473 |
1,57 |
1,5 |
60 |
1033 |
3,73 |
0,475 |
1,01 |
0,98 |
80 |
1022 |
3,78 |
0,478 |
0,695 |
0,68 |
100 |
1010 |
3,84 |
0,480 |
0,515 |
0,51 |
52 |
-40 |
-40 |
1108 |
3,04 |
0,416 |
110,8 |
100 |
-20 |
1100 |
3,11 |
0,409 |
27,50 |
25 |
0 |
1092 |
3,19 |
0,405 |
10,37 |
9,5 |
20 |
1082 |
3,26 |
0,402 |
4,87 |
4,5 |
40 |
1069 |
3,34 |
0,398 |
2,57 |
2,4 |
60 |
1057 |
3,41 |
0,394 |
1,59 |
1,5 |
80 |
1045 |
3,49 |
0,390 |
1,05 |
1,0 |
100 |
1032 |
3,56 |
0,385 |
0,722 |
0,7 |
Физические свойства водного раствора пропиленгликоля ( 1,2-Пропиленгликоль C3H6(OH)2)
Присадки антифризов могут несколько изменить параметры, подстрахуйтесь.
Объемная доля
в смеси
% |
Минимальная
рабочая температура
t, °C |
Температура
раствора
t, °C |
Плотность
кг/м3 |
Теплоемкость
КДж/кг*K |
Теплопроводность
Вт/м*K |
Динамическая вязкость
сПуаз=мПа*с=10-3*Н*с/м2 |
Кинематическая вязкость
сСт=мм2/с=10-6м2/с |
25 |
-10 |
-10 |
1032 |
3,93 |
0,466 |
10,22 |
9,9 |
0 |
1030 |
3,95 |
0,470 |
6,18 |
6,0 |
20 |
1024 |
3,98 |
0,478 |
2,86 |
2,8 |
40 |
1016 |
4,00 |
0,491 |
1,42 |
1,4 |
60 |
1003 |
4,03 |
0,505 |
0,903 |
0,9 |
80 |
986 |
4,05 |
0,519 |
0,671 |
0,68 |
100 |
979 |
4,08 |
0,533 |
0,509 |
0,52 |
38 |
-20 |
-20 |
1050 |
3,68 |
0,420 |
47,25 |
45 |
0 |
1045 |
3,72 |
0,425 |
12,54 |
12 |
20 |
1036 |
3,77 |
0,429 |
4,56 |
4,4 |
40 |
1025 |
3,82 |
0,433 |
2,26 |
2,2 |
60 |
1012 |
3,88 |
0,437 |
1,32 |
1,3 |
80 |
997 |
3,94 |
0,441 |
0,897 |
0,9 |
100 |
982 |
4,00 |
0,445 |
0,687 |
0,7 |
47 |
-30 |
-30 |
1066 |
3,45 |
0,397 |
160 |
150 |
-20 |
1062 |
3,49 |
0,396 |
74,3 |
70 |
-10 |
1058 |
3,52 |
0,395 |
31,74 |
30 |
0 |
1054 |
3,56 |
0,395 |
18,97 |
18 |
20 |
1044 |
3,62 |
0,394 |
6,264 |
6 |
40 |
1030 |
3,69 |
0,393 |
2,978 |
2,9 |
60 |
1015 |
3,76 |
0,392 |
1,624 |
1,6 |
80 |
999 |
3,82 |
0,391 |
1,10 |
1,1 |
100 |
984 |
3,89 |
0,390 |
0,807 |
0,82 |
Физические свойства воды.
Присадки водоподготовки (и санитарные) могут несколько изменить параметры, подстрахуйтесь.
Температура
t,(°C) |
Давление
насыщенных паров
103*Па |
Плотность
кг/м3 |
Удельный объем
(м3/кг)x10-5 |
Теплоемкость
КДж/кг*K |
Энтропия
КДж/кг*K |
Динамическая вязкость
сПуаз=мПа*с=10-3*Н*с/м2 |
Кинематическая вязкость
сСт=мм2/с=10-6м2/с |
Коэффициент
объемного расширения
K-1*10-3 |
Энтальпия
КДж/кг*K |
Число Прандтля |
0 |
0,6 |
1000 |
100 |
4,217 |
0 |
1,78 |
1,792 |
-0,07 |
0 |
13,67 |
5 |
0,9 |
1000 |
100 |
4,204 |
0,075 |
1,52 |
- |
- |
21,0 |
- |
10 |
1,2 |
1000 |
100 |
4,193 |
0,150 |
1,31 |
1,304 |
0,088 |
41,9 |
9,47 |
15 |
1,7 |
999 |
100 |
4,186 |
0,223 |
1,14 |
- |
- |
62,9 |
- |
20 |
2,3 |
998 |
100 |
4,182 |
0,296 |
1,00 |
1,004 |
0,207 |
83,8 |
7,01 |
25 |
3,2 |
997 |
100 |
4,181 |
0,367 |
0,890 |
- |
- |
104,8 |
- |
30 |
4,3 |
996 |
100 |
4,179 |
0,438 |
0,798 |
0,801 |
0,303 |
125,7 |
5,43 |
35 |
5,6 |
994 |
101 |
4,178 |
0,505 |
0,719 |
- |
- |
146,7 |
- |
40 |
7,7 |
991 |
101 |
4,179 |
0,581 |
0,653 |
0,658 |
0,385 |
167,6 |
4,34 |
45 |
9,6 |
990 |
101 |
4,181 |
0,637 |
0,596 |
- |
- |
188,6 |
- |
50 |
12,5 |
988 |
101 |
4,182 |
0,707 |
0,547 |
0,553 |
0,457 |
209,6 |
3,56 |
55 |
15,7 |
986 |
101 |
4,183 |
0,767 |
0,504 |
- |
- |
230,5 |
- |
60 |
20,0 |
980 |
102 |
4,185 |
0,832 |
0,467 |
0,474 |
0,523 |
251,5 |
2,99 |
65 |
25,0 |
979 |
102 |
4,188 |
0,893 |
0,434 |
- |
- |
272,4 |
- |
70 |
31,3 |
978 |
102 |
4,190 |
0,966 |
0,404 |
0,413 |
0,585 |
293,4 |
2,56 |
75 |
38,6 |
975 |
103 |
4,194 |
1,016 |
0,378 |
- |
- |
314,3 |
- |
80 |
47,5 |
971 |
103 |
4,197 |
1,076 |
0,355 |
0,365 |
0,643 |
335,3 |
2,23 |
85 |
57,8 |
969 |
103 |
4,203 |
1,134 |
0,334 |
- |
- |
356,2 |
- |
90 |
70,0 |
962 |
104 |
4,205 |
1,192 |
0,314 |
0,326 |
0,698 |
377,2 |
1,96 |
95 |
84,5 |
962 |
104 |
4,213 |
1,250 |
0,297 |
- |
- |
398,1 |
- |
100 |
101,33 |
962 |
104 |
4,216 |
1,307 |
0,281 |
0,295 |
0,752 |
419,1 |
1,75 |
105 |
121 |
955 |
105 |
4,226 |
1,382 |
0,267 |
- |
- |
440,2 |
- |
110 |
143 |
951 |
105 |
4,233 |
1,418 |
0,253 |
- |
- |
461,3 |
- |
115 |
169 |
947 |
106 |
4,240 |
1,473 |
0,241 |
- |
- |
482,5 |
- |
120 |
199 |
943 |
106 |
4,240 |
1,527 |
0,230 |
0,249 |
0,860 |
503,7 |
1,45 |
125 |
228 |
939 |
106 |
4,254 |
1,565 |
0,221 |
- |
- |
524,3 |
- |
130 |
270 |
935 |
107 |
4,270 |
1,635 |
0,212 |
- |
- |
546,3 |
- |
135 |
313 |
931 |
107 |
4,280 |
1,687 |
0,204 |
- |
- |
567,7 |
- |
140 |
361 |
926 |
108 |
4,290 |
1,739 |
0,196 |
0,215 |
0,975 |
588,7 |
1,25 |
145 |
416 |
922 |
108 |
4,300 |
1,790 |
0,190 |
- |
- |
610,0 |
- |
150 |
477 |
918 |
109 |
4,310 |
1,842 |
0,185 |
- |
- |
631,8 |
- |
155 |
543 |
912 |
110 |
4,335 |
1,892 |
0,180 |
- |
- |
653,8 |
- |
160 |
618 |
907 |
110 |
4,350 |
1,942 |
0,174 |
0,189 |
1,098 |
674,5 |
1,09 |
165 |
701 |
902 |
111 |
4,364 |
1,992 |
0,169 |
- |
- |
697,3 |
- |
170 |
792 |
897 |
111 |
4,380 |
2,041 |
0,163 |
- |
- |
718,1 |
- |
175 |
890 |
893 |
112 |
4,389 |
2,090 |
0,158 |
- |
- |
739,8 |
- |
180 |
1000 |
887 |
113 |
4,420 |
2,138 |
0,153 |
0,170 |
1,233 |
763,1 |
0,98 |
185 |
1120 |
882 |
113 |
4,444 |
2,187 |
0,149 |
- |
- |
785,3 |
- |
190 |
1260 |
876 |
114 |
4,460 |
2,236 |
0,145 |
- |
- |
807,5 |
- |
195 |
1400 |
870 |
115 |
4,404 |
2,282 |
0,141 |
- |
- |
829,9 |
- |
200 |
1550 |
863 |
116 |
4,497 |
2,329 |
0,138 |
0,158 |
1,392 |
851,7 |
0,92 |
220 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
0,149 |
1,597 |
- |
0,88 |
225 |
2550 |
834 |
120 |
4,648 |
2,569 |
0,121 |
- |
- |
966,8 |
- |
240 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
0,142 |
1,862 |
- |
0,87 |
250 |
3990 |
800 |
125 |
4,867 |
2,797 |
0,110 |
- |
- |
1087 |
- |
260 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
0,137 |
2,21 |
- |
0,87 |
275 |
5950 |
756 |
132 |
5,202 |
3,022 |
0,0972 |
- |
- |
1211 |
- |
300 |
8600 |
714 |
140 |
5,769 |
3,256 |
0,0897 |
- |
- |
1345 |
- |
325 |
12130 |
654 |
153 |
6,861 |
3,501 |
0,0790 |
- |
- |
1494 |
- |
350 |
16540 |
575 |
174 |
10,10 |
3,781 |
0,0648 |
- |
- |
1672 |
- |
360 |
18680 |
526 |
190 |
14,60 |
3,921 |
0,0582 |
- |
- |
1764 |
- |
|