Автомобильные антифризы – низкозамерзающие охлаждающие жидкости (ОЖ) для системы охлаждения автомобиля. Состав антифриза (упрощенно) состоит из следующих составляющих: •основа; •комплекс присадок. Основа антифриза — водно-гликолевая смесь, от которой зависит способность антифриза не замерзать при низких температурах, его удельная теплоемкость, вязкость и воздействие на резину. Наиболее распространены ОЖ на основе этиленгликоля. Но его водный раствор агрессивен к материалам деталей системы охлаждения (стали, чугуну, алюминию, меди, латуни, припою). Комплекс присадок - это набор противокоррозионных (ингибиторов), антивспенивающих, моющих и стабилизирующих компонентов. Кроме того, могут присутствовать ароматизирующие компоненты. Наиболее часто в технике применяют антифризы, содержащие 52,6% и 66% этиленгликоля и ряд противокоррозионных присадок. Известны антифризы на основе водно-глицериновых растворов. Так, смесь 70% (по массе) глицерина и 30% воды замерзает при — 40 °С, однако уступает этиленгликолевым антифризам по вязкости и теплофизическим свойствам. Иногда применяют водные растворы метилового, этилового и изопропилового спиртов; 50%-ный раствор метанола замерзает при — 43 °С, имеет малую вязкость, однако легко испаряется. В ряде случаев, напр. в теплообменниках, в качестве антифризов используют водные растворы солей. Недостатки таких антифризов - высокая коррозионная активность и кристаллизация солей при испарении воды. Наиболее распространенные современные антифризы – это низкозамерзающие водные растворы этиленгликоля. Чистый этиленгликоль – это маслянистая жидкость, сладковатая на вкус, с температурой кипения 196°С и замерзания минус 12,3°С. Количество этиленгликоля в ОЖ обычно составляет 52–64%, при этом температура замерзания полученных растворов составляет от минус 32 до минус 70°С. Для исключения таких недостатков ОЖ, как агрессивность по отношению к резине и металлам, низкие смазывающие свойства, в них вводят антикоррозионные, противопенные и другие присадки. Свойства воды как теплоносителя (теплопроводность, теплоемкость и вязкость) существенно лучше, чем у этиленгликоля, что видно из таблицы сравнения их свойств. Однако использование гликолевых растворов позволяет существенно понизить температуру замерзания, в чем, собственно и заключается основной смысл использования антифризов. Таблица 1.1 Сравнительная характеристика физико-химических свойств воды и моноэтиленгликоля Показатель | Вода | МЭГ | Молярная масса | 18,01 | 62,07 | Плотность при 20°С, кг/м3 | 998,2 | 1113 | Температура замерзания, °С | 0 | -12 | Температуры кипения при 0,1 МПа, °С | 100 | 197,7 | Теплоемкость при 20°С, кДж/(кг*°С) | 4,184 | 2,422 | Коэффициент теплопроводности, кДж/(ч*м*°С) | 2,179 | 0,955 | Вязкость при 20°С, мм2/с | 1,0 | 19-20 | Теплота испарения, кДж/кг | 2,258 | 0,800 | Коэффициент объемного расширения (0-100 °С) | 0,00046 | 0,00062 |
Механизм действия водных растворов этиленгликоля представлен на рис. 1.1, показывающем зависимость температуры замерзания антифриза от процентного содержания этиленгликоля (кривая кристализации). Свойства водных растворов этиленгликоля представлены в табл. 1.1.
|