Вода – основной теплоноситель в системах охлаждения двс 


Мы поможем в написании ваших работ!



ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

Вода – основной теплоноситель в системах охлаждения двс



Самой доступной охлаждающей жидкостью и в то же время достаточно полно удовлетворяющей основным требованиям к ОЖ двигателей является вода. Ее применяли в самых ранних конструкциях двигателей, широко применяют и сейчас для крупных ДВС, таких как тепловозные и судовые. Вода благодаря своим исключительным свойствам (теплопроводности, вязкости, теплоемкости) является пока наиболее целесообразной охлаждающей жидкостью. Однако ей присущи три существенных недостатка, во многих случаях исключающие ее прямое применение.

Первый. Вода замерзает при 0 °С, что сильно осложняет ее применение зимой. При замерзании вода увеличивает свой объем на 9 %, поэтому при образовании льда в системе охлаждения возникают давления до 300 МПа, что приводит к трещинам в корпусных деталях двигателя и радиаторе, после чего требуется сложный и трудоемкий ремонт. Поэтому приходится внимательно следить за тем, чтобы не “разморозить” двигатель: сливать воду или, периодически пуская двигатель, прогревать систему охлаждения.

Второй. Вода имеет относительно низкую температуру кипения, что приводит иногда к ее закипанию в двигателе.

Для предотвращения больших коррозионных износов и поддержания оптимальной вязкости масляной пленки на деталях ЦПГ температуру охлаждающей жидкости необходимо поддерживать в диапазоне 85…95 °С, а в некоторых случаях и выше. Такие температуры близки к температуре кипения воды, и даже небольшие отклонения от нормальных условий эксплуатации вызывают ее закипание. Кроме того, поддержание температуры на уровне, близком к кипению, ведет к интенсивному испарению воды, что связано с необходимостью частого ее долива в радиатор.

С уменьшением барометрического давления, например в горных условиях, температура кипения воды понижается, вероятность ее закипания увеличивается, особенно когда двигатель работает на больших нагрузках и отдача теплоты в воду возрастает. Для увеличения температуры кипения и уменьшения потерь воды при испарении современные системы охлаждения выполняют герметичными. Давление в них повышают до 0,13…0,20 МПа, при этом температура кипения воды возрастает до 110…120 °С. Однако в целом это проблему не решает, порождая другую – обеспечение надежности системы охлаждения путем обеспечения герметичности соединений и уплотнений, долговечности шлангов, радиаторов и т.д.

Третий. Вода содержит минеральные соли, образующие на внутренней поверхности водяной рубашки и радиатора накипь, которая, обладая плохой теплопроводностью, ухудшает теплопередачу и снижает эффективность охлаждения.

Количество растворенных в воде солей (сульфатов и карбонатов) определяет ее жесткость. В зависимости от вида растворенных солей различают временную и постоянную жесткости. Временная, или карбонатная, жесткость определяется содержанием в воде бикарбонатов магния и кальция. При нагревании воды эти соли разлагаются и образуют нерастворимые в воде МgCО3 и СаСО3, которые в виде накипи осаждаются на стенках системы охлаждения. Временной эта жесткость называется потому, что достаточно нагреть воду до кипения и она делается более мягкой.

Присутствие в воде сульфатов, хлоридов и силикатов щелочноземельных металлов, которые не разлагаются при ее нагревании, особенно нежелательно. Наличие этих солей в воде определяет некарбонатную или постоянную жесткость. Например, сульфат кальция СаSO4 (гипс) при повышении температуры выпадает из раствора, осаждаясь на стенки системы вместе с другими солями. Это придает накипи особую прочность, затрудняющую ее удаление из системы. Следует иметь в виду, что теплопроводность накипи значительно уменьшается при попадании в систему охлаждения нефтепродуктов (особенно масла). Поэтому недопустимо заливать воду в радиатор, пользуясь посудой, на которой сохранились остатки топлива или моторного масла.

Общей жесткостью называют сумму временной и постоянной жесткости. Ее измеряют миллиграмм-эквивалентом солей жесткости на 1 л воды (мг-экв/л). 1 мг-экв соответствует содержанию в 1 л воды 20,04 мг ионов кальция или 12,16 мг ионов магния.

По жесткости вода классифицируется на очень мягкую, мягкую, среднежесткую, жесткую и очень жесткую (табл. 52).

Таблица 52. Группы жесткости воды и их характеристика

Группа жесткости Общая жесткость, мг-экв/л Влияние на образование накипи
Очень мягкая ≤1,5 Накипи не образует
Мягкая 1,5…4,0 Накипи почти не образует
Среднежесткая 4,0…8,0 Образует накипь. Необходимо не реже двух раз в год удалять ее из системы охлаждения
Жесткая 8,0…12,0 Быстро откладывается значительная накипь. Не рекомендуется применять воду без предварительного умягчения или использования присадок
Очень жесткая ≥ 12,0 Система охлаждения очень быстро забивается накипью. Воду применять без умягчения нельзя

Очень мягкая и мягкая вода практически не образует накипи. При ее использовании система охлаждения не требует специального наблюдения. При применении среднежесткой воды систему охлаждения рекомендуется периодически промывать с использованием специальных составов [25, 28].

Применение жесткой и очень жесткой воды в принципе не рекомендуется. Для частичного смягчения (устранения временной жесткости) можно рекомендовать кипячение воды в течение 30…40 мин, с дальнейшим отстоем и фильтрацией. Для более тщательной обработки в теплую воду можно добавить кальцинированную соду или тринатрийфосфат из расчета 53 мг соды или 55 мг тринатрийфосфата на каждую единицу жесткости в 1 л умягчаемой воды.

Хорошие результаты получаются при фильтровании воды любой жесткости через катионитовые фильтры, представляющие собой вещества, способные вступать в обменную реакцию с ионами кальция, магния и других щелочноземельных металлов. К катионитам относят сульфированные угли, пермутит, глауконит и некоторые синтетические смолы.

Отложение накипи в системе охлаждения также предотвращают введением специальных веществ – антинакипинов. Они позволяют удерживать соли в растворенном виде, например добавка хромпика K2Cr2O7 образует с солями жесткости хорошо растворимые в воде хроматы кальция и магния. Кроме того, являясь сильным окислителем, хромпик на поверхности металла создает защитную оксидную пленку, предохраняющую от коррозии. Применяют и щелочные антинакипины, однако при этом следует избегать использования в конструкции систем охлаждения деталей из алюминиевых сплавов, которые при контакте со щелочами корродируют.



Поделиться:


Последнее изменение этой страницы: 2017-01-24; просмотров: 122; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы!

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 18.207.163.25 (0.042 с.)