Abstraktne:
Selles uuringus uuritakse glütserooli vesilahuste ainulaadseid termofüüsikalisi omadusi, keskendudes nende kasutamisele küttesüsteemides. Uurides muutujaid, nagu tihedus, viskoossus, soojusjuhtivus ja erisoojusmahtuvus erinevatel glütserooli kontsentratsioonidel ja temperatuuridel, anname ülevaate Master BIO toodete võimalikest rakendustest ja piirangutest soojustehnika valdkonnas.
Sissejuhatus:
Glütseriini vesilahused on tuntud oma mitmekülgsete rakenduste poolest, mis on suuresti tingitud nende erinevatest füüsikalistest omadustest. See uuring annab nende omaduste põhjaliku analüüsi, eriti küttesüsteemide kontekstis.
Metoodika:
Analüüsisime glütseriini ja vee segusid, mille glütseriini kontsentratsioon oli vahemikus 10% kuni 70 massiprotsenti, temperatuuril vahemikus 0 °C kuni 100 °C. Andmeid koguti tiheduse, dünaamilise viskoossuse, soojusjuhtivuse ja erisoojusmahtuvuse kohta.
Tulemused:
Külmumis- ja keemistemperatuurid: külmumistemperatuur langeb järsult kõrgemate glütseriini kontsentratsioonide korral, mis on kasulik madala temperatuuriga rakendustes.
Glütseriini ja vee lahus – külmumis- ja keemistemperatuurid
| Glütseriini ja vee kontsentratsioon
(% massist, kaalust) |
Külmumispunkt | Keemispunkt (tavarõhul) |
| t°C | t°C | |
| 98.2 | 13.3 | 290 |
| 95 | 7.8 | 167 |
| 90 | -1.7 | 138 |
| 80 | -20.6 | 121 |
| 70 | -38,9 | 114 |
| 66.7 | -46,1 | 112 |
| Master BIO-40PRO™ 70 | -40,2* | 110 |
| 60 | -34.4 | 109 |
| Master BIO-30PRO™ 57 | -30,6* | 108 |
| 50 | -22.8 | 106 |
| Master BIO-20PRO™ 47 | -20,0* | 105 |
| 40 | -15.6 | 104 |
| Master BIO-10PRO™ 31 | -10,5* | 102 |
| 30 | -9.4 | 103 |
| 20 | -5,0 | 101 |
| 10 | -1.7 | 101 |
| *+_0,5 sõltub inhibiitorlisandist |
Tihedus ja viskoossus: glütseriini kontsentratsiooni suurenemine toob kaasa suurema tiheduse ja viskoossuse, mõjutades voolu ja soojusülekannet.
Glütserooli vesilahuse tihedus
Glütseriini ja vee segu tihedus on toodud tabelis, kui glütseriini kontsentratsioon on vahemikus 10 kuni 70 massiprotsenti temperatuurivahemikus nullist saja kraadini Celsiuse järgi.
| Temperatuur | 10% | 20% | 30% | 31% Master BIO-10PRO™ 31 | 40% | 47% Master BIO-20PRO™ | 50% | 57,% Master BIO-30PRO™ | 60% | 70% Master BIO-40PRO™ |
| оС | ρ, g/cm3 | ρ, g/cm3 | ρ, g/cm3 | ρ, g/cm3 | ρ, g/cm3 | ρ, g/cm3 | ρ, g/cm3 | ρ, g/cm3 | ρ, g/cm3 | ρ, г/см3 |
| 0 | 1025 | 1,052 | 1079 | 1,072 | 1,107 | 1118 | 1135 | 1,154 | 1,163 | 1,192 |
| 20 | 1,022 | 1047 | 1,073 | 1,075 | 1099 | 1113 | 1126 | 1,145 | 1,154 | 1,181 |
| 40 | 1,016 | 1039 | 1064 | 1,066 | 1089 | 1,107 | 1115 | 1,134 | 1,142 | 1169 |
| 60 | 1006 | 1,03 | 1,053 | 1,056 | 1078 | 1095 | 1,103 | 1122 | 1,13 | 1,156 |
| 80 | 0,994 | 1,017 | 1,041 | 1,042 | 1066 | 1,083 | 1,091 | 1110 | 1117 | 1.144 |
| 100 | 0,982 | 1004 | 1027 | 1,029 | 1,052 | 1069 | 1077 | 1095 | 1,104 | 1,302 |
Glütserooli vesilahuse dünaamiline viskoossus
Glütseriini vesilahuse viskoossus on toodud tabelis segu temperatuurivahemikus nullist saja kraadini Celsiuse järgi ja glütseriini kontsentratsiooni vahemikus 10% kuni 70%. Tähelepanuväärne on, et ainult 10% (massi järgi) glütserooli lisamine veele võib tõsta lahuse dünaamilist viskoossust ~30%.
Glütserooli vesilahuse viskoossus (sisaldus massiprotsentides)
| Temperatuur | 10% | 20% | 30% | 31% Master BIO-10PRO™ | 40% | 47% Master BIO-20PRO™ | 50% | 57,% Master BIO-30PRO™ | 60% | 70% Master BIO-40PRO™ |
| оС | μ Pa*10-3 | μ,Pa*10-3 | μ,Pa*10-3 | μ,Pa*10-3 | μ,Pa*10-3 | μ,Pa*10-3 | μ,Pa*10-3 | μ,Pa*10-3 | μ,Pa*10-3 | μ,Pa*10-3 |
| 0 | 2,44 | 3,44 | 5,14 | 5,53 | 8,25 | 12,69 | 14,60 | 25,37 | 29,90 | 76,00 |
| 20 | 1,31 | 1,76 | 2,50 | 2,62 | 3,72 | 5,32 | 6,00 | 9,37 | 10,80 | 22,50 |
| 40 | 0,83 | 1,07 | 1,46 | 1,52 | 2,07 | 2,79 | 3,10 | 4,48 | 5,08 | 9,40 |
| 60 | 0,58 | 0,73 | 0,96 | 1,09 | 1,30 | 1,69 | 1,86 | 2,55 | 2,85 | 4,86 |
| 80 | – | – | 0,69 | 0,71 | 0,92 | 1,15 | 1,25 | 1,66 | 1,84 | 2,90 |
| 100 | – | – | – | – | 0,67 | 0,84 | 0,91 | 1,17 | 1,28 | 1,93 |
Soojusjuhtivus: kõrgemad glütseriini kontsentratsioonid põhjustavad madalamat soojusjuhtivust, mis viitab piirangutele soojusülekande rakendustes.
Glütserooli vesilahuse soojusjuhtivuse väärtused on toodud tabelis temperatuurivahemikus 20–80 kraadi Celsiuse järgi ja glütserooli kontsentratsiooni puhul 10–70%. Glütserooli kontsentratsiooni suurenemisega vesilahuse soojusjuhtivus väheneb. 50% glütseroolisisaldusega on segu soojusjuhtivus ~30% väiksem kui puhtal veel.
| Temperatuur | 10% | 20% | 30% | 31% Master BIO-10PRO™ 31 | 40% | 47% Master BIO-20PRO™ | 50% | 57,% Master BIO-30PRO™ | 60% | 70% Master BIO-40PRO™ |
| оС | W/(cm•oC) | W/(cm•oC) | W/(cm•oC) | W/(cm•oC) | W/(cm•oC) | W/(cm•oC) | W/(cm•oC) | W/(cm•oC) | W/(cm•oC) | W/(cm•oC) |
| 20 | 0,56 | 0,52 | 0,48 | 0,48 | 0,45 | 0,42 | 0,41 | 0,39 | 0,38 | 0,35 |
| 40 | 0,59 | 0,54 | 0,50 | 0,5 | 0,46 | 0,43 | 0,42 | 0,40 | 0,39 | 0,36 |
| 60 | 0,61 | 0,57 | 0,52 | 0,52 | 0,48 | 0,45 | 0,44 | 0,41 | 0,39 | 0,36 |
| 80 | 0,64 | 0,59 | 0,54 | 0,54 | 0,49 | 0,46 | 0,45 | 0,42 | 0,40 | 0,36 |
Erisoojusvõimsus: glütseriini kontsentratsiooni suurenemisega väheneb võimsus, mis mõjutab küttesüsteemide energiatõhusust.
Glütserooli vesilahuse soojusmahtuvuse hinnangud on toodud tabelis temperatuuridel 20–80 kraadi Celsiuse järgi ja glütserooli kontsentratsioonidel 10–70 protsenti. Glütserooli kontsentratsiooni suurenemisega lahuse soojusjuhtivus väheneb. Normaalsetes tingimustes ja 10% glütserooli sisaldusega on segu soojusmahtuvus ~2 korda väiksem kui puhta vee soojusmaht.
Glütseriini ja vee segu soojusmahtuvus (sisaldus massiprotsentides)
| Temperatuur | 10% | 20% | 30% | 31% Master BIO-10PRO™ 31 | 40% | 47% Master BIO-20PRO™ | 50% | 57,% Master BIO-30PRO™ | 60% | 70% Master BIO-40PRO™ |
| оС | kJ/(kg•oC) | kJ/(kg•oC) | kJ/(kg•oC) | kJ/(kg•oC) | kJ/(kg•oC) | kJ/(kg•oC) | kJ/(kg•oC) | kJ/(kg•oC) | kJ/(kg•oC) | kJ/(kg•oC) |
| 20 | 1998 | 1907 | 1,816 | 1,807 | 1725 | 1716 | 1,634 | 1625 | 1542 | 1,452 |
| 40 | 2002 | 1916 | 1830 | 1210 | 1,744 | 1735 | 1659 | 1650 | 1573 | 1,487 |
| 60 | 2010 | 1929 | 1,848 | 1840 | 1767 | 1758 | 1687 | 1679 | 1606 | 1525 |
| 80 | 2024 | 1948 | 1,871 | 1864 | 1795 | 1786 | 1718 | 1710 | 1,642 | 1608 |
Arutelu:
Uuring toob esile kompromissid glütseriini kontsentratsiooni ja termofüüsikaliste omaduste vahel. Kuigi kõrgemad kontsentratsioonid pakuvad madalamat külmumispunkti, vähendavad need ka soojusjuhtivust ja erisoojusvõimsust, mis võib teatud kütterakenduste tõhusust piirata.
Järeldus:
Glütseriini vesilahused on elujõuline valik spetsiaalsete küttesüsteemide jaoks, eriti erineva temperatuuriga keskkondades. Kuid glütseriini kontsentratsiooni hoolikas kaalumine on antifriisi omaduste ja soojusülekande efektiivsuse tasakaalustamiseks ülioluline.
Menetlus küttesüsteemi hädaseiskamise korral.
Glütseriini ja vee lahused nulltemperatuuril ja madalamal on kõrge viskoossusega. Seega, kui süsteem on jahtunud, on soovitatav esmalt kütteelemendid ise sisse lülitada ja seejärel ringlust alustada. See vähendab pumpade koormust.
© 2024 Sergei Vesselkov. Kõik õigused kaitstud.
Kõik õigused on kaitstud ja ühtegi väljaande osa ei tohi ilma teie eelneva kirjaliku loata mis tahes kujul ega vahenditega, sealhulgas valguskoopiate tegemise, salvestamise või muude elektrooniliste või mehaaniliste meetoditega reprodutseerida, levitada ega edastada.