1.1 Охлаждения на расход топлива
Образование накипи в системе охлаждения связано с выпадением из водного раствора солей кальция и магния, которые вместе с частичками примесей и продуктов коррозии «прикипают» к поверхностям нагретого металла.
Слой накипи имеет очень малую теплопроводность, т.е. ухудшает тепло отвод. Одновременно уменьшается сечение трубок радиатора, что также ведет к перегреву двигателя и как следствие - к увеличению расхода топлива .
Соли кальция и магния, находящиеся в растворенном состоянии, придают воде свойства, которые получили название «жесткость». Чем выше содержание в воде солей магния и кальция, тем больше ее жесткость. За единицу жесткости принимают миллиграмм-эквивалент солей на 1 л воды. Если жесткость воды равна 1 мг·экв/л, то это означает, что в 1 л воды содержится 20,04 мг ионов кальция или 12,16 мг ионов магния. Различают жесткость временную, постоянную и общую.
Временная жесткость характеризует содержание в воде в основном двух соединений - бикарбоната кальция Ca(НСО3)2 и бикарбоната магния Мg(НСО3)2. Эти соли могут находиться в воде в растворенном состоянии только в присутствии некоторого количества свободной углекислоты. При кипячении воды свободная углекислота из нее удаляется и соли временной жесткости распадаются на карбонаты, выпадающие в осадок, и диоксид углерода, уходящий в атмосферу. Таким образом, при кипячении бикарбонаты удаляются из воды, поэтому обусловленную их присутствием жесткость называют временной или устранимой.
Постоянная жесткость определяется присутствием в воде более стойких солей, таких, как СаSО4, СаСI2, МgSО4, МgСI2, СаSiO3, МgSiO3 и др. Эти соединения при кипячении не разлагаются и не выпадают в осадок, если их концентрация не превосходит предела насыщения.
В образовании накипи в системе охлаждения участвуют соли как временной, так и постоянной жесткости. Но больший вред приносят соли временной жесткости. Первое же закипание воды в системе охлаждения приводит к выпадению карбонатов и образованию накипи. При этом происходит снижение временной жесткости воды. Соли постоянной жесткости принимают участие в образовании накипи только после испарения части воды, т.е. когда их концентрация в воде превышает предел насыщения. При перегреве двигателя вода, соприкасаясь с сильно нагретыми поверхностями, образует пузырьки пара, а выпадающие соли оседают на перегретой поверхности. Сумму временной и постоянной жесткостей называют общей жесткостью. Вода считается мягкой, если она содержит солей не более 3, средней - 3...6 и жесткой - более 6 мг·экв/л.
По степени пригодности для систем охлаждения двигателей природные воды можно распределить в следующем порядке: атмосферная (дождевая, снеговая) - мягкая; речная или озерная - мягкая или средняя; колодезная, ключевая или морская - жесткая. Воду средней или высокой жесткости перед использованием в системах охлаждения рекомендуется «смягчить» или смешивать со специальными добавками - анти накипи. Простейшим способом смягчения воды является кипячение, при котором бикарбонаты разлагаются и карбонаты выпадают из воды в виде осадка. После фильтрования воду можно использовать для систем охлаждения. Смягчение воды можно достичь ее химической обработкой. Добавление соды и извести (гашеной) приводит к выпадению соединений кальция и магния в осадок. Известково-содовый способ смягчения воды эффективнее кипячения.
Весьма простой и эффективный способ смягчения воды - фильтрование через катиониты. Промышленность выпускает типовые установки для смягчения воды с помощью к анти накипи фильтров. Рис. 2 Влияние анти накипи на процесс образования накипи. Вещества, известные под названием анти накипи, позволяют предотвратить образование накипи обработкой воды непосредственно в системе охлаждения (рис.2). Добавление анти накипи особо удобно в полевых условиях при отсутствии мягкой воды. Действие анти накипи сводится к предотвращению образования твердых отложений накипи на горячих поверхностях.
Достигается это за счет перевода солей, дающих накипь, в рыхлое состояние или за счет удержания таких солей в воде в виде перенасыщенных растворов. В качестве анти накипи используют различные составы
Воду, предназначенную для систем охлаждения, необходимо предохранять от загрязнения нефтепродуктами. Попадание топлив и масел в воду часто сопровождается интенсивным вспениванием и выбросом охлаждающей жидкости из системы.
Примечание: * - нельзя использовать для очистки деталей из алюминия и его сплавов
При температурах окружающего воздуха ниже 0 °С необходимо заливать в жидкостные системы охлаждения вместо воды низкозамерзающие жидкости - антифризы. В качестве антифризов можно использовать смеси воды со спиртами, смеси воды с глицерином, смеси углеводородов и ряд других веществ. Наибольшее распространение в качестве низкотемпературных охлаждающих жидкостей получили водные растворы этиленгликоля.