Теплофизические свойства масел и технических жидкостей.

Модераторы: Sun57, serg150, Sasha88, mvg

Аватара пользователя
mvg
Алхимик
Сообщения: 9635
Зарегистрирован: Пн окт 03, 2011 11:13 am
Авто: Nissan Maxima QX 2002 2.0AT
Двигатель: 2.0
Коробка: АКП
Год выпуска: 2002
Настоящее имя: Михаил
Откуда: Москва, Ходынка
Благодарил (а): 187 раз
Поблагодарили: 71 раз

Теплофизические свойства масел и технических жидкостей.

Сообщение mvg » Чт июл 27, 2017 4:35 am

Пока ни кто не смог компетентно помочь разобраться в некоторых вопросах.
Начнем с ОЖ.

Лет 8-10 назад в Инете появились сообщения о безводных ОЖ фирмы Эванс
teplovaya-provodimost.png


eb421d_e233dd26fe1f4acfaa4062f38f7dd967.jpg


Как я понял, смысл их аргументации сводится к известному явлению или эффекту Лейденфроста
Heat_transfer_leading_to_Leidenfrost_effect_for_water_at_1_atm.png

На графике показан поток тепла в зависимости от температуры после точки кипения. Эффект проявляется после т. н. переходного кипения (transition boiling).

"Явление было также описано выдающимся конструктором паровых котлов Викторианской эпохи Уильямом Фэйрбэрном, который видел в нём причину сильного уменьшения теплообмена между горячим железом и водой в паровом котле. В двух лекциях по конструкции котлов[9] он цитировал работу, в которой капля, почти мгновенно испарявшаяся при температуре 168 °C, сохранялась в течение 152 секунд при 202 °C: получалось, что при более низких температурах в топке вода может испаряться даже быстрее."

Иначе говоря, в рубашке охлаждения ДВС, включая блок головок, могут возникать пузырьковое (полезно) и пленочное (вредно) кипение в зависимости от многих факторов.
Пузырьковое всегда, а пленочное при определенных условиях
271834042.jpg
При достижении максимального (критического) значения теплового потока (qmakc) начинается второй, переходный режим К. При этом режиме большая доля поверхности нагрева покрывается сухими пятнами из-за прогрессирующего слияния пузырьков пара. Теплоотдача и скорость парообразования резко снижаются, т.к. пар обладает меньшей теплопроводностью, чем жидкость, поэтому q и a резко снижаются. Наступает кризис К. Когда вся поверхность нагрева обволакивается тонкой паровой пленкой, возникает третий, пленочный, режим К. При нем теплота от раскаленной поверхности передается к жидкости через паровую пленку путем теплопроводности и излучения. http://www.booksite.ru/fulltext/1/001/008/061/301.htm
Из личного опыта, при эксплуатации Ford Taurus G1, где перегрев был чаще нормой, чем наоборот. Доходило до маразма - когда я покупал 4-й патрубок (рвало, как грелки Тузиком), продавец поинтересовался, почему мне понравились именно их патрубки? - задрала система охлаждения. Под капотом финская баня, когда рвет патрубки - русская :) Сейчас с юмором, тогда было грустно. Нормальной одежды у тракториста (водителя Таурус) не осталось ...
Изучил и промыл все..., но проблема оставалась.
Залил антифриз AGA Z-60. Стало много лучше. В нем концентрация этиленгликоля 60%.
Перешел на карбоксилатные антифризы с содержанием этиленгликоля в районе 70% и забыл о проблемах с температурой. Параллельно снизил точку термостатирования, заменив термостат, поставил свою систему управления вентилятором и доработал пробку радиатора, практически убрав давление в системе охлаждения.
Сразу после покупки, в Максиме сделал тоже самое, но не дорабатывал управление ветродуем. С температурными проблемами не сталкивался, хотя температуры на улице случались и под 40грС в тени.

Информации по ДВС (автопром) в этой области очень мало, практически нет, но в других отраслях кое что есть.
Это из области теплотехники, теплофизики, но все знать не можно. :dash1

При пленочном кипении, хотя бы локально, перенос тепла затрудняется, датчик температуры ни каких изменений не фиксирует по температуре ОЖ, НО - "лишнее" тепло есть и оно куда-то идет, в т.ч. по металлу. Процесс может носить пороговый (колебательный) характер, при передаче "лишнего" тепла в зоны, где пленочное кипение отсутствует. А это, в свою очередь, ведет к быстрому росту температуры ОЖ и частому включению вентилятора - пленочное в пузырьковое и обратно.
критическая точка.jpg


Полностью, в тонкостях, описать физику затрудняюсь, это не моя область.

Как я понимаю, для проявления эффекта Лейденфроста у нас есть все составляющие: ОЖ с температурой ниже кипения и охлаждаемые поверхности с температурой значительно большей кипения ОЖ под давлением.
В Эванс не совсем корректно обозначен процесс - меняется не коэфф. теплопроводности ОЖ, а условия переноса тепла за счет формирования паровых пленок. Коэфф. теплопроводности пара существенно ниже, чем у ОЖ.
Сдвигая точку начала пленочного кипения в сторону высоких температур, безводный антифриз лишь до определенной температуры предотвращает возникновение эффекта образования паровых пленок. Что, по сути, нам и надобно, поскольку при температурах за неким порогом уже не важно, как и что кипит - трындец полный.

Если судить по графику рис.1 (для воды), пленочное кипение возникает (начало) при температурах на 25гр превышающих температуру кипения ОЖ в системе и достигает нижней точки (максимум потери теплопереноса), когда температура охлаждаемой поверхности на 150гр больше температуры кипения ОЖ.
Это в районе от 150грС до 275грС температуры охлаждаемых поверхностей и температуры кипения ОЖ в районе 125грС, что более чем возможно.

Отсюда и рекомендации для стран с жарким климатом http://www.kakoy-antifriz.ru/antifreez/ ... friza.html
80/20 сдвинет точку перегиба на 25-30гр в сторону высоких температур. ИМХО, этого достаточно. Можно и меньше.
У вас нет необходимых прав для просмотра вложений в этом сообщении.

Аватара пользователя
mvg
Алхимик
Сообщения: 9635
Зарегистрирован: Пн окт 03, 2011 11:13 am
Авто: Nissan Maxima QX 2002 2.0AT
Двигатель: 2.0
Коробка: АКП
Год выпуска: 2002
Настоящее имя: Михаил
Откуда: Москва, Ходынка
Благодарил (а): 187 раз
Поблагодарили: 71 раз

Теплофизические свойства масле и технических жидкостей.

Сообщение mvg » Пт июл 28, 2017 2:33 pm

THE MECHANICS OF COOLANT FLOW

In the heads, above the combustion chambers and around the exhaust ports, localized boiling can occur, particularly within the irregularities of the casting surfaces. This process, known as nucleate boiling, (https://www.youtube.com/watch?v=LSR-n2kDlVI) does not necessarily have a negative effect at low engine speeds, but if left unchecked, at higher RPM it can create some serious problems. Since air does not absorb or release heat as well as water the air bubbles can create hot spots, detonation and loss of power. Problems start when nucleate boiling morphs into film boiling, where the bubbles converge to form a film of steam. This process, “Departure from Nucleate Boiling” (http://en.wikipedia.org/wiki/Nucleate_boiling) can be so violent that it can crack cylinder heads and blocks.
http://blog.appliedspeed.com/blog/2015/ ... ater-pumps

Аватара пользователя
mvg
Алхимик
Сообщения: 9635
Зарегистрирован: Пн окт 03, 2011 11:13 am
Авто: Nissan Maxima QX 2002 2.0AT
Двигатель: 2.0
Коробка: АКП
Год выпуска: 2002
Настоящее имя: Михаил
Откуда: Москва, Ходынка
Благодарил (а): 187 раз
Поблагодарили: 71 раз

Теплофизические свойства масле и технических жидкостей.

Сообщение mvg » Пт июл 28, 2017 3:21 pm

Возражения оппонентов:
1. Этиленгликоль + вода = теплопроводность ниже, чем у воды.
2. Этиленгликоль + вода = вязкость выше, чем у воды

Чем больше гликоля, тем хуже параметр в части антифриза.
Аргументы, возражения.
1. Температурный режим в целом улучшается, особенно в жаркую погоду, хотя используется пробка с ослабленным давлением в радиаторе (меньше 1 ат точно). Расширительный бачок ничего особо не расширяет и пузыри не пускает.
2. А как же зимой? - то, что вязкость высокая, хорошо видно при использовании стелоомывателей в законе :) За бортом -20грС - ссыть малой струйкой непонятно куда. Но моторчик качает, как и помпа в системе охлаждения.


Ответить

Вернуться в «Система смазки и охлаждения»

Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и 1 гость