Теория

Теплопроводность и теплоемкость жидкостей

Для поглощения и удаления из гидросистемы выделяющегося при ее работе тепла и его рассеивания необходимо, чтобы жидкости обладали высокими показателями теплоемкости и теплопроводности.

Теплопроводность жидкостей — это количество тепла в калориях, которое проходит в 1 сек через 1 см2 слоя толщиной 1 см. Теплопроводность обычно выражается в ккал/см∙ ч град или кал/см, сек. град.

Значение коэффициента теплопроводности определяется

clip_image002ккал/см ∙сек ∙град,

где а — коэффициент, зависящий от марки жидкости; для минеральных масел а ≈ 0,00027 ÷ 0,0003

Минеральные масла являются плохим проводником тепла и уступают воде и жидкостям на водной основе, теплопроводность которых примерно в 5 раз выше теплопроводности масел.

Для большинства нефтепродуктов теплопроводность составляет примерно (4,0 — 4,8) -10-6 ккал/см- сек- град.

Значения коэффициентов теплопроводности в ккал/см • сек • град (10-4) некоторых жидкостей приведены следующие

Вода при температуре в °С:

100С ………….14,7 Минеральное масло при 150 С ………3,24

500С …………..15,4 Касторовое масло при 200 С…….……4,32

800С ……….…16,0 Глицерин при 200 С ………..…………6,8

Коэффициент теплопроводности воздуха при 0° С составляет 1,44 ∙10-6 ккал/см -сек. град

Теплопроводность жидкостей уменьшается с повышением температуры. В частности зависимость коэффициента теплопроводности минеральных масел от температуры имеет вид

clip_image004 ккал/см ∙ сек ∙ град

Для индустриальных масел а = 3-10-4; b = 1,25∙10-2; для машинных масел а — 2,7-10-4; b = 10-2.

Не менее важным параметром является теплоемкость жидкостей [количество тепла, необходимое для повышения температуры единицы веса на 1° С (ккал/кг)], от значения которой зависит интенсивность повышения температуры.

Коэффициент теплоемкости нефтепродуктов определяется по приближенному эмпирическому выражению

clip_image006ккал/кг

где t – температура масла в 0С;

γ15 – объемный вес масла при 150 С в кг/л

Для распространенных жидкостей средняя удельная теплоемкость в ккал/кг ∙ град в интервале температур от 0 до 1000 С:

Минеральное масло……………………………0,45 – 0,50

Керосин………………….…………………………0,50

Глицерин….………………………………………..0,57

Жидкость на водной основе (при t = 250 С)………0,72

Для рабочих жидкостей минерального происхождения средняя удельная теплоемкость при температуре от 0 до 1000 С может быть принята равной 0,45 ккал/кг ∙ град.

У большинства реальных жидкостей и газов удельная теплоемкость повышается с увеличением температуры, причем эти изменения для газов существенны, а для жидкостей незначительны, поскольку модуль объемной упругости велик.

Теплоемкость смеси минеральных масел может быть приближенно определена по выражению

clip_image008

где Сс – теплоемкость смеси;

С1 и С2 – теплоемкость отдельных компонентов смеси;

m 1 и m2 – весовые количества компонентов.

2.3.18. Характеристики масел, применяемых в гидросистемах, представлены в таблицах 2, 3.

Таблица 2

Марка масла и ГОСТ

Вязкость при 500С

Температура в 0С

Пределы рабочих температур в 0С

Объемный вес в кГ/м3

в ccm

в 0Е

застывания

вспышки

Индустриальное 12 (веретенное 2), ГОСТ 1707-51..

Индустриальное 20 (веретенное 3), ГОСТ 1707-51..

Индустриальное 20 (веретенное 3), ГОСТ 1707-51..

МС-22, ГОСТ 1013-49

МС-20 ГОСТ 1013-49

Индустриальное 45 (машинное С), ГОСТ 1707-51…….

Индустриальное 50 (машинное СУ), ГОСТ 1707-51…….

Турбинное 22 (турбинное Л) ГОСТ 32-53…..

Турбинное 30 (турбинное УТ) ГОСТ 32-53…..

Турбинное 46 (турбинное Т) ГОСТ 32-53…..

Турбинное 57  ГОСТ 32-53…..

Велосит Л, ГОСТ 1840-51…

 

Вазелиновое Т, ГОСТ 1642-50…

 

Веретенное АУ, ГОСТ 1642-50

 

Трансформаторное, ГОСТ 982-56……….

 

МК-8, ГОСТ 6457-66

 

 

 

10-14

 

 

 

17-23

 

 

 

27-33

 

22

 

20

 

 

 

38-52

 

 

 

42-58

 

 

20-23

 

 

28-32

 

 

44-48

 

55-59

 

4-5,1

 

 

5,1-8,5

 

12-14

 

 

 

9,6

 

 

8,6

 

 

 

1,86-2,26

 

 

 

2,6-3,31

 

 

 

3,81-4,59

 

3,1

 

2,8

 

 

 

5,74-7,07

 

 

 

5,76-7,76

 

 

2,9-3,2

 

 

3,9-4,4

 

 

6,0-6,5

 

7,5-7,9

 

1,3-1,4

 

 

1,4-1,72

 

 

2,05-2,26

 

 

 

1,8

 

 

 

 

 

-30

 

 

 

-20

 

 

 

-15

 

-14

 

-18

 

 

 

-10

 

 

 

-20

 

 

-15

 

 

-10

 

 

-10

 

 

 

-25

 

 

-20

 

 

-45

 

 

 

-45

 

 

-55

 

 

 

165

 

 

 

170

 

 

 

180

 

230

 

225

 

 

 

190

 

 

 

200

 

 

180

 

 

180

 

 

195

 

195

 

112

 

 

125

 

 

163

 

 

 

135

 

 

135

 

 

 

-30÷ +40

 

 

 

0-90

 

 

 

10-50

 

 

 

 

 

10-60

 

 

 

10-70

 

 

5-50

 

 

10-50

 

 

10-50

 

10-70

 

От -10 до +30

 

 

 

От -40 до +60

 

 

От -30 до +90

 

 

 

 

876-891

 

 

 

881-901

 

 

 

886-916

 

905

 

895

 

 

 

890-930

 

 

 

890-930

 

 

901

 

 

901

 

 

920

 

930

 

 

 

860-890

 

 

888-896

 

 

 

886

 

 

885

Таблица 3

Марка масла

Кинематическая вязкость в ccm

Температура масла в 0С

Предел рабочих температур в 0С

при +50 0С

при -50 0С

застывания

вспышки

МВП, ГОСТ 1805-51

6,3-8,5

23466

-60

120

От – 40 до + 60

АМГ-10, ГОСТ 6794-53

10

1250

-70

92

От – 60 до + 100

К морозостойким относится также масло ЦИАТИМ-1М (ТУ 327 – 50), получаемое очисткой низкозастывающей узкой дистиллярной фракции, выкипающей в пределах 320 – 340 0С с присадками. Ниже приведена характеристика этого масла.

Вязкость в ccm при температуре в 0С:

+ 50……………………………………………………..6,3

— 40………………………………………………………1900

Температура в 0С:

застывания……………………………………….Не выше – 60

кипения:

начало………………………………………………..300

конец…………………………………………………340

вспышки в открытом тигле…………………….Не ниже 130

Пермь Питер Пятигорск