Синтетические охлаждающие смеси – Производственные яды. Смазочные масла и синтетические охлаждающие смеси. Области применения и действие на организм

alexxlab | 15.09.2020 | 0 | Вопросы и ответы

Содержание

| Pandia.ru

«Смазочные масла и синтетические охлаждающие смеси».

Нефтяные синтетические масла и смазочно-охлаждающие смеси(СОС) применяются для смазки и охлаждения трущихся металли­ческих деталей и при механической обработке металла. Масла нефтя­ные высокомолекулярные — вязкие жидкости желтовато-корич­невого цвета. Основные компоненты этих масел — алифатические, нафтеновые и ароматические углеводороды. Часто в масла вводятся различные присадки в форме соединений железа, меди, фосфора и других элементов.

Синтетические смазочные масла (моторные, турбинные, компрес­сионные и др.) получают путем полимеризации олефинов.

В состав охлаждающих жидкостей входят минеральные масла и эмульгаторы из натриевых солей нафтеновых кислот. Основой охлаждающей жидкости служат эмульсоны— коллоидные растворы мыла и органических кислот в минеральных маслах.

При использовании смазочных масел и охлаждающих жидкостей в производстве возможно их поступление в воздух рабочей зоны в форме аэрозолей и паров углеводородов, альдегидов, оксида углерода и других токсичных продуктов.

Острые отравления возможны при чистке цистерн из-под нефтя­ных масел. В закрытых помещениях при высоких температурах кли­ническая картина сходна с клиникой отравления бензином.

Хроническое действие аэрозолей СОС может вызвать гипертро­фические и атрофические риниты, фарингиты, тонзиллиты, возмож­но развитие пневмосклероза, характерны вегетососудистые наруше­ния. Развиваются нефтяные кожные заболевания (дерматит, экзема, масляные угри), аллергия к составляющим присадок; некоторые масла способны вызвать кератодермию, бородавчатые разрастания, папилломы и рак.

Возможно повреждение кожного покрова (чаще всего кистей рук) при попадании на него струи смазочного масла под высоким давле­нием.

В профилактике кожных заболеваний важное место занимают санитарно-просветительная работа, направленная на поддержание чистоты кожи, использование различных защитных паст и мазей, соблюдение правил личной гигиены (мытье в душе, частая смена белья и спецодежды).


pandia.ru

Криосмеси» или «Охлаждающие смеси»

На основе полученных данных концентраций можно вывести наиболее дешёвые, экономичные, экологичные, удобные в использовании смеси.

Что же такое криосмеси? В научной литературе это слово почти не встречается. Используется словосочетание «охлаждающие смеси».

Как видно из названия это смеси, предназначенные для получения искусственного холода. Основной, наиболее известной смесью является NaCl+h3O, известная, как ледосоляное охлаждение.

Криосмеси есть двух типов (соль+вода и соль+кислота).

Антифризы (незамерзающие жидкости) тоже считаются охлаждающими смесями. Они применяются в системах охлаждения двигателей.

Для достижения довольно низких температур ~ -60-70 С используют сухой лёд (твёрдая углекислота).

В своей работе я рассматриваю только четыре смеси (соль+снег).

1) Nh5NO3+h3O

2) (Nh5)2SO4+h3O

3) NaCl+h3O(лёд)

4) CaCl2*6h3O+h3O (лёд)

Смеси типа соль+кислота опасны и дают слишком низкие для моих целей температуры. Поэтому я их не использую.

Видно, что наиболее эффективной смесью является смесь №4. Лучшей для неё концентрацией является 50%.

Отличается от остальных отсутствием значений при концентрациях 50-70 %, это связано с переходом реакции из эндотермической в экзотермическую при достижении концентрации соли в смеси выше 40%. Данный эффект объясняется природой реагирующих веществ и физическим состоянием смеси при её приготовлении (снег начинает активно таять, а при смешении обезвоженного хлорида кальция с водой реакция исключительно экзотермична) соответственно реакции поглощения и выделения тепла идут параллельно, с переходом в экзотермическую с повышением содержания соли.

Системы №1,2,3 идут почти параллельно оси Х. Но так кажется только на этом графике. Просто цена деления шкалы температур = 5(!)0С.

Для показательного примера можно взять Рис. 2, у него цена деления шкалы температур = 0,10С.

Рис. 2 Cистема Nh5NO3+h3O(лёд)

На самом деле 0,50С не очень важны. Так что можно считать, что график идёт почти по прямой. Лучшей концентрацией я считаю 10% Nh5NO3.

Открытия

Можно заметить то, что уже в 1550г. было первое упоминание об «охлаждающих смесях». В данном случае о процессе охлаждения воды с помощью калиевой селитры. Холодильная камера была изобретена в 1844г. Чарльзом Смитом Пиаззи.

Применение

Охлаждающие смеси, которые я готовил, можно использовать для разных целей. Например, с помощью NaCl+снег можно хорошо охладить сок, продукты. Конечно, если в холодильнике нет места. Эту смесь также можно использовать для сохранения продуктов, т. к. она экологичная и безвредная.

Для более полного охлаждения до -400С используется смесь CaCl2*6h3O+h3O. В своих экспериментах я достиг минимальной температуры при концентрации 50%. Она равна ~370С.

После проделанной работы я могу сделать вывод, что хотя CaCl2*6h30+h3O и хорошая смесь – она даёт довольно низкую температуру (~ -370С), я придерживаюсь мнения, что наиболее удобной, экологичной смесью является NaCl+снег 30%.

После проделанной работы я могу сделать вывод, что хотя CaCl2*6h30+h3O и хорошая смесь – она даёт довольно низкую температуру (~ -370С), я придерживаюсь мнения, что наиболее удобной, экологичной смесью является NaCl+снег.

Практический вывод из моей работы можно сделать такой.

С помощью этих смесей можно определять качественный состав того или иного продукта. Например масла, сметаны, молока, бензина. Это производится с помощью принципа сосуд-в-сосуде. В больший сосуд насыпается готовая криосмесь, в неё помещается более мелкий сосуд с нужным ингредиентом. После этого один датчик терморезистора помещается в смесь, другой в сосуд с продуктом. Проводится серия измерений. По графикам охлаждения различных составляющих продукта можно узнать количество того или иного вещества в испытуемой жидкости.

www.microanswers.ru

Смазочно-охлаждающая жидкость (СОЖ): классификация, применение

Процесс металлообработки неотъемлемо связан с сильным трением, которое возникает между заготовкой и инструментом. Особенно это проявляется при токарных и фрезерных работах, когда резец сильно нагревается, при холодном выдавливании, скоростной многопозиционной высадке. Интенсивное трение способствует преждевременному износу инструмента, пластической деформации заготовки, изменению свойств металла вследствие перегрева. Для уменьшения силы трения и понижения температуры необходима специальная смазочно-охлаждающая жидкость (СОЖ).

Параметры классификации смазочно-охлаждающих жидкостей

Общее классифицирование смазочно-охлаждающих жидкостей осуществляется по нескольким основным параметрам:

  • По происхождению компонентов. Выпускаются масляные СОЖ, основу которых составляют нефтяные масла, животные или растительные жиры.
  • По способу компоновки. Эмульсол – готовый продукт с длительным сроком хранения или технические СОЖ, приготавливаемые непосредственно перед применением из концентрата в соответствии с ГОСТ.
  • По отрасли применения. Производится различные виды СОЖ для разных рабочих условий применения. Синтетическая смазочно-охлаждающая жидкость для операций пластического деформирования, СОЖ для токарных или фрезерных станков.
  • По физико-механическим показателям – вязкости, кислотному числу, температуре вспышки. Последняя характеристика обуславливает применение масляных СОЖ для горячей штамповки.

Классификация СОЖ по составу

По составу различают СОЖ следующих видов:

  • Масляные – составы из компонентов, которые не смешиваются с водой. Базой масляных СОЖ являются парафиновые, минеральные или нефтяные масла (60-95%). Для усиления эффективности против износа, фрикционности, коррозии в состав включаются различные присадки и ингибиторы. Масляные СОЖ обладают отличными смазывающими свойствами. Используются для мягких металлов при простых режимах работы.
  • Минеральные – основа производится из нефти методом каталитического гидрирования. Для повышения эффективности в состав включаются присадки из жиров, хлора, серы, соединений фосфора. Эти составы применяются при таких видах металлообработки, как: резание стали, алюминия, латуни, резьбонарезные работы, фрезерные работы по легированным сталям.
  • Водосмешиваемые – водный раствор на минеральной основе. Эти составы обладают отличными охлаждающими свойствами и низкой токсичностью, но при этом невысокими смазочными характеристиками. Сфера применения – легкий и средний режим точения меди и бронзы, фрезерование и сверление всех видов цветных металлов, шлифование и штамповка стали.
  • Синтетические и полусинтетические – смесь воды, поверхностно-активных веществ, водорастворимых полимеров, антипенных и антибактериальных присадок, ингибиторов коррозии. Для увеличения смазывающих свойств в синтетические составы также вводят противоизносные присадки.
  • Эмульсии – составы с повышенной концентрацией дисперсных частиц. Снижают степень износа инструмента и оборудования практически во всех операциях по металлообработке.

Структура и механизм действия СОЖ

Повсеместное использование СОЖ в процессах металлообработки обусловлено эффективным разделением трущихся поверхностей заготовки и инструмента и снижению их температуры. Наиболее эффективная смазочно-охлаждающая жидкость может включать в свой состав следующие компоненты:

  • Основу из синтетических масел или животных жиров.
  • Присадки, повышающие антифрикционные и противозадирные показатели.
  • Компоненты, препятствующие расслоению состава при хранении.
  • Присадки, препятствующие коррозии и разрушению.
  • Компоненты, уменьшающие пенообразование и улучшающие смачиваемость поверхностей при металлообработке.

Применение СОЖ

Смазочно-охлаждающие жидкости применяются для смазки и охлаждения рабочей зоны при металлообработке. Свойства СОЖ дают возможность снизить трение в зоне обработки, тем самым снижая износ инструмента, увеличивая качество продукции, улучшая интенсивность технологического процесса и, как следствие, общую производительность труда.

Благодаря своим смазывающим свойствам СОЖ хорошо снижают силу трения между поверхностью заготовки и кромкой режущего инструмента, внутреннее трение в срезаемом слое металла. Отдельные технические смазки обладают химическими свойствами, которые способствуют уменьшению не только силы трения, но и силы резания. Большинство СОЖ – поверхностно-активные вещества с высокими адсорбционными свойствами. Они способны образовывать устойчивую пленку на поверхности металла, которая существенно снижает трение. Некоторые специальные поверхностно-активные присадки оказывают на металл "расклинивающее" действие. Удлиненные молекулы таких добавок попадают в микротрещины на поверхности металла, подобно клину, тем самым ослабляя связь между частицами материала. Таким образом, СОЖ «помогает» рабочему инструменту срезать слой от основного металла.

Наиболее распространенные составы СОЖ для станков

Для металлообработки на токарных и фрезерных станках производятся следующие виды жидкостей:

  • Эмульсолы на основе минеральных и нефтяных масел.
  • Эмульгаторы с синтетическими жирными кислотами.
  • Токарные и фрезерные работы, предусматривающие быстрорежущую обработку нержавеющих и легированных сталей, производятся по ГОСТ 38.01445-88. Для этих целей предусмотрены синтетические составы, основу которых составляют талловые масла, высокоатомные спирты, триэтаноламин.
  • Сульфофрезолы – смеси высокоочищенного масла и серосодержащих составов. Не содержат воды, щелочей, кислот. Такие СОЖ для станков эффективно снижают трение, не вызывают коррозии.

Применение СОЖ для обработки металла давлением

Данный способ металлообработки сопровождается значительными удельными усилиями и относительным проскальзыванием между заготовкой и инструментом. СОЖ, используемые в таких технологических процессах, должны обладать значительно большей вязкостью. Характерными особенностями составов для металлообработки давлением являются:

  • Достаточная вязкость.
  • Стойкость против разрушения и расслоения при высокотемпературных режимах.
  • Применяются воднографитовые составы с включением тонкочешуйчатого графита на основе масляной суспензии.

Особенности применения смазочно-охлаждающих жидкостей

Для более эффективного использования СОЖ следует учитывать несколько простых правил.

  • Минимальный расход жидкости, независимо от того, водный раствор это или эмульсия – 10-15 л/мин.
  • Очень важно, чтобы подача СОЖ осуществлялась в место образования максимального количества тепла. При токарной обработке – это участок, на котором стружка отделяется от заготовки.
  • Подачу смазочно-охлаждающей жидкости следует осуществлять сразу. При подаче СОЖ спустя некоторое время сильно нагретый резец будет резко охлаждаться, что приведет к образованию в нем трещин.
  • Смазочно-охлаждающая жидкость не применяется при токарной обработке хрупких металлов (бронза, чугун, др.). При точении таких материалов образуется мелкая стружка, которая, смешиваясь с СОЖ, может забивать рабочие узлы станка (каретка, суппорт, направляющая станина), что приводит к преждевременному износу и поломке этих узлов.

Производство и хранение смазочно-охлаждающих жидкостей

Помимо готовых составов долгого хранения, выпускаются концентраты и компоненты для приготовления жидкостей, адаптированных к условиям конкретного предприятия. СОЖ, СОЖ, цена которого в основном зависит от состава, отвечающего определенному виду работ, на современном рынке реализуется за 70-160 руб/литр для готовых составов отечественных производителей и 105-290 руб/литр зарубежного производства. Средняя стоимость концентрата составляет 240 р/литр. Перед применением жидкости проходят следующие процедуры:

  • Перемешивание компонентов производится при установленных по составу и марке температурах (60-110 0С).
  • Анализ состава на соответствие ГОСТу.
  • Приготовленные составы хранятся в специализированных емкостях, позволяющих проводить периодический подогрев, перемешивание.
  • При подготовке СОЖ возможно введение присадок, которое осуществляется на виброустановках тонкого эмульгирования.
  • Заправка аппаратов непрерывной подачи.
  • В процессе использования составы загрязняются. Предусматриваются системы очистки СОЖ от остатков металла. Отработанные продукты, не подлежащие эффективной очистке, подлежат утилизации.

fb.ru

Основные марки смазочно-охлаждающих технологических сред

 Твердые и пластичные смазочные материалы

Твердые и пластичные смазочные материалы. Ниже приведены марки и краткие характеристики наиболее широко применяемых твердых и пластичных смазочных материалов.

ВНИИНП-Ш — смазочные карандаши и брикеты на основе твердых нефтепродуктов. Рекомендуются для контактно-фрикционного нанесения смазочного материала на режущий инструмент.

МЭ-22 – твердые дисульфидмолибденовые карандаши. Смазку наносят на режущие лезвия инструмента.

Карбонал – пластичный смазочный материал темно-коричневого цвета, содержащий ряд поверхностно-активных присадок, хорошо смачивается щелочными моющими растворами и углеводородными растворителями. Его целесообразно использовать при работе на станках, не оснащенных системой подачи СОЖ, а также в единичном и мелкосерийном производстве, когда применение жидких средств неэкономично.

Аэрол, ВНИИНП-279, -225, графитол, графитная смазка УССА, солидол УС, ЦИАТИМ-203 – пластичные антифрикционные материалы общего назначения, успешно используемые при лезвийной обработке. Вес продукты (кроме солидола УС и ЦИАТИМ-203) содержат твердые наполнители – дисульфид молибденовый или графитовый.

 Смазочно-охлаждающие жидкости

Смазочно-охлаждающая жидкость (СОЖ) должна быть безвредной для обслуживающего персонала, устойчивой к коррозии и пожаробезопасной.

Одни виды СОЖ обладают охлаждающими свойствами, другие — смазывающими. К первой группе относятся водные растворы соды или мыла и водные эмульсии с большой теплоемкостью и высокой теплопроводностью. Водные эмульсии применяют при обдирочных работах, когда к шероховатости обработанной поверхности не предъявляют высоких требований. В состав второй группы входят жидкости, оказывающие главным образом смазывающее действие: минеральные масла, керосин и осерненные масла (сульфофрезолы). СОЖ этой группы используют при чистовых и отделочных работах.

Водные охлаждающие растворы

Водные растворы применяют при многих видах обработки заготовок из различных конструкционных материалов.

Аквол – концентрат на основе полиэтиленгликолей; содержит присадки, придающие СОЖ необходимый комплекс свойств. При смешивании с водой образует прозрачные, бесцветные или слегка окрашенные растворы, используемые при обработке резанием заготовок из черных металлов и сплавов.

Аквол-10М – концентрат на гликолевой основе. Предназначен для приготовления синтетических СОЖ с широкой областью применения.

Аквол-11 – концентрат для приготовления полусинтетических СОЖ. Содержит значительное количество различных эмульгаторов, органические и неорганические ингибиторы коррозии; используется при обработке заготовок из алюминиевых сплавов.

Аквол-12 – концентрат для приготовления синтетических СОЖ; применяется при обработке заготовок из медных сплавов.

Карбамод П-1 – сбалансированная смесь эмульгатора с минеральным маслом. Разведением в воде приготовляют полусинтетические бессульфонатные и безнитритные СОЖ, применяемые при лезвийной обработке.

Аквапол-I представляет собой стабильный концентрат на основе полиэтиленгликолей, содержащий присадки, ингибиторы коррозии и другие добавки.

Водные охлаждающие эмульсии

Эмульсолы Э-2 (Б) и -3 (В) вырабатывают на основе смеси стандартных индустриальных масел, масляных щелочных отходов с добавлением едкого натра и отходов производства диэтиленгликоля (этиловый спирт, этиленгликоль, полигликоль).

Эмульсол Э-2 (Б) содержит до 0,3 % свободной щелочи, что не позволяет использовать его при обработке цветных металлов. Основная область применения этих СОЖ – обработка заготовок из углеродистых сталей на легких режимах.

Эмульсолы ЭТ-2 и -2У содержат в своем составе талловое масло. При разбавлении в воде образуют эмульсии молочно-белого цвета, применяемые при обработке резанием.

Эмульсол ЭТ-2 ГХФ отличается от эмульсола ЭТ-2 наличием в качестве добавки препарата гексахлорофена.

Эмульсол ЭГТ предназначен для получения эмульсии общего назначения, которыми пользуются при обработке резанием и давлением.

Эмульсол НГЛ-205 содержит сульфированное масло АС-6, защелоченное каустической содой, и пассивирующие добавки.

Эмульсол ЭМУС вырабатывается на основе нефтяных сульфонатов. По сравнению с эмульсолом НГЛ-205 обладает большей стабильностью при хранении и перевозках, улучшенными смазочными и защитными свойствами.

Эмульсол СДМУ-2 содержит присадки высокодисперсного дисульфида молибдена и большее количество (до 20 %) сульфонатов натрия, чем эмульсол НГЛ-205.

Эмульсол РЗ-СОЖ 8 – композиция из индустриального масла, масляного асидола, таллового масла и полигликолей с добавками. Для улучшения смазочных свойств в эмульсол вводится технический йод (0,3%).

Эмульсол СП-3 состоит из трансформаторного масла, триэтаноламина и олеиновой кислоты; используется при токарных работах и нарезании резьбы в заготовках из алюминиевых сплавов.

Эмульсол Укринол – композиция минерального масла И-12А, нефтяных сульфонатов (эмульгаторов), экстракта трансформаторного дистиллята, триэтаноламина, нитрита натрия и других продуктов. Легко эмульгирует с образованием эмульсий молочно-белого цвета общего назначения.

Эмульсол Укринол-1 М – сбалансированная смесь универсальной эмульгирующей композиции ЭК-1 (25 %) и минерального масла И-12А (75 %). Композиция ЭК-1, в свою очередь, является смесью анионоактивных неионогенных эмульгаторов. Эмульсии из эмульсола Укринол-1М предназначены для различных видов обработки.

Эмульсол Аквол-2 специального назначения представляет собой смесь композиции ЭК-1 (40 %) и минерального масла типа М-12А (35…41 %). Смесь содержит несколько высокоактивных противозадирных присадок, таких, как хлорированный парафин (10…15 %), осерненное масло (5…10 %) и полисульфид Л3-301. Смесь серных и хлорных присадок обеспечивает эффективное применение эмульсий из эмульсола Аквол-2 при тяжелых режимах резания заготовок из труднообрабатываемых материалов.

Эмульсол Аквол-6 представляет собой сбалансированную смесь И-12А (30 %), эмульгатора ЭК-1 (40 %) и противозадирных присадок (хлорированный парафин). Применяется при тяжелых режимах резания.

Эмульсол Аквемус используется для приготовления эмульсий общего назначения из воды с высокой жесткостью.

Эмульсол ФМИ-3 предназначен для получения эмульсий, применяемых при обработке резанием заготовок из высокопрочных сталей.

Эмульсол Карбамол Э-1 представляет собой концентрат на основе минерального масла, эмульгаторов и безнитритных ингибиторов коррозии. При смешивании с водой, образует эмульсии молочно-белого цвета. Отсутствие в эмульсоле нитрита натрия способствует повышению биостойкости эмульсий. Основная область применения – лезвийная обработка заготовок из общемашиностроительных материалов.

Эмульсол Сиптал-2 – сбалансированная смесь минерального масла, эмульгаторов, ингибиторов коррозии и противозадирных присадок; при смешивании с водой образует стабильную эмульсию молочно-белого цвета. Использование 5…10 %-ной эмульсии эффективно при обработке заготовок из подшипниковых сталей и некоторых других конструкционных материалов.

Эмульсолы серии МХО – обычные эмульгирующие композиции, в которые дополнительно введены полимерные присадки. Эмульсии применяют при обработке заготовок из конструкцион¬ных сталей некоторых марок.

Масляные охлаждающие жидкости

Масляные СОЖ способствуют уменьшению износа режущих лезвий инструмента и увеличению периода его стойкости, поскольку па входящие в их состав базовые масла приходится более половины всей массы технологической жидкости.

Масла индустриальные общего назначения получают из малосернистой и сернистой нефти посредством кислотно-щелочной или селективной очистки. Используются в чистом виде и как основа для разведения специальных концентратов (МР-5у, -99) или стандартных присадок.

Сульфофрезол – смесь нефтяных масел (И-12А, индустриальное выщелоченное, цилиндровое 2, масляный асидол), зимних и летних нигролов, активированная технической природной молотой серой (1,4 %). Применяется при обработке резанием и давлением. Обработка в среде сульфофрезола сопровождается выделением неприятного запаха. Сульфофрезол может оказывать токсическое действие на оператора.

В-296, -32к и -35 – химически активные минеральные масляные СОЖ, в состав которых в качестве противозадирных и противоизносных компонентов входят хлорпарафин и присадка ДФ-11. Обладают специфическим резким запахом. Могут оказывать токсическое действие на организм рабочего. Рекомендуется использовать в случае крайней необходимости при обработке на тяжелых режимах резания.

В-31 – химически активное маловязкое масло, применяемое при обработке заготовок из алюминиевых сплавов резанием.

МР-1у — минеральное масло, активированное комплексом присадок (природная сера, хлорпарафин, фосфорсодержащие вещества) и загущенное полиизобутиленом.

МР-2 – химически активное масло, содержащее комплекс высокоактивных серных (4…6 %) и хлорных (1,5…2 %) присадок.

МР-2у – средневязкое минеральное масло с добавлением химически активных, в основном хлорсодержащих, присадок.

МР-3 – маловязкое минеральное масло, в состав которого входит небольшое количество растительных масел и высокоактивные противозадирные присадки, содержащие серу.

МР-4 – маловязкое индустриальное масло, содержащее значительное количество хлорорганических (35 % хлорпарафина) и других добавок.

МР-5у – концентрат для приготовления масляных СОЖ путем разбавления в индустриальных маслах общего назначения (И-5А, -12А, -20А, -25А, веретенное АУ). Может применяться в неразбавленном виде. Представляет собой смесь высокоактивных противозадирных присадок (хлорсульфидированный жир, молотая сера) с индустриальным маслом. Используется при обработке заготовок из легированных сталей.

МР-6 – минеральное высокоактивное масло, применяемое при обработке заготовок из высокопрочных и высоковязких материалов резанием. Легировано хлорными и серными присадками.

МР-7 – осерненное минеральное масло средней вязкости. Обладает пониженной склонностью к образованию масляного тумана и дыма.

МР-8 – концентрат присадок неактивного типа, позволяющий приготавливать масляные СОЖ, используемые при выполнении операций обработки заготовок из черных и цветных металлов при скорости резания 70…80 м/мин.

МР-9 – многоцелевая масляная СОЖ неактивного типа с запахом. Пригодна как рабочая среда гидросистем станка и технологическая среда при лезвийной обработке заготовок из легированных сталей со скоростью 75 м/мин. Может оказывать токсическое воздействие на организм рабочего. Рекомендуется применять при обработке на тяжелых режимах резания.

МР-10 – активированное масло, используемое при абразивной обработке заготовок из инструментальных сталей на тяжелых режимах. Содержит сложный конгломерат противозадирных присадок.

МР-99 – концентрат для приготовления СОЖ разбавлением в индустриальных маслах общего назначения (И-12А, -20А, -30А). Аналогичен концентрату МР-5у. Может применяться в качестве СОЖ в неразбавленном виде. Содержит активные жировые и полимерные продукты. Используется на многих операциях, связанных с обработкой заготовок из легированных высокопрочных жаростойких сталей.

ОСМ-3 – хлорированное трансформаторное масло, содержащее антиоксидантные и противопенные присадки.

ОСМ-5 (ТУ 38 УССР-201249-76) - средневязкое минеральное масло, содержащее 10 % хлорпарафина и небольшое количество полимерных загустителей. Применяется па различных операциях механической обработки.

ЛЗ-СОЖ 1T – смазочно-охлаждающая жидкость, представляющая собой смесь растительного рапсового масла (78,5 %), минеральных индустриальных масел типа И-12А и веретенного масла АУ, а также химически активных присадок, содержащих серу. Используется при нарезании наружной резьбы.

ЛЗ-СОЖ 1СП – сложный продукт, смесь сульфофрезола (35 %), индустриального масла И-12А (10,5 %), жирного растительного масла (10 %), хлорпарафина ХП-470 (34 %) и других активных присадок. Применяется при ответственных операциях.

ЛЗ-СОЖ 2СИО – масляная СОЖ, используемая при работе на токарных автоматах и на операциях нарезания резьбы. Представляет собой смесь минеральных масел, активированных серо- и хлорсодержащими присадками с добавками жиров ЛЗ-26СО (8 %).

ЛЗ-СОЖ 1ПО – маловязкая смесь масел И-5А и И8-А, активированная серо- и хлорсодержащими присадками. Рекомендована для применения на операциях глубокого сверления заготовок из конструкционных сталей и развертывания отверстий в заготовках из серого чугуна.

 Газообразные смазочно-охлаждающие среды

Газообразные среды чаще всего используют в виде паров, аэрозолей, а также воздушно-масляных и воздушно-жидкостных туманов.

Воздух – самая доступная и распространенная газообразная смазочно-охлаждающая среда. Может применяться под давлением до 0,5 МПа и в охлажденном состоянии.

Жидкий воздух – голубоватая легкоподвижная жидкость с температурой кипения -192 °С, содержащая не более 40 % кислорода. Перевозят и хранят в сосудах Дьюара. Чаше всего используют не сам жидкий воздух, а его пары, образующиеся при вскипании.

Жидкий азот – жидкость без запаха, цвета и вкуса, содержащая до 4 % кислорода. Поставляется в сосудах Дьюара; применяется в виде жидкости и паров.

Жидкая углекислота (сжиженный углекислый газ) — бесцветная жидкость с температурой кипения -78,5 °С. Техническая жидкая углекислота содержит до 2 % примесей. Ее перевозят и хранят в стальных баллонах, соблюдая меры предосторожности. При обработке металлов обычно используют пары жидкой углекислоты.

Кислород – бесцветный газ без запаха. Технический газообразный кислород поставляют трех сортов: с содержанием чистого кислорода не менее 99,7; 99,5 и 99,2 %. Содержание влаги в кислороде всех трех сортов не должно превышать 0,07 г/м3. Кислород хранят в стальных баллонах (с надписью «Кислород») под давлением 15 и 20 МПа при температуре 20 °С.

Жидкий кислород – светло-синяя жидкость; выпускают трех сортов. Транспортируют в специальных емкостях и сосудах Дьюара.

Воздушно-жидкостные туманы образуются в результате диспергирования в сжатом воздухе обычных водных СОЖ, чаще всего водомасляных эмульсий. Давление сжатого воздуха обычно не превышает 0,2 МПа. Особые меры предосторожности должны быть приняты при распылении эмульсий, содержащих химически активные вещества (эмульсии из эмульсолов Аквол-2, -6; РЗ-СОЖ 8). В процессе обработки на станке приготовление туманов осуществляется непрерывно вблизи зоны резания. Характеристики туманов зависят от конструкции распыляющих устройств и режима процесса диспергирования жидкости.

Воздушно-масляные туманы образуются в результате диспергирования в сжатом воздухе масляных СОЖ. Обычно диспергируют средневязкие индустриальные масла общего назначения. Давление сжатого воздуха при этом не превышает 0,2 МПа. Приготовление туманов, как и в предыдущем случае, осуществляется непосредственно на станке.

Сложные туманы образуются при диспергировании в воздухе одновременно водных и масляных СОЖ с помощью специальных распыляющих устройств. Туманы, одновременно содержащие капли масел и водных растворов, обладают цепными технологическими свойствами.

Фреоновые аэрозольные средства в баллонной упаковке – используются при ремонтных и слесарных работах, производимых на малогабаритном и прецизионном оборудовании в специальном производстве. Отечественные баллоны «Аэрографит» содержат высокодисперсный графит в смеси с цилиндровым маслом и фреоновой композицией.

weldworld.ru

Научно-исследовательская работа на тему "Охлаждающие смеси"

Муниципальное бюджетное образовательное учреждение

«Средняя общеобразовательная школа № 11»

Научное общество учащихся

Исследовательская работа

«Охлаждающие смеси»

Работу выполнила:

Ученица 9 «в» класса

МБОУ «СОШ № 11»

Баранова Яна

Научный руководитель:

Овчинникова Ольга Михайловна

г. Балахна

2013 г.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение………………………………………………………………………. 3 Глава I. Обзор литературы по теме…………………… ………………. 5 1.1.Что такое охлаждающие смеси…………………………………… ..…. 5

1.2.История открытия охлаждающих смесей………………………….…..…5

1.3.Классификация криосмесей….……………………………………...…. 6

1.4.Теоретическое обоснование гипотермального эффекта охлаждающих смесей…..…………………………………………………………………….… 8

1.5. Применение криосмесей в промышленности и быту….…………….… .9

Глава II. Экспериментальная часть…… ………………………………….… 12

2.1. Оборудование….…………………………………………………….…… 12

2.2. Определение качественного состава содержимого гипотермального пакета «АППОЛО» и его эффективность……………………………………12

2.3.Выявление эффективности различных составов охлаждающих смесей………………………………………………………….13

2.4. Зависимость охлаждающего эффекта от агрегатного состояния растворителя ………….…………………………………………………….….14

2.5. Зависимость охлаждающего эффекта от концентрации растворяемого вещества………….………………………………………………………….….14

2.6. «Парадокс» концентрированной серной кислоты….………….……….. 15

3. Заключение…..…………….…………………………………………………16

4. Список использованной литературы ……………………………………… 17

5. Приложения…………………………………………………………………..18

Введение.

Актуальность работы.

В повседневной жизни, мы часто сталкиваемся с явлениями, которые вызывает у нас много вопросов.

Почему при растворении некоторых азотных удобрений, используемых для подкормки растений, полученные растворы охлаждаются?

Почему стоять на солевой каше (смесь снега и соли) холоднее, чем просто на снегу?

Почему происходит охлаждение при использовании гипотермического пакета из автомобильной аптечки?

Почему концентрированная серная кислота при смешивании со снегом даёт сильный охлаждающий эффект, а при растворении в воде – сильное разогревание?

Желание найти ответы на эти вопросы, стало основой для нашего исследования. Я решила изучить механизм тепловых процессов и выявить наиболее доступные, эффективные составы охлаждающих смесей.

Цель работы:

Изучить и проанализировать информацию об охлаждающих смесях и экспериментальным путём выявить наиболее простые и эффективные составы хладосмесей.

Задачи работы:

  1. Провести сбор и анализ литературы по охлаждающим смесям.

  2. Опытным путём определить состав водно-солевого гипотермального пакета «АППОЛО».

  3. Экспериментальным путём выявить наиболее эффективные составы хладосмесей из веществ, применяемых в быту.

  4. Выработать рекомендации по методике приготовления охлаждающих смесей.

Объект исследования. Соли, используемые в качестве азотных удобрений.

Предмет исследования. Эффективность составов охлаждающих смесей, зависимость гипотермического эффекта от содержания в смесях солей и агрегатного состояния растворителя.

Гипотеза:

  1. Существуют эффективные и простые охлаждающие составы, приготовленные на основе азотных удобрений и поваренной соли.

  2. Охлаждающий эффект зависит от агрегатного состояния растворителя и концентрации растворяемого вещества.

Методы исследования:

-метод актуализации - состоит в определении ценности конкретного исследования;

-поисковый

- метод практического исследования;

- метод анализа и обобщения

ГЛАВА 1. Обзор литературы по теме

    1. Что такое охлаждающие смеси (криосмеси).

Криосмесь – это неологизм (греч. kryos — лёд). Поэтому в научной литературе это слово встречается довольно редко. Чаще это слово заменяют словосочетанием «охлаждающая смесь». Это системы из двух или нескольких твёрдых или твёрдых и жидких веществ, при смешении которых происходит понижение температуры смеси вследствие поглощения тепла при плавлении или растворении составляющих системы.

В качестве компонентов охлаждающих смесей для понижения температур до —50° С применяют различные соли, кислоты, воду, лёд (снег). Для понижения температур до —80° С используются охлаждающие смеси из сухого льда (твёрдой углекислоты) и некоторых органических веществ (спиртов, ацетона, эфира). Также в промышленности широко используются охлаждающие жидкости. Самой распространённой охлаждающей жидкостью является вода. Наибольшее распространение получили охлаждающие жидкости на основе многоатомного спирта – этиленгликоля.

Чтобы получить наиболее низкую температуру, входящие в охлаждающие смеси вещества берут в количествах, отвечающих криогидратной точке. Криогидратная точка - температура, при которой раствор определенного вещества замерзает, иными словами это наиболее низкая температура которую вы сможете получить, смешав компоненты определенной массы.

Охлаждающих смесей очень много, так как вообще всякая химическая реакция (в том числе и растворение), совершающаяся с поглощением тепла, может служить для охлаждения. Применение той или другой охлаждающей смеси зависит от того, что имеется под руками, и от желаемого понижения температуры.

1.2. История открытия и создания охлаждающих смесей (криосмесей).

Растворение как средство для получения искусственного холода применялось издавна; так, например, римляне для охлаждения вина пользовались растворением калиевой селитры в воде. Этот же способ охлаждения вновь был применен физиком Blasius Villafranca в Риме в 1550 г. О более сильном охлаждении упоминает Latinus Tancredus в Неаполе в 1607 г.; он брал смесь снега с селитрой; наконец, о смеси толченого льда и поваренной соли упоминается Санторио в 1626 г. Эта же смесь применялась для замораживания жидкостей, а также покойников народом, называемым эстонским. Охлаждающие эффекты применяли в средние века для изготовления мороженного. Бочку со снегом и солью использовали как морозильник.

Уже в начале 17 века были выведены первые формулы охлаждающих смесей.

1665г. знаменуется как год, когда Роберт Бойль опубликовал труд, содержащий теоретические основы получения холода. А уже в 1686 году Мариотт экспериментально подтвердил теории Бойля. 

1685г. - Филипп Лахир получил водяной лед в пиале, залитой снаружи аммиаком. 
В 1810г. Лесли построил первую, известную истории, установку для получения искусственного льда.

Вскоре (1834г.) Пельтье открыл принцип, положивший начало разработке термоэлектрических холодильных машин.

 В 1844г. Чарльз Смит Пиаззи наконец изобрёл холодильную камеру.

1870г. - Питер Вандер Вейд получил патент США за систему охлаждения с термостатом. 

В 1879г. Карл фон Линде получил патент на первый в мире механический холодильник.

В наше время охлаждающие смеси применяются в домашнем быту, в лабораториях и вообще там, где не требуется очень сильное и продолжительное охлаждение. Для последнего и для заводских целей наука и экономический расчет создали более могущественные средства искусственного охлаждения.

Основными изобретателями в «криосмесях» принято считать:

Роберт Бойль

 закон связи давления, объема и температуры

 теоретические основы получения холода 

Уильям Куллен

 получение льда при использовании вакуума

 создание парокомпрессионной машины

Михаил Васильевич Ломоносов

 создание теории естественной вентиляции

Нерн

 в условиях вакуума вода замерзает, если удалить водяные пары (пары поглощались серной кислотой)

1.3. Классификация охлаждающих смесей.

1.Охлаждающие смеси из воды (или снега) и соли

2.Охлаждающие смеси из воды и двух солей

3.Охлаждающие смеси из кислот и снега

4.Охлаждающие смеси из солей с кислотами

5.Охлаждающие смеси некоторых органических веществ с твердой углекислотой

6.Антифризные растворы

  1. Охлаждающие смеси из воды (или снега) и соли

  1. Охлаждающие смеси из воды и двух солей

  1. Охлаждающие смеси из кислот и снега

  1. Охлаждающие смеси из солей с кислотами

HCl (2:1)

4

Na2SO4

6

NH4Cl

4

KNO3

2

HCl (конц)

5

Na2SO4

8

HNO3 (2:1)

2

Na2SO4

3

HNO3 (2:1)

4

Na3PO4

6

HNO3 (2:1)

5

Na2SO4

6

NH4NO3

5

H2SO4 (1:1)

4

Na2SO4

5

  1. Охлаждающие смеси с твердой углекислотой

1.4. Теоретическое обоснование гипотермального эффекта охлаждающих смесей.

В свойствах смесей есть интересная закономерность: температура плавления смеси нескольких веществ ниже, чем температура плавления каждого из чистых веществ по отдельности. Температура плавления чистой воды (в виде льда или снега) 00С. Если внести в лед примесь поваренной соли, то лед начинает плавиться при более низких минусовых температурах. Температура плавления зависит от соотношения льда и соли, скорости перемешивания и даже степени измельчения льда. Лед, как и всякое тело, твердое или жидкое, представляет собой систему молекул, обладающих колебательными движениями (тепловыми) и в то же время взаимно притягивающихся; пока эта система остается в одном из состояний подвижного равновесия, физическое (и химическое) состояние тела остается неизменным. При соприкосновении частиц льда и соли происходит химическое взаимодействие, взаимное притяжение между частицами льда ослабевает, лед плавится; при этом теплота поглощается. В то же время взаимодействие соли с водой (гидратация) сопровождается выделением тепла. Окончательный результат определяется разностью количеств теплоты, поглощенной при плавлении льда, и теплоты соединения соли с водой. Так как первая превосходит в данном случае вторую, то получается охлаждение смеси. Сосуд, в котором производится смешивание, конечно, должен быть хорошо изолирован непроводниками теплоты, чтобы полнее утилизировать искусственный холод, и само смешивание производится как можно быстрее; для этого все твердые вещества, как то: лед, соли, должны быть хорошо измельчены. Приведенное объяснение явления охлаждения применимо и к растворению солей в воде, с той лишь разницей, что при растворении многих солей не столь ясно выражено химическое взаимодействие между растворителем и растворяемым веществом. При смешении нескольких солей с водой или снегом могут происходить уже более сложные явления, двойные разложений солей и пр.

В общем, тепловой эффект растворения складывается из тепловых эффектов двух стадий:

  1. разрушение кристаллической решетки, которое протекает с затратой энергии

  2. образование гидратов, которое сопровождается выделением энергии

  3. Знак теплового эффекта растворения будет определяться соотношением энергий этих стадий.

1.5. Применение криосмесей в промышленности и быту.

В наше время охлаждающие смеси применяются в домашнем быту, в лабораториях и вообще там, где не требуется очень сильное и продолжительное охлаждение. Для последнего и для промышленных целей наука и экономический расчет создали более могущественные средства искусственного охлаждения. Основными областями применения криосмесей в быту, в медицине и в лаборатории можно определить:

1) быстрое охлаждение напитков или продуктов;

2) сохранение продуктов на короткое время при отсутствии холодильника в тёплое время года;

3) в лаборатории - перегонка легкокипящих жидкостей или газов;

4) разделение 2-х несмешивающихся жидкостей, одна из которых имеет низкую температуру замерзания (бензол-вода).

Жидкие смеси (жидкости)

Зимой применяются антифризы, не замерзающие при температурах до —40°С.

Низкозамерзающие охлаждающие жидкости предназначены для применения в системах охлаждения двигателей.

Смазочно-охлаждающие жидкости.

Обработка металла

 Фрезерование (отвод тепла от режущих инструментов)

Нарезание резьбы на деталях

 Прокатка листового металла

Твёрдые смеси

 Для охлаждения и замораживания пищевых продуктов, а также их хранения и транспортировки в замороженном состоянии широко используют  сублимацию сухого льда (твердой двуокиси углерода).

  • Вымораживание паров ртути (метанол+твёрдая углекислота)

  Ледники, в которых обеспечивается околонулевая температура, применяются в сельском хозяйстве и отчасти в торговле и молочной промышленности, главным образом для хранения скоропортящихся продуктов.

В медицине

Локальная гипотермия – лечебное воздействие на ограниченные участки тела холодовых факторов, которые снижают температуру тканей не ниже пределов их криоустойчивости (5-10°С).

Применяемые в настоящее время охлаждающие средства содержат неорганическую соль и воду, разделенные перегородкой. При разрыве перегородки соль растворяется в воде с эндотермическим эффектом. В промышленности выпускают такие пакеты под маркой Снежок, Апполо, Мирали др. Известны терапевтические пакеты для охлаждения тканей организма двух основных типов. Первые основаны на использовании эндотермической реакции, происходящей при растворении некоторых солей в воде. Такие пакеты удобны для применения в полевых условиях, поскольку не требуют привлечения холода извне. Но при малой теплоемкости пакеты одномоментного действия не эффективны в условиях жаркого климата и не могут обеспечить оптимальный уровень гипотермии при различных медицинских показаниях.

Действие пакетов второго типа основано на предварительной аккумуляции холода содержимым пакета (например, гелем) в холодильной камере. Такие пакеты имеют большую теплоемкость, но не могут обеспечить моментальный лечебный эффект без предварительного их охлаждения в течение нескольких часов в морозильной камере. Однако, главным недостатком таких устройств является кратковременность действия – следствие скоротечности эндотермической реакции между водой и солью.

Для пролонгирования реакции используются следующие средства:

а) последовательное растворение порций соли;

б) регулирование в процессе реакции поверхности контакта воды и соли;

в) применение солей в гранулированном виде с растворимыми или пористыми оболочками гранул.

Глава II. Экспериментальная часть

    1. . Оборудование.

Мерные цилиндры, стеклянные стаканчики на 100-150 мл, стеклянные палочки, технические весы (200г, Δm=0,01 г), термометр наружный, ступка с пестиком, приспособления для нагревания.

Реактивы: набор солей NaCl, NaNO3, KNO3 , NH4Cl, CO(NH2)2, NH4NO3, концентрированная серная кислота, гипотермический пакет «Апполо», медные стружки, фенолфталеин, гидроксид натрия, дифениламин.

2.2. Определение качественного состава содержимого гипотермального пакета «АППОЛО» и его эффективность.

Приложение 1

На охлаждающем пакете «АППОЛО» не указан химический состав, поэтому был проведён качественный анализ содержимого пакета.

Определяли катионы соли:

1. Определение ионы по цвету пламени и качественным реакциям: вносили в пламя стеклянные палочки с раствором исследуемой соли. Пламя свою окраску не изменило, значит, в составе соли отсутствуют ионы придающие пламени окраску: Na+, K+, Cu2+, Ba2+, Ca2+, и т.д. При взаимодействии раствора соли со щёлочью при нагревании влажная фенолфталеиновая бумажка приобрела ярко-малиновую окраску, что свидетельствует о наличии иона аммония.

NH4+ + OH- = NH3 + H2O

2.Определение анионов SO42- , NO3- , PO43-, Cl-, Br -, и т.д. по качественным реакциям. Видимых признаков реакции с сульфат- и фосфат- ионами не наблюдали. При добавлении к раствору соли стружек меди и концентрированной серной кислоты выделялся газ бурого цвета с характерным запахом и образовывался раствор голубого цвета, что свидетельствует о наличии нитрат иона. При добавлении к раствору соли дифениламина появилось тёмно-синее окрашивание.

Исследуемая соль – нитрат аммония.

4NO3- + 2H2SO4 + Cu = Cu2+ + 2NO2 + 2H2O + SO42-

Итоговые уравнения

  1. NH4 NO3 + Na OH = Na NO3 + NH3 + H2O

2) 4NH4NO3 + 2H2SO4 + Cu = Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O + 2(NH4)2SO4

В гипотермальном пакете «АППОЛО» в первом контейнере находилось 64,15г нитрата аммония, во-втором контейнере – 60 мл воды.

При смешивании этих компонентов охлаждающий эффект соответствует понижению температуры на 22 градуса ˚С.

    1. Выявление эффективности различных составов охлаждающих смесей.

Охлаждение: соль + вода ( приложение №2).

На технических весах определили массу стаканчика, необходимую массу вещества добавляли в стаканчик с учётом его массы. Раствор серной кислоты с массовой долей 50, 54% (электролитная кислота) отмеряли мерным цилиндром, предварительно сделав перерасчёт. Масса H2SO4 = 12,6г, плотность = 1,25 г/мл, объём раствора H2SO4 = 20 мл.

V=m/W*p.

А г вещества смешали со 100 г воды при 18°С.

Таблица №1

CO(NH2)2

(мочевина)

50

-18

NH4NO3

107

-22

NH4NO3

13

-8

Охлаждение: вода + соль + соль (приложение №3).

К навескам соли приливали 100 мл воды.

Таблица №2

50г CO(NH2)2 + 36NaCl

-15

41,6 г NH4NO3 + 41,6 NaCl

-20

Вывод: наибольший гипотермический эффект даёт аммиачная селитра при растворении в воде. При смешивании нескольких солей гипотермический эффект усиливается. Смеси солей дают больший охлаждающий эффект, но определённую роль играет природа соли.

2.4.Зависимость охлаждающего эффекта от агрегатного состояния растворителя.

Охлаждение: соль + снег (см. приложение №4).

А г соли смешали со 100 г снега.

Таблица №3

А, г

Т, °С

NaCl

36

-18

NaNO3

75

-14

NH4Cl

30

-12

CO(NH2)2

(мочевина)

50

-18

Вывод: наибольший гипотеремический эффект проявили мочевина и хлорид натрия. Использование льда или снега даёт усиление охлаждающего эффекта.

2.5. Зависимость охлаждающего эффекта от концентрации растворяемого вещества.

Готовили смесь снега и мелкоизмельчённой поваренной соли определённой концентрации. Измеряли температуру полученной смеси. Данные оформили в виде таблицы.

Зависимость температуры смеси снег-соль от ее состава

Таблица №4

Вывод: чем больше содержание поваренной соли в смеси, тем больше гипотермический (охлаждающий) эффект. Максимальное охлаждение до температуры -21°С достигается при приготовлении смеси 3 части снега и 1 часть соли. При дальнейшем увеличении концентрации соли охлаждение смеси не происходит.

2.6. Парадокс H2SO4(конц)( приложение №5)

Концентрированная серная кислота даёт сильный гипертермический эффект при растворении в воде, в то же время со снегом она даёт хороший охлаждающий эффект.

В первом случае – энергия разрушения кристаллической решётки кислоты меньше энергии гидратации кислоты водой, поэтому реакция сильно экзотермическая.

Во-втором случае, энергия кристаллической решётки льда оказалась больше энергии гидратации серной кислоты водой, т.е. на расплавление льда затрачивается больше тепла, чем его выделяется от соединения кислоты с водой.

H2SO4(конц) +100 г снега

12,6

-12

H2SO4(конц) +100 воды

12,6

+12

Общий вывод:

Проведенные опыты подтвердили выдвинутые нами гипотезы: азотные удобрения и поваренная соль являются дешёвыми и довольно эффективными веществами для приготовления охлаждающих смесей. Наибольший гипотермический эффект дают соли аммиачная селитра и мочевина при растворении их в воде.

Охлаждающий эффект находится в прямой зависимости от содержания в смеси соли и агрегатного состояния растворителя.

Рекомендации по методике приготовления охлаждающих смесей.

1.Сосуд, в котором производится смешивание, должен быть хорошо изолирован непроводниками теплоты (пластик, пенопласт), чтобы полнее использовать искусственный холод.

2.Смешивание производить как можно быстрее.

3.Смешиваемые вещества должны быть в мелкоизмельченном состоянии для увеличения площади их соприкосновения.

Заключение.

В заключение, хотелось бы отметить, что меня очень увлекла работа по проблеме «Охлаждающие смеси». Для себя я нашла ответы на интересующие меня вопросы, узнала о парадоксальных свойствах некоторых веществ (серной кислоты). Я узнала, что охлаждающие смеси используются очень широко и в разных сферах деятельности: начиная от быта и заканчивая крупными промышленными лабораториями.

Для тех, кто пожелает самостоятельно готовить охлаждающие смеси можно дать небольшие рекомендации:

1.Сосуд, в котором производится смешивание, должен быть хорошо изолирован непроводниками теплоты (пластик, пенопласт), чтобы полнее использовать искусственный холод.

2.Смешивание производить как можно быстрее.

3.Смешиваемые вещества должны быть в мелкоизмельченном состоянии для увеличения площади их соприкосновения.

4.Список использованной литературы.

  1. А. И. Перевозчиков «Проблемный опыт взаимодействия серной кислоты с водой» изд. «Химия в школе» №7, 2011год.

  2. БСЭ - Большая Советская Энциклопедия, 2-е изд. Том 51.

  3. http://hnc.ru/history/history.html

  4. http://www.ngpedia.ru/id316192p1.html

  5. http://2.mediatransformer.ru/ru/chem/3/

  6. http://www.hemi.nsu.ru/slovar.htm

  7. «Большая энциклопедия школьника» изд. «Махон» 2008 год.

  8. http://www.xumuk.ru/

9.http://chemistryandchemists.narod.ru

5.Приложения.

Приложение №1

1.Определение катионов соли

2.Определение анионов соли

Приложение №2 Охлаждение: соль + вода

Смесь NH4 NO3 + H2O

(NaCl + H2O)

(NaNO3+H2O)

(NH4Cl + H2O) (CO(NH2)2 + H2O)

(мочевина)

Приложение№3 Охлаждение: вода + соль + соль

Приложение№4 Охлаждение: соль + снег

NH4Cl + снег NaCl +снег

NaNO3+снег

Приложение№5

infourok.ru

Смазочно-охлаждающие жидкости: характеристики и отзывы

Без смазочных материалов невозможна эксплуатация большинства современных средств обработки металлов. При этом и сами металлические элементы, которые используются в технике, не могут отвечать функциональным требованиям без соответствующего обслуживания специальными веществами. На сегодняшний день смазочно-охлаждающие жидкости (СОЖ) представлены на рынке более чем в 600 наименованиях. Среди них можно найти средства для использования в силовых агрегатах, для применения в металлообработке, а также медицинские, изоляционные, форморазделяющие, биологические и антикоррозионные масла. Основная часть этих жидкостей используется промышленными предприятиями и строительной индустрией.

Для чего нужны смазочно-охлаждающие жидкости?

Чаще всего смазочные материалы вводятся в рабочее пространство между трущимися элементами с целью минимизации износа в механизмах. Нередко эта функция дополняется повышением коэффициента полезного действия. Но это касается традиционных веществ данного типа, однако охлаждающие материалы также необходимы для предохранения оборудования и рабочих элементов от перегрева. Например, смазочно-охлаждающие жидкости для металлообработки позволяют оптимизировать температурный режим и снять высокое давление. Такая компенсация в итоге не только позволяет сохранить эксплуатационные качества резчиков, но и улучшить характеристики получаемых изделий. Существуют также специализированные защитные средства, в которых основной упор делается на обеспечение антикоррозийных, изоляционных и герметизирующих свойств. Эта категория материалов наиболее распространена в строительстве.

Состав СОЖ

Любое смазывающее средство производится по специальному рецепту. Существуют базовые нормативные составы, а также модификации, которые получают с целью обеспечения особых эксплуатационных качеств. Чаще всего основой выступает маловязкая нефтяная смесь. Из нее производятся смазочно-охлаждающие жидкости, состав которых также модифицируется хлорпарафином, диалкилдитиофосфатами цинка, многозольным сульфонатом кальция и другими присадками. Такие составы обычно используют в резке жаропрочных сплавов и нержавеющих стальных деталей. Особенностью действия этого состава является предотвращение налипания материала на инструмент. Распространено и применение в качестве основы маловязкой глубокогидрированной фракции сернистой нефти. Рабочие жидкости на этой основе применяют в электроэрозионных станках разной степени мощности, в осуществлении доводочных и токарных операций на механосборочных производственных линиях.

Основные характеристики жидкостей

Характеристики внешнего вида таких жидкостей существенно различаются в зависимости от использованных присадок. Как правило, это жидкотекучая масса коричневого цвета, оттенки которой могут меняться. С точки зрения рабочей функции одной из важнейших характеристик является плотность. Стандартный смазочный состав с эффектом охлаждения имеет плотность в диапазоне от 1100 до 1200 кг/м3. Впрочем, этот показатель можно варьировать при изготовлении концентрата. Также смазочно-охлаждающие жидкости в некоторых составах содержат активные ионы. На 1% водного раствора эта величина может составлять порядка 10 pH. Производители обычно рекомендуют использовать концентрированные составы с коэффициентом 1-3%. Но в зависимости от места выполняемой операции и целевого материала это значение может увеличиваться. Так, для обеспечения шлифовальной функции рекомендуется использовать 4-хпроцентный концентрат, а для сложной металлообработки показатель увеличивается и до 7%.

Характеристики с точки зрения подачи СОЖ

Существуют разные методы подачи, нанесения и распределения жидкостей смазки по функциональным поверхностям. Не все из них предъявляют специальные требования к смазочному материалу в части физических свойств, но в некоторых случаях они важны, поскольку определяют характер взаимодействия с рабочей средой. В конечном счете это влияет на эффективность функции самого вещества. Например, если используется смазочно-охлаждающая жидкость для станков металлообработки, то на первый план выходит скорость подаваемой струи. Соответственно, чем легче компоненты, тем эффективнее будет осуществляться смазывание режущего элемента в процессе работы. Также учитывается фракция отдельных частиц в составе жидкости. При высокой скорости подачи они могут негативно сказаться на свойствах поверхности, деформируя ее. Кроме того, операторы станков должны брать в расчет температуру струи и делать поправку на возможные корректировки этого значения в тех или иных условиях рабочей площадки.

Технико-эксплуатационные свойства

Базовые качества относятся к обеспечению оптимальных смазывающих и охлаждающих свойств. Также в некоторых сферах высокие требования предъявляются к моющим функциям, что позволяет в процессе работы механизма своевременно очищать поверхности деталей. К дополнительным качествам, которыми наделяются современные смазочно-охлаждающие жидкости, можно отнести бактерицидность, экологичность, гигиеничность, стойкость к химическим воздействиям и экстремальным температурам. Важно учитывать, что смазывающие компоненты и сами дают немалое химическое воздействие на различные материалы, поэтому при выборе средства следует сопоставлять качества жидкости с целевым материалом.

Разновидности СОЖ

Основная классификация смазывающих жидкостей с эффектом охлаждения базируется на происхождении средства. Наиболее распространены индустриальные масла, которые применяют в промышленности и производственной сфере. Преимущественно это нефтяные жидкости, дополненные модификаторами. Одной из популярных разновидностей таких присадок также являются грубодисперсные эмульсии нефтепродуктов, которые формируются в водной среде. Стабильные микроэмульсионные виды смазочно-охлаждающих жидкостей позволяют образовывать полусинтетические или синтетические соединения на основе органики. Получили распространение и низкокипящие быстроиспаряющиеся смеси, базирующиеся на галогенпроизводных углеводородах с добавками.

Применение СОЖ

Наибольшее распространение смазочные средства получили в сфере производства металлических деталей, а также их обработки. Они не только защищают рабочее оборудование от преждевременного износа, но и улучшают качество изготавливаемой продукции. Второе место по востребованности таких материалов можно отнести к области строительства. В этой индустрии применение смазочно-охлаждающих жидкостей обусловлено стремлением обеспечить защитные качества стройматериалам, изоляционным и декоративным покрытиям.

Отзывы о производителях

Среди крупнейших производителей СОЖ можно выделить компании Proma, «Унивеко» и «Мессер». Первая марка прославилась за счет выпуска эффективных средств, позволяющих надежно обрабатывать металлы по холодному и горячему методам. Отзывы пользователей данной жидкости отмечают, что в процессе производства удается минимизировать показатели брака, повысить производительность и увеличить точность обработки. На современном уровне налажено и производство смазочно-охлаждающих жидкостей компании «Унивеко». Данная группа смесей изготавливается на основе ингибиторов коррозии и активированной водной среды, что особенно ценят потребители строительного сектора. Что касается бренда «Мессер», то его продукцию чаще используют в высокоточных операциях обработки. К достоинствам таких жидкостей пользователи относят высокие антикоррозионные свойства, устойчивость к микробоброжению, а также экологическую чистоту.

Заключение

Современные технологии обработки металлических деталей постепенно отходят от традиционных механических методов воздействия. На этом фоне снижается и потребление защитных и повышающих устойчивость оборудования средств. Тем не менее остаются отрасли, где смазочно-охлаждающие жидкости по-прежнему остаются актуальными. Это прежде всего строительство, машиностроение, медицина и электротехника. Другое дело, что в узкоспециализированных областях требуются все более совершенные по своим технико-эксплуатационным свойствам материалы, требующие применения высокотехнологичных присадок и модификаторов.

fb.ru

Охлаждающие смеси | all-he

Существуют газы, обладающие высокой температурой кипения, к примеру, у диоксида азота температура кипения равна 21.1 ºC, у диоксида серы -10.0 ºC, а у бутана -0.5 ºC. Благодаря этому свойству, эти газы можно получить в жидком виде даже в домашних условиях, используя простую установку.

В колбе получают газ, производя определенную реакцию. Далее полученный газ проходит через U-образную трубку, в которой находится осушитель (осушителем может служить хлористый кальций). После «сушки», газ попадает в следующую U-образную трубку, которая находится в сосуде с охлаждающей смесью. Благодаря низкой температуре газ конденсируется.

Но, из чего же изготовить охлаждающие смеси?

Рецептов приготовления довольно много, но мы рассмотрим те охлаждающие смеси, компоненты которых, наиболее доступны.

1. Нитрат аммония и снег/лед. Смешиваются 1:1. Температура до -20 ºC.
2. Шестиводный хлористый кальций (CaCl2•6h3O) и снег/лед. Смешиваются 1.5:1. Температура до -55 ºC.
3. Диэтиловый эфир и сухой лед (твердый углекислый газ). Температура до -78 ºC.
4. Ацетон и сухой лед. Температура до -78 ºC.
5. Бензин и сухой лед. Температура до -78 ºC.
6. Спирт и сухой лед. Температура до -78 ºC.

Последний рецепт является самым доступным.

7. Снег/лед и поваренная соль. Смешивается 3:1. Температура до -21 ºC.
В зависимости от нужной температуры, количество соли можно изменять.

 Содержание поваренной соли, % Температура смеси, °C
 6 -3,5
 8 -4,9
 10 -6,1
 12 -7,5
 14 -9
 16 -10,5
 18 -12,1
 20 -13,1
 22 -15,7
 26-18,6
 28 -19,3

В эксперименте на видео использовали последний рецепт в соотношении 3:1. Вода находящаяся в колбе замерзла в течении 2-х минут.

Как уже писалось выше, это далеко не все охлаждающие смеси, а только самые доступные и распространенные среди химиков.

По материалам сайта: chemistry-chemists.com

all-he.ru

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о