Токопроводящая жидкость это вода

Электропроводность воды

В отдельных отраслях применяются исключительно жесткие требования к качеству водоподготовки. В частности, в микроэлектронике и фармацевтике одним из важнейших показателей является электропроводность воды. Способность специально подготовленной жидкости проводить ток и величина удельного сопротивления сказывается на эффективности некоторых технологических процессов.

Физическое свойство вода — проводимость регламентируются для таких отраслей требованиями действующих нормативных документов. В статье рассматриваются основные факторы определяющие уровень ее сопротивления, единицы, методы и приборы для измерений. Читателю предлагается обзор наиболее эффективных способов снижения означенных показателей с использованием профессионального оборудования.

Что такое электропроводность воды

Самая распространенная жидкость на Земле обладает способностью проводить постоянный или переменный ток.

Электропроводности воды — это количественная характеристика этого ее свойства, которое определяется наличием заряженных частиц — положительных и отрицательных ионов. К последним относятся химические элементы, входящие в состав следующих органических и неорганических соединений:

• Щелочи.
• Соли щелочноземельных и других металлов, прежде всего хлориды и сульфиды (сульфаты).
• Карбонаты.

Этот показатель тем выше, чем больше в жидкости находится положительно заряженных ионов — катионов и отрицательных — ионов. Т.е. электропроводность напрямую связана с солесодержанием воды. Удельная электропроводность воды находится в обратной зависимости с сопротивлением воды и определяется для объема жидкости, который находится в промежутке между двумя электронами площадью в 1 см2. Последние при этом располагаются на расстоянии в 1 см друг от друга.

Нормы электропроводимости природной воды

В Российской федерации требования к параметрам качества водоподготовки регламентируются государственными стандартами и другими документами. Удельные показатели электрической проводимости воды различного назначения устанавливаются следующими нормативно-правовыми актами в зависимости от степени чистоты:

1. ГОСТ 52501-2005. Для проведения лабораторных анализов — не более 0,1 и 1,0 мкСм/см для первой и второй степени соответственно.
2. ГОСТ 6709-97. Для дистиллированной воды — менее 5*10-4 См/см.
3. ФС 2.2.20020.15. Вода очищенная фармацевтического назначения — не выше 4,3 мкСм/см.
4. ФС 2.2.0019.15. Вода для приготовления лекарственных растворов и проведения инъекций.

Жесткие технологические нормы электропроводности для воды установлены на предприятиях, выпускающих компоненты для микроэлектроники. Качество жидкости используемых в производственных процессах контролируется специализированными лабораториями и использованием сложных приборов по утвержденным методикам.

Показатели электропроводности: основные факторы

В природных водоемах содержится множество растворимых примесей неорганического происхождения. Они и определяют основные физические свойства вода, и в том числе электропроводность. Величина последней находится в прямой зависимости от ряда факторов:

1. Концентрации заряженных частиц.
2. Состава и природы ионов.
3. Температуры жидкости.

Наибольшее влияние на электропроводность воды оказывают соли жесткости, точнее катионы натрия (Na + ), калия (K + ) и кальция (Ca 2+ ), также анионы хлора (Cl — ) и кислотных групп (SO₄ 2- и HCO₃ — ). Наличие в жидкости ионов двух- и трехвалентного железа (Fe 2+ , Fe 3+ ), а также марганца (Mn 2+ ) и алюминия (Al 3+ ) в незначительных концентрациях практически не сказывается на удельном сопротивлении.

При повышении температуры электропроводность воды существенной возрастает по причине роста скорости ионов, снижения их сольватированности и уменьшения показателей вязкости. При этом рост проводимости, связанный с увеличением концентрации катионов и анионов, наблюдается только до определенного предела. Достигнув максимума, она начинается уменьшаться, что обусловлено усилением взаимодействия заряженных частиц между собой и снижением степени диссоциации.

Определение показателей электропроводности воды

Уровень сопротивления жидкости электрическому току измеряется при помощи специальных приборов. Для количественного определения уровня электропроводности воды используются единицы измерения, установленные международной системой СИ. Применение унифицированных методов и стандартов в этой сфере упрощает лабораторные исследования и понимание получаемых результатов.

Единицы измерения

В нашей стране для измерения проводимости воды используются специальная единица — См/м (Сименс на метр). Она соотносится с удельным сопротивлением как 1 См/м= 1/1 Ом/м. При этом описываемый показатель для природной воды составляет:

• Для пресных рек: от 50 до 1500*10 -6 См/м.
• Для дистиллированной воды: от 0,5 до 5*10 -6 См/м.
• Для ультрачистой деионизированной: от 0,1 до 0,2*10 -6 См/м.

Для удобства в качестве единицы электропроводности воды используют производную, которая составляет одну десятитысячную от основной и записывается как мкСм/см.

Удельное сопротивление жидкости определяется в значительной мере уровнем минерализации. В США для измерения проводимости воды вместо мкСм/см используют величину TDS, указывающую на содержание растворимых солей. Этот показатель рассчитывается в частях на миллион и записывается как ppm. Для перевода этой единицы в международную используется корректирующий коэффициент.

Методы измерений и используемые приборы

В нашей стране удельная проводимость и водородный показатель жидкости определяются электрометрическим способом. Для того чтобы точно рассчитать электропроводность воды специалисты пользуются методикой, установленной РД 52.24.495-2005. Действие этого документа распространятся на поверхностные источники водоснабжения и стоки.

Для измерения электропроводности воды применяется откалиброванный кондуктометр с электродами из нержавеющей стали. Для калибровки прибора используется стандартный раствор с показателем не менее 1500 мкСм/см, при этом отклонение от номинала не должно превышать 2%.

В ходе измерений удельной электропроводности воды фиксируется ее температура, а искомая величина определяется при помощи специальных таблиц. В случае если используются приборы с температурной компенсацией, то на экране сразу же появляется истинное значение, что существенно упрощает процесс.

Снижение электропроводимости воды: профессиональные методы

Современные системы водоподготовки обеспечивают требуемые показатели качества. Для того чтобы уменьшить электропроводность воды в таких установках используются следующие методы очистки:

• обратный осмос;
• электродеионизация;
• ионный обмен.

Перечисленные технологии различаются по уровню эффективности и технико-экономическим параметрам. Выбор того или иного метода осуществляется с учетом показателей проводимости воды, необходимых заказчику. Рассмотрим подробнее возможности и особенности каждого из представленных способов.

Обратный осмос

Суть метода состоит в использовании полупроницаемых мембран для получения пермеата высокой очистки. В процессе обратного осмоса проводимость воды существенно уменьшается по причине ее глубокой деминерализации. Современные промышленные установки обратного осмоса отделяют до 99,9% всех примесей, в том числе и солей жесткости. Такие системы отличаются производительностью до 1000 л/ч.

Показатели электропроводности осмотической воды в зависимости от модели используемой установки колеблется в пределах от 0,1 до 5 мкСм/см. Пермеат без дополнительной обработки относиться к первой степени очистки, и может использоваться в медицине, фармацевтике и других высокотехнологичных отраслях промышленного производства. Обратноосмотические установки в настоящее время являются основными источниками очищенной воды.

Электродеионизация

В настоящее время разрабатываются и внедряются технологии глубокой очистки жидкостей от солей. Необходимые физические свойства воды, в том числе электропроводность на уровне 0,055 мкСм/см, обеспечивает метод электродеионизации. Водоподготовка с его использованием проводится в три этапа:

1. Электродиализ. Удаление катионов и анионов из воды осуществляется при помощи конселективных мембран, которые располагаются перед электродами. К ним прикладывается постоянное напряжение, обеспечивающее движение заряженных частиц.
2. Ионный обмен. Для ускорения процесса в камеру закладывается состав из специальных высокомолекулярных смол, состоящих из катионитов и анионитов. Полимеры имеют пористую структуру и поглощают заряженные частицы и замещают их.
3. Регенерация. Под действием постоянного тока происходит диссоциация молекул воды, и образующиеся при этом ионы обеспечивает восстановление обменных свойств заполнителя.

Очищенная и деионизированная вода обладает крайне низкой проводимостью, что позволяет ее использовать в качестве растворителей для лекарственных препаратов. Промышленные установки электродеионизации имеют высокую производительность и могут использоваться на предприятиях теплоэнергетики.

Ионный обмен

Данная технология обеспечивает эффективное удаление заряженных частиц из жидкости при сравнительно небольших затратах. Значительное снижение ионной проводимости воды достигается за счет использования специальных веществ: ионитов или катионитов. Они выпускаются в виде заполнителей для ионообменных систем — фильтров смешанного действия.

Иониты производятся на основе сетчатых полимеров, которые имеют микропористую или сетчатую структуру. Материал имеет ковалентную связь с ионогенными группами, которые в процессе диссоциации образуют пару из свободного и фиксированного иона с противоположным зарядом. Последний закреплен на полимере.

В результате ионообменного процесса заметно снижается электропроводность воды и уровень ее минерализации. Заряженные частицы из жидкости диффундируют вначале к поверхности, а затем и внутрь сорбента. Со временем способность засыпки поглощать ионы из жидкости снижается и для ее восстановления проводится регенерация с использованием рабочих растворов.

Удельная электрическая проводимость в воде

Компания Diasel Engineering предлагает эффективные технические решения по уменьшению удельной электрической проводимости воды. Предприятие осуществляет поставки оборудования систем обратного осмоса, электродеионизации и ионного обмена. Наши специалисты выполняют монтаж установок водоподготовки, необходимые пусконаладочные работы и обеспечивают их техническое обслуживание.

Снижение электропроводности воды до требуемых показателей — задача исключительно сложная и для ее решения необходимо привлечение профессионалов. ООО «НПК «Диасел» приглашает к сотрудничеству предприятия, нуждающиеся в установках глубокой очистки. Комплексное решение проблем водоподготовки — наша основная специализация.

Источник

Тест жидкостей для СВО

Сравнение трех популярных жидкостей для СВО и дистиллированной воды

Тест жидкостей для СВО

Автор: Brett Thomas
Источник: http://www.bit-tech.net/
Перевод: Александр Шаронов

Ни для кого не секрет, что водяное охлаждение отлично выглядит, к тому же по эффективности оно значительно превосходит воздушное. Но в то же время с использованием СВО связаны и большие риски. А что если система будет протекать? Как насчет коррозии?

Самый простой способ избавиться от этих опасностей – не использовать воду. Нет, это не значит выбросить СВО. Просто вместо воды взять другой хладагент. Хотя выбор и не так широк, на рынке можно найти несколько продуктов, которые лучше воды не только в аспекте безопасности, но и по массе других свойств.

Не токопроводящая жидкость – не вода. И каждая имеет как достоинства, так и недостатки. Они не испортят комплектующие при протечке, многие имеют специальные химические вещества, предотвращающие коррозию. Обратная сторона – за надежность надо платить.

Сегодня мы познакомимся с тремя лучшими жидкостями для охлаждения: FluidXP+ Ultra, MCT-40 и Feser One. Мы узнаем их сильные и слабые стороны, но для начала взглянем на них.

Почти все когда-то собиравшие СВО люди знакомы с продуктами компании FluidXP+. Она существует на рыке немногим более трех лет, но уже успела завоевать популярность и обрести круг поклонников. Первоначально компания занималась широким спектром услуг, но позже все внимание было сосредоточено на жидкостях для охлаждения.

FluidXP+ Ultra выпущена в начале текущего года. Как и предыдущие модели, она не проводит ток и препятствует возникновению коррозии в контурах с использованием нескольких различных металлов. Несколько случайных капель на материнскую плату или видеокарту не заставят вас лить слезы у разбитого компьютера.

Еще одним важным положительным свойством FluidXP+ Ultra является отсутствие токсичности. На самом деле жидкость сделана из пищевых материалов, что делает ее безопасной для детей и домашних животных.

Команда FluidXP+ с гордостью заявляет о своей высокотехнологичной спецификации z-7. В период повседневного использования СВО от фитингов, водоблоков и радиаторов неизбежно откалываются мельчайшие частицы металла. Этот процесс неизбежен. Технология z-7 позволяет прикрепить оторвавшиеся частицы обратно к металлическим стенкам. Хотя z-7 является скорее маркетинговым ходом, во главе команды ее создателей стоит бывший исследователь из космического агентства NASA, а он знает, что делает.

По вязкости FluidXP+ Ultra сравнима с легким маслом. В нашем случае жидкость имела насыщенный красный цвет.

Компания MCT, Midwest Cooling Technologies, была создана еще в 2004 году. Это название известно в довольно узких кругах компьютерных энтузиастов, ведь в большинстве стран продукция MCT продается только в комплекте с устройствами СВО Danger Den.

За 4 года существования компании продукция не подвергалась существенной модернизации. Сегодня можно купить два вида жидкостей для СВО: MCT-5 и MCT-40. Мы взяли MCT-40. Она поставляется в упаковке, очень похожей на канистру для моторного масла. Возникшую ассоциацию усиливает запах и цвет жидкости. Она пахнет, как антифриз, а внешне похожа на бензин.

Жидкость MCT-40 немного более густая, чем вода, но не настолько, чтобы затруднить прохождение через помпу. По предварительной оценке MCT-40 имеет склонность к образованию пузырей.

Продажи Feser One стартовали в 2007 году. Еще несколько месяцев назад продукцию Feser One было очень трудно найти. Уже сегодня розничные сети активно ей торгуют.

Одним из самых очевидных плюсов Feser One является широкий выбор модификаций. И, прежде всего, это цветовая гамма. Можно подобрать почти любой цвет к вашему корпусу. К тому же некоторые модели имеют еще более интересную цветовую схему. Например, Black and UV Blue черный в обычном в состоянии и ярко-голубой при ультрафиолетовом свете.

По консистенции Feser One ближе всего к воде из всех рассмотренных образцов. На ощупь эта жидкость похожа на слабый алкоголь. Быстро исчезающие пузыри также относятся к положительным свойствам. Цена на Feser One намного ниже в сравнении с конкурентами.

Тесты проводились на специальном стенде, который включал следующие комплектующие:

• Материнская плата: Gigabyte P35C-DS3R; Процессор: Intel Core 2 Quad Q6600 @ 2.4 ГГц; Оперативная память: OCZ FlexXLC PC-9600 DDR2 @ 1066 МГц; Видеокарта: OCZ GeForce 8800 GTX; Жесткий диск: Seagate 1 Тб 7200.11 SATA; Блок питания: OCZ 1000 Вт ProXStream.

Все частоты установлены на базовые значения, кроме специально отмеченного режима.

Система водяного охлаждения построена из такого оборудования:

• Водоблок: Danger Den TDX CPU LGA775; Радиатор: BlackIce GTX 240 мм; Вентиляторы: 2 х 120 мм AC Ryan Blackfire 4 Kameleon; Помпа: Laing Vario D5 12 В; Трубки: 1/2″ ID Clearflex.

Чтобы читатели смогли провести максимально приближенные к проведенным тестам испытания самостоятельно, более подробно рассмотрим методику оценки эффективности охлаждения.

Тестовая система построена в комнате с автоматическим контролем температуры и минимальным количеством перемещающихся людей. Для замера температуры процессора использовалась утилита Speedfan. Температура окружающей среды взята из показаний цифрового датчика, установленного на стене примерно в одном метре от компьютера.

После заполнения системы очередным хладагентом компьютер включали и оставляли в спокойном состоянии загруженную ОС Windows Vista на один час. После чего снимали показания температурных датчиков.

Для создания максимальной нагрузки на все процессорные ядра использовалась программа Prime95. Температура замерялась на 10, 20, 30, 60 и 90 минутах теста, после чего высчитывалась среднее значение. При этом за 20 минут теста температура ядер не изменялась более чем на 1 градус. После 90 минут Prime95 выключалась, и система возвращалась в спокойное состояние. На 10, 20 и 30 минуте показания датчиков снова записывали, пока за последние 10 минут не было фиксировано изменений в температуре.

После этого систему выключали, выливали жидкость, тщательно промывали дистиллированной водой минимум 3 раза, прока вода не становилась абсолютно чистой. Весь процесс повторялся дважды для каждой тестируемой жидкости. При этом ее брали из разных бутылок, чтобы увеличить достоверность и независимость тестов.

Настал момент, которого мы все ждали. Все жидкости протестированы, потрачены десятки часов, около 20 литров дистиллированной воды и 6 банок с хладагентами. Все это сделано для ответа на один простой вопрос: существует ли лучшая жидкость для охлаждения? Может ли что-нибудь выполнить работу воды лучше, чем сама вода? Цифры непреклонны: нет ничего лучше чистой дистиллированной воды. По меньшей мере, при экстремальной нагрузке.

Но некоторые жидкости показали очень близкие к воде результаты. Если учесть защиту от коррозии и свойства диэлектрика, то они могут стать отличной альтернативой H2O. Во время тестирования были замерены еще ряд показателей полезности: цвет, склонность к образованию пузырей и скорость очистки СВО после использования.

Дистиллированная вода показала отличные результаты. Использование других хладагентов может быть аргументировано, прежде всего, более высокой эффективностью, но ничего лучше воды мы так и не увидели. Разве что в тестах без нагрузки ряд некоторые жидкости все-таки смогли обойти воду.

Но вода имеет и ряд отрицательных свойств. Она проводит электричество, способствует коррозии металла. К тому же ее внешний вид вполне обыден, она абсолютно прозрачна и неинтересна.

Модель FluidXP+ Ultra преподнесла ряд сюрпризов. Температура процессора без нагрузки на целых два градуса выше показателей любой другой жидкости, а в режимах максимальной нагрузки FluidXP+ Ultra вовсе в аутсайдерах.

Единственным уникальным свойством FluidXP+ Ultra является ее безопасность для людей и окружающей среды. Она практически полностью состоит из пищевых продуктов. Это сказывается не только на цене изделия, но и на очищении: после ряда циклов полной очистки красные частицы FluidXP+ Ultra так и не удалось полностью удалить.

Еще один отрицательный фактор использования FluidXP+ Ultra – повышенная шумность помпы при работе. Это связано с высокой вязкостью жидкости. Но после нескольких часов работы пузырей в СВО замечено не было. Очистка помпы и использование другой жидкости избавило от шума, что подтверждает негативное влияние FluidXP+ Ultra.

Принимая во внимание все вышеописанные факты, трудно рекомендовать FluidXP+ Ultra даже при самой низкой среди конкурентов цене. Но и тут все не сложилось: стоимость этого хладагента намного выше, чем у рассмотренных аналогов от других производителей.

Несколько иначе обстоят дела у MCT-40. По эффективности этот препарат следует сразу за водой, уступая лишь один-два градуса, а местами и выигрывая столько же. При этом высокая вязкость не вызвала проблем в работе помпы: никаких лишних шумов она не издавала. И вопреки ожиданиям, большого скопления пузырей не возникало.

MCT-40 поставляется в бутылке, очень похожей на упаковку для машинного масла. Ощущение дежавю продолжается и дальше: специфический запах и цвет не производят положительного ощущения. Это оттолкнет моддеров, которые используют прозрачные шланги.

К сожалению, MCT-40 не является самым дешевым предложением на рынке. Но эта жидкость хорошо справляется со своими обязанностями. Если у вас корпус выполнен в токсичном стиле, то ничего лучше MCT-40 вы не найдете.

Самым молодым участником испытаний был Feser One. Но, несмотря на кажущееся отсутствие опыта, он смог достичь впечатляющих результатов. В тестах без нагрузки эта жидкость положила на лопатки всех конкурентов, включая дистиллированную воду. В режиме максимального стресса отставание не превышает одного градуса. Более чем удовлетворительный результат.

Для подтверждения диэлектрических свойств Feser One были предприняты крайние меры: на поверхность материнской платы и видеокарты OCZ GeForce 8800 GTX были пролиты несколько капель. Несколько минут, проведенных с замиранием сердца, показали полную работоспособность компонентов.

Feser One поставляется в огромном ассортименте цветовых решений. У нас на тестировании побывал двуцветный вариант: черный в обычном состоянии и голубой при ультрафиолете. Стоит также отметить цену Feser One: она значительно ниже, чем у рассмотренных конкурентных решений.

Принимая во внимание все положительные стороны и практически полное отсутствие отрицательных, мы пришли к выводу, что самым лучшим предложением на рынке в сфере жидкостей для водяного охлаждения компьютера является Feser One. С наличием такой альтернативы довольно трудно решиться на риск использовать обычную воду.

Поделиться соими мыслями по данной теме вы можете на старницах нашего форума.

Источник