Вода не замерзала глицерин

Физические свойства водного раствора глицерина

Приведены данные по физическим свойствам водного раствора глицерина, которые могут быть полезны для проведения инженерных расчётов.

Плотность водного раствора глицерина

Плотность смеси глицерина и воды приведена в таблице для концентрации глицерина от 10 процентов до 70 процентов по массе в диапазоне температур от нуля до ста градусов Цельсия.

Плотность водного раствора глицерина (содержание в процентах по массе)
Температура	10%	20%	30%	40%	50%	60%	70%
о С	ρ, г/см 3	ρ, г/см 3	ρ, г/см 3	ρ, г/см 3	ρ, г/см 3	ρ, г/см 3	ρ, г/см 3
0	1,025	1,052	1,079	1,107	1,135	1,163	1,192
20	1,022	1,047	1,073	1,099	1,126	1,154	1,181
40	1,016	1,039	1,064	1,089	1,115	1,142	1,169
60	1,006	1,030	1,053	1,078	1,103	1,130	1,156
80	0,994	1,017	1,041	1,066	1.091	1,117	1.144
100	0,982	1,004	1,027	1,052	1,077	1,104	1,302

Динамическая вязкость водного раствора глицерина

Вязкость водного раствора глицерина приводится в таблице в диапазоне температур смеси от нуля до ста градусов Цельсия и концентрации глицерина от 10% до 70%. Примечательно, что добавление всего лишь 10% (по массе) глицерина в воду позволяет повысить динамическую вязкость раствора на

Вязкость водного раствора глицерина (содержание в процентах по массе)
Температура	10%	20%	30%	40%	50%	60%	70%
о С	μ, Па • с	μ, Па • с	μ, Па • с	μ, Па • с	μ, Па • с	μ, Па • с	μ, Па • с
0	2,44•10 -3	3,44•10 -3	5,14•10 -3	8,25•10 -3	14,6•10 -3	29,9•10 -3	76,0•10 -3
20	1,31•10 -3	1,76•10 -3	2,5•10 -3	3,72•10 -3	6,0•10 -3	10,8•10 -3	22,5•10 -3
40	0,826•10 -3	1,07•10 -3	1,46•10 -3	2,07•10 -3	3,10•10 -3	5,08•10 -3	9,4•10 -3
60	0,575•10 -3	0,731•10 -3	0,956•10 -3	1,30•10 -3	1,86•10 -3	2,85•10 -3	4,86•10 -3
80	—	—	0,69•10 -3	0,918•10 -3	1,25•10 -3	1,84•10 -3	2,9•10 -3
100	—	—	—	0,668•10 -3	0,91•10 -3	1,28•10 -3	1,93•10 -3

Теплопроводность смеси глицерина с водой

Значения теплопроводности водного раствора глицерина показаны в таблице для диапазона температур от 20 до 80 градусов Цельсия и концентрации глицерина от 10% до 70%. С увеличением концентрации глицерина теплопроводность водного раствора снижается. При содержании 50% глицерина теплопроводность смеси на

29% меньшей, чем у чистой воды.

Теплопроводность смеси глицерина (содержание в процентах по массе) с водой
Температура	10%	20%	30%	40%	50%	60%	70%
о С	Вт/(м• o C)	Вт/(м• o C)	Вт/(м• o C)	Вт/(м• o C)	Вт/(м• o C)	Вт/(м• o C)	Вт/(м• o C)
20	0,557	0,519	0,481	0,448	0,414	0,381	0,352
40	0,586	0,540	0,502	0,460	0,423	0,385	0,356
60	0,611	0,565	0,519	0,477	0,435	0,393	0,360
80	0,636	0,590	0,540	0,494	0,448	0,402	0,364

Теплоемкость водного раствора глицерина

Оценочные значения теплоемкости водного раствора глицерина приводятся в таблице для температур от 20 до 80 градусов Цельсия и концентраций глицерина от 10 до 70 процентов. С увеличением концентрации глицерина теплопроводность раствора снижается. При нормальных условиях и содержании 10% глицерина теплоемкость смеси в

2 раза меньше теплоемкости чистой воды.

Теплоемкость смеси глицерина (содержание в процентах по массе) с водой
Температура	10%	20%	30%	40%	50%	60%	70%
о С	кДж/(кг• o C)	кДж/(кг• o C)	кДж/(кг• o C)	кДж/(кг• o C)	кДж/(кг• o C)	кДж/(кг• o C)	кДж/(кг• o C)
20	1,998	1,907	1,816	1,725	1,634	1,542	1,452
40	2,002	1,916	1,830	1,744	1,659	1,573	1,487
60	2,010	1,929	1,848	1,767	1,687	1,606	1,525
80	2,024	1,948	1,871	1,795	1,718	1,642	1,608

Концентрация глицерина по массе и по объёму в водном растворе

В таблице ниже приведены соотношения концентрации глицерина в водном растворе по массе и по объёму.

Содержание глицерина по массе (в процентах)
5%	10%	20%	30%	40%	50%	60%	70%
Концентрация глицерина по объёму (в процентах)	4,0%	8,1%	16,58%	25,49%	34,84%	44,63%	54,86%	65,56%

Температура кипения водного раствора глицерина

Приведена диаграмма по температурам кипения водного раствора глицерина в зависимости от его содержания по массе в процентах при давлении атмосферного воздуха 760 мм.рт.ст. Стоить обратить внимание, что при концентрации в растворе глицерина от 10% до 50% температура кипения повышается всего лишь на 6 градусов Цельсия. С увеличением концентрации глицерина до 80% по массе температура кипения раствора повышается до 121,5 градуса Цельсия.

Сравнительная температура кипения смеси глицерина с водой (при нормальном атмосферном давлении)

Вода (без содержания глицерина) 100 o C

Вода (90%) + Глицерин (10%) 100.7 o C

Вода (70%) + Глицерин (30%) 102,9 o C

Вода (50%) + Глицерин (50%) 106,7 o C

Глицерин (80%) + Вода (20%) 121,5 o C

Глицерин (90%) + Вода (10%) 139,8 o C

Глицерин (95%) + Вода (5%) 168,0 o C

Температура замерзания водного раствора глицерина

Приведена диаграмма по температурам замерзания водного раствора глицерина в зависимости от его содержания по массе в процентах. Примечательно, что при концентрации глицерина от 10% до 30% температура замерзания водного раствора понижается незначительно от -1,0 до -8,8 градуса Цельсия. С последующим доведением концентрации глицерина до 50% температура замерзания резко снижается до -21,4 градусов Цельсия. Это свойство глицерина позволяет использовать его в технологических процессах с низкими значениями рабочих температур.

Сравнительная температура замерзания раствора глицерина с водой

Вода (без содержания глицерина) -1,0 o C

Вода (90%) + Глицерин (10%) -2,2 o C

Вода (70%) + Глицерин (30%) -8,8 o C

Вода (50%) + Глицерин (50%) -21,4 o C

Глицерин (70%) + Вода (30%) -41,5 o C

НИОКР в машиностроении

Инновационное импортозамещение

г. Коломна, Московская область
Россия, 140400

Источник

Чем опасен глицерин в теплоносителе?

Мало таких людей, кто не слышал хотя бы раз про глицерин. Любая девушка, хоть раз читавшая этикетку неорганического косметического средства, видела его в составе продукта. Кондитеры любят его за то, что с ним пирожные и торты можно продавать пару недель, а не трое суток. Этот трехатомный спирт не имеет цвета, растворяет нерастворимое и нетоксичен. Но причем здесь отопление? И почему теплоноситель на его основе не стоит использовать в системах отопления? Об этом и поговорим.

То, что глицерин отлично исполняет роль “проводника” в теплоносителях, химики знали еще с начала XX века. Именно на основе глицерина в 20-х годах прошлого столетия был создан первый антифриз. Он имел более низкую точку замерзания, чем вода, а кипеть начинал только при 290 °С. Многие производители до сих пор используют глицерин в своих антифризах. Форумы доморощенных изобретателей не отстают и регулярно пестрят темами “глицерин — дешевая альтернатива гликолям”.

Да, глицерин сейчас переживает второе рождение. Вперед выставляются два главных потребительских качества глицерина — нетоксичность и дешевизна. С первого взгляда как будто настоящий народный продукт! Но факты говорят о другом.

Низкая текучесть. Глицерин — это вязкая субстанция. Чтобы прокачивать этот “кисель” через систему отопления, нужны более мощные насосы. Но даже они выйдут из строя раньше, чем с альтернативными носителями. Как только не пытались решить эту проблему специалисты прошлого века! В глицериновый коктейль добавляли и этанол, и метанол, и соль. Но даже могучей промышленной машине Советского Союза быстро надоело мучаться с капризной основой, и уже в середине 30-х котельные начали переходить на этиленгликоль.

Разложение при высоких температурах. А вот это уже не просто минус, а самая настоящая угроза. Глицерин в системе домашнего отопления может нанести непоправимый вред всему живому. Чтобы не быть голословными, в качестве источника приведем диссертацию Белоусова А.С. «Разработка высокоэффективной технологии получения акролеина из растительного сырья». Ученый сообщает, что дегидратация (распад глицерина) возможен уже при 150-400°С как в жидкой фазе, так и в фазе пара — при наличии катализаторов. В других источниках приводятся и куда более низкие пороговые температуры разложения глицерина: всего 80-130°С при длительном нагреве!

Насколько такой риск реален? В зависимости от погодных условий, температура воды в системе отопления может быть от 30 до 90 °С. Но эти расчеты подходят для обычных, не экстремальных условий. При -40 °С за окном для всех приборов отопления в жилых помещениях ставят максимально допустимые значения. На подаче это – от 95 до 105 °С, а на обратке – 65-75 °С. Такие температурные режимы предусмотрены во многих моделях популярных котлов.

Таким образом, риск нагрева глицерина до состояния распада в период суровых морозов абсолютно реален. Продукт дегидратации глицерина при нагреве – вещество под названием акролеин. И в отличие от безвкусного и нетоксичного “папы”, у него совсем другой характер! Как гласит Википедия, акролеин является токсичным, сильно раздражающим слизистые оболочки глаз и дыхательных путей соединением. Его предельно допустимая концентрация в воздухе составляет всего 0,03 мг/м³. Неудивительно, что акролеин относят к I классу опасности — чрезвычайно опасные вещества (ГОСТ 12.1.007-76).

Важно раз и навсегда запомнить, что любой дешевый продукт является компромиссом. Причем экономия на нем может быть весьма условной. Например срок эксплуатации глицеринового антифриза составляет всего 4 года (4 отопительных сезона), в то время как пропиленгликолевый антифриз “Термагент ЭКО-30” по результатам экспертизы ВНИИ Коррозии исправно служит 10 отопительных сезонов. Посмотрим на цены: 20 кг упаковка обычного отечественного теплоносителя на глицерине стоит 1700 рублей против 2800 рублей за 20 кг “Термагента”. Но на на девятом году эксплуатации вам придется повторно заменить глицериновый антифриз в системе и вся экономия закончится. Те же 20 кг обойдутся вам уже в 3400 руб., в то время как пропиленгликоль будет продолжать работать.

Источник