Характеристика технических жидкостей: виды, свойства, применение

Независимо от того, находится ли рабочая среда в состоянии покоя или в движении, она подвергается воздействию различных сил и различных климатических условий, поэтому ведёт себя соответственно своим физическим свойствам. Правильный выбор вида технической жидкости определяет работоспособность использующей её системы.

Требования к техническим жидкостям

Технология использования характеристик потока жидкой рабочей среды для работы системы управления является одна из новейших технологий управления, что позволяет успешно применять технические жидкости в различных производственных и бытовых системах.

Такие системы по своему быстродействию уступают электронным, поэтому в ближайшее время вряд ли смогут конкурировать в областях, требующих сверхвысоких скоростей. С другой стороны, во многих применениях предпочтительны жидкостные системы, не требующие таких сложных условий наладки как электронные или электрические.

Исключение электрических контактов предотвращает возможную опасность пожара, но возможность обнаружения, блокировки и управления сложными операциями остаётся на прежнем уровне.

Основные свойства и требования к техническим жидкостям определяются сферой их применения. Однако можно выделить и общие физические параметры:

• теплоёмкость: некоторые рабочие среды способны аккумулировать значительное количество тепла, что используется для выравнивания температурных показателей во многих узлах непрерывно функционирующего производственного оборудования;
• высокая статическая/динамическая грузоподъёмность: свойство, позволяющее применять различные рабочие жидкие среды в подъёмно- транспортных устройствах – кранах, домкратах, гидравлических подъёмниках и пр.;
• жидкотекучесть – явление, используемое в системах смазки и управления разнообразными механическими устройствами.

Технологическое применение жидких рабочих сред постоянно расширяется. Например, для так называемой «зелёной» энергетики всё более характерным является использование биодизелей – технических жидкостей, предназначенных в качестве топлива для транспортных средств.

Классификация по назначению

Технические жидкости, ГОСТ на которые устанавливает их состав и свойства, предназначены для выполнения следующих функций:

1. Твёрдой смазки, которая подходит для низкоскоростных процессов, протекающих с наличием абразивного трения.
2. Охлаждающей жидкости, которая не только снижает температуру в зоне применения, но и промывает контактирующие элементы системы.
3. Транспортировки грузов или отходов производственного процесса.
4. Улавливания абразивной пыли и паров обрабатываемых веществ и последующего их связывания в технологически удобные для последующей переработки фрагменты.

Важно: гидравлические жидкости, использующиеся для транспортировки, обладают минимальной сжимаемостью, что позитивно влияет на производительность процесса и позволяет снизить утечки.

Воздействие технических жидкостей на рабочую среду - это вопрос ужесточающегося законодательства, которому также следует уделять внимание. Эти опасения касаются:

• потенциально канцерогенных эффектов от возможного попадания рабочей среды на кожные покровы оператора;
• раздражающего воздействия компонентов на органы дыхания человека;
• общего уровня затрат на жизненный цикл основного процесса, которые связаны с необходимостью замены, регенерации и очистки;
• возможной коррозионной и бактериологической активности.

Сравнительные физико-механические показатели ряда технических сред, при нормальных показателях давления и температуры представлены ниже:

Приведенные результаты показывают границы оптимального применения большинства видов технических рабочих сред. Соответствующий обзор приводится далее.

Амортизаторные

Амортизатор представляет собой механическое или гидравлическое устройство, предназначенное для поглощения и гашения ударных импульсов. Это достигается путем преобразования кинетической энергии удара в другую форму энергии (обычно тепло), которая затем рассеивается. Чаще всего в качестве амортизаторные жидкостей используют:

• минеральные масла;
• воду;
• сложные фосфорные эфиры;
• соединения этиленгликоля на водной основе;
• силиконовые жидкости.

Наиболее распространенными жидкими рабочими средами являются масла на нефтяной основе. Они содержат присадки для защиты от окисления (антиоксиданты), для предохранения от коррозии, для повышения вязкости, а также для снижения склонности к пенообразованию. Горючи при нормальных условиях и могут стать взрывоопасными при воздействии высокого давления и/или источника пламени.

Негорючие синтетические жидкости, которые были специально разработаны для использования в гидравлических системах, где существует опасность возгорания. Созданы на основе эфиров фосфорной кислоты. Не используются в закрытых технических системах, поскольку могут содержать токсичные химические вещества.

Охлаждающие

Применяются в механических системах обработки металлов и сплавов. Технические охлаждающие жидкости понижают температуру при мелком шлифовании, волочении, выдавливании, главным образом за счет уменьшения трения. Они способствуют снижению усилия обработки и интенсивности износа инструмента. За счет уменьшения трения уменьшается выделяемое тепло, следовательно, снижается и мощность, потребляемая технологическим агрегатом.

Качество применения зависит от того количества жидкости, которое фактически попадает в область контакта между инструментом и заготовкой.

Для значительного снижения износа не обязательно требуется большое количество охлаждающего состава, важен фактор его точной подачи в зону обработки.

В качестве смазочно-охлаждающих технологических сред используют:

• углеводороды, смешиваемые с водой;
• химически нейтральные среды, способные образовывать стойкие эмульсии;
• отходы химического производства, состав которых позволяет эффективно отводить тепло.

Технические требования к данным рабочим средам отечественного производства регламентируется ГОСТ Р 50558-93.

Промывочные

Разрабатываются для эффективной промывки систем теплопередачи с целью удаления застрявших остаточных жидкостей, продуктов распада и другого мусора. Должны быть эффективными с целью разрыхления шлама, удаления продуктов износа и их последующего растворения.

Предпочтение отдают таким техническим жидким средам, которые подлежат последующей регенерации в специальных установках.

Пусковые

Применяются в качестве вспомогательного средства, которое облегчает запуск двигателя автомобиля. Применяются при отрицательных температурах окружающего воздуха, когда эксплуатационные характеристики основного топлива не позволяют его эффективно использовать.

В состав данных рабочих сред входят углеводороды, которые интенсифицируют испаряемость топлива (для бензиновых двигателей) или в повышении температуры, соответствующей моменту начала сжатия рабочей смеси (для дизельных двигателей). Чаще всего это легколетучие эфиры, имеющие противозадирные присадки.

Тормозные

Тормозная жидкость соединяет педаль с гидравлической системой торможения автомобиля. Когда водитель нажимает на педаль, плунжер нагнетает тормозную жидкость внутри трубопроводов, в результате чего тормозные колодки зажимают роторы и замедляют ход машины. .

Свойства тормозной жидкости предполагают мгновенность описанного процесса – если педаль тормоза задерживается, в первую очередь необходимо проверять именно жидкость.

Со временем тормозная жидкость загрязняется водой, что может вызвать коррозию металлических элементов магистрали. Тормозные жидкости выпускаются нескольких разновидностей и цветов, но обязательно должны быть полупрозрачными, а не мутными или тёмными. Основной компонент таких составов – полиэтиленгликоли и эфиры на их основе.