Wie prüft man die Dichte des Frostschutzmittels?
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Die Dichte des Frostschutzmittels hängt von der Konzentration des Ethylenglykols ab
Kurz gesagt handelt es sich bei Frostschutzmittel um ein Haushalts-Frostschutzmittel. Das heißt, eine Flüssigkeit mit niedrigem Gefrierpunkt für das Motorkühlsystem.
Frostschutzmittel bestehen aus zwei Hauptkomponenten: Wasser und Ethylenglykol. Mehr als 90 % des Gesamtvolumens bestehen aus diesen Flüssigkeiten. Der Rest sind Antioxidantien, Antischaummittel, Schutz- und andere Zusatzstoffe. Dem Frostschutzmittel wird außerdem ein Farbstoff zugesetzt. Sein Zweck besteht darin, den Gefrierpunkt einer Flüssigkeit anzuzeigen und den Verschleiß anzuzeigen.
Die Dichte von Ethylenglykol beträgt 1,113 g/cm³. Die Dichte von Wasser beträgt 1,000 g/cm³. Das Mischen dieser Flüssigkeiten ergibt eine Zusammensetzung, deren Dichte zwischen diesen beiden Indikatoren liegt. Diese Abhängigkeit ist jedoch nichtlinear. Das heißt, wenn Sie Ethylenglykol mit Wasser im Verhältnis 50/50 mischen, entspricht die Dichte der resultierenden Mischung nicht dem Durchschnittswert zwischen den beiden Dichten dieser Flüssigkeiten. Dies liegt daran, dass sich die Größe und räumliche Struktur der Moleküle von Wasser und Ethylenglykol unterscheiden. Die Wassermoleküle sind etwas kleiner und nehmen Platz zwischen den Ethylenglykolmolekülen ein.
Für Frostschutzmittel A-40 beträgt die durchschnittliche Dichte bei Raumtemperatur etwa 1,072 g/cm³. Beim Frostschutzmittel A-65 liegt dieser Wert etwas höher, etwa 1,090 g/cm³. Es gibt Tabellen, in denen die Dichtewerte für Frostschutzmittel unterschiedlicher Konzentration je nach Temperatur aufgeführt sind.
In seiner reinen Form beginnt Ethylenglykol bei etwa -12 °C zu kristallisieren. Von 100 % bis etwa 67 % Ethylenglykol in der Mischung bewegt sich der Fließpunkt in Richtung eines Minimums und erreicht einen Höhepunkt bei -75 °C. Darüber hinaus beginnt mit zunehmendem Wasseranteil der Gefrierpunkt in Richtung positiver Werte anzusteigen. Dementsprechend nimmt auch die Dichte ab.
Die Abhängigkeit der Frostschutzmitteldichte von der Temperatur
Hier gilt eine einfache Regel: Mit sinkender Temperatur nimmt die Dichte des Frostschutzmittels zu. Werfen wir einen kurzen Blick auf das Beispiel des Frostschutzmittels A-60.
Bei Temperaturen nahe dem Gefrierpunkt (-60 °C) schwankt die Dichte um 1,140 g/cm³. Bei einer Erwärmung auf +120 °C nähert sich die Dichte des Frostschutzmittels der Marke von 1,010 g/cm³. Das ist fast wie reines Wasser.
Die sogenannte Prandtl-Zahl hängt auch von der Dichte des Frostschutzmittels ab. Sie bestimmt die Fähigkeit des Kühlmittels, Wärme von der Heizquelle abzuführen. Und je größer die Dichte, desto ausgeprägter ist diese Fähigkeit.
Wie prüft man die Dichte des Frostschutzmittels?
Zur Beurteilung der Dichte von Frostschutzmitteln sowie zur Überprüfung der Dichte anderer Flüssigkeiten wird ein Aräometer verwendet. Es empfiehlt sich die Verwendung eines Aräometers, das speziell zur Messung der Dichte von Frostschutzmitteln und Frostschutzmitteln entwickelt wurde. Der Messvorgang ist recht einfach.
- Ziehen Sie einen Teil der Testmischung in einen schmalen, tiefen Behälter, der ausreicht, um das Aräometer frei einzutauchen (die meisten Geräte sind mit einem Standard-Messkolben ausgestattet). Ermitteln Sie die Temperatur der Flüssigkeit. Am besten messen Sie bei Raumtemperatur. Dazu müssen Sie das Frostschutzmittel zunächst mindestens 2 Stunden im Raum stehen lassen, damit es Zimmertemperatur erreicht.
- Senken Sie das Hydrometer in einen Behälter mit Frostschutzmittel. Messen Sie die Dichte auf der Skala.
- Finden Sie Ihre Werte in der Tabelle mit der Abhängigkeit der Frostschutzmitteldichte von der Temperatur. Bei einer bestimmten Dichte und Umgebungstemperatur können zwei Verhältnisse von Wasser und Ethylenglykol vorliegen.
In 99 % der Fälle ist das richtige Verhältnis dasjenige, bei dem mehr Wasser vorhanden ist. Da es wirtschaftlich nicht machbar ist, Frostschutzmittel hauptsächlich auf Basis von Ethylenglykol herzustellen.
Die Technologie zur Messung der Frostschutzmitteldichte unterscheidet sich verfahrenstechnisch nicht. Es ist jedoch notwendig, die gewonnenen Daten im Hinblick auf die Beurteilung der Wirkstoffkonzentration für verschiedene Arten von Frostschutzmitteln auf unterschiedliche Weise anzuwenden. Dies liegt an der unterschiedlichen chemischen Zusammensetzung dieser Kühlmittel.
