Как измерить плотность аккумулятора: Как проверить плотность аккумулятора

Как измерить плотность электролита в аккумуляторе

Содержание:

• Что такое плотность?
• Какой она должна быть?
• Подготовительная работа
• Техника безопасности при проверке
• Ареометр — это?
• Как использовать для проверки ареометр?
• Можно ли обойтись без прибора?
• Измерение самодельным устройством
• Проверка плотности в необслуживаемом акб
• Типичные неисправности
• Какой ареометр купить в РФ?
• Заключение

Если у автомобиля неисправный аккумулятор, то ездить на нем не рекомендуется. Профессиональные водители прекрасно понимают, какие проблемы за собой несет севшая акб. Чтобы избежать во время езды нештатных ситуаций, необходимо своевременно обслуживать аккумулятор. Для этого требуется знать, как измерить плотность электролита в аккумуляторе. Повышенные и пониженные показатели существенно уменьшают эффективность работы батареи.

Что такое плотность?

Свинцовые батареи включают в себя несколько элементов, одним из которых является электролит. Он представлен в виде серной кислоты, в составе которой присутствует дистиллированная вода. Воду добавляют в электролит из-за того, что концентрированная кислота имеет свойство растворять металлы. Разбавляют ее до такого состояния, чтобы состав не смог разрушить свинец. Плотность кислоты и воды разная — 1,84 г\\Мл и 1 г/мл соответственно.

Электролиз проходит сильнее, если плотность высокая, при этом разрушение свинца проходит еще быстрее. Для аккумуляторов, эксплуатируемых в разных условиях, должна быть своя плотность в диапазоне от 1,25 г/мл и выше. Также электролит можно купить и довести до требуемых значений.

В процессе эксплуатации акб и при постоянном недоразряде на пластинах формируется налет кислоты со свинцом. Иными словами происходит сульфация, которая негативно влияет на работоспособность батареи. Интенсивность электролиза становится низкой. При попытке подзарядить аккумулятор происходит кипение вещества.

Какой должна быть?

С точностью сказать, какой должна быть плотность акб нельзя, поскольку это значение зависит от климата. Если эксплуатация проходит в умеренном климате, то плотность электролита должна соответствовать 1,25-1,27. При работе в холодных регионах это значение должно быть выше на 0,01, а в жаркой местности — ниже на 0,01. Самой высокой должна быть плотность в аккумуляторе в регионах с экстремально низкими температурами (до – 50°С). Каждому автовладельцу стоит знать, что чем ниже плотность в заряженном акб, тем больше он проработает.

Как уже было выяснено, плотность электролита влияет на состояние батареи и на срок ее службы. Если автолюбитель имеет обслуживаемую акб, то он может замерить значение с помощью специального прибора. Но поднимать параметры своими руками не стоит, иначе есть риск испортить пластины.

К примеру, многие автолюбители доливают кислоту, не зная, что ее молекулы находятся и в растворе, и на пластинах. После процедуры зарядки молекулы открепляются и восполняют недостаток кислоты в веществе. Если произвести долив, то кислоты станет чрезмерно много, что приведет к разрушению пластин.

Подготовительная работа

Прежде чем произвести измерение плотности электролита в аккумуляторе самостоятельно, необходимо подготовиться.

Водителю нужно знать следующие нюансы работы:

 Для работы стоит использовать средства защиты.

 Перед измерением следует убедиться, что раствор присутствует. Если его мало, то доливают воду.

 Уровень плотности измеряют только после осмотра устройства со всех сторон.

 Клеммы стоит очистить от грязевого налета с помощью наждачки, щетки.

Иногда требуется произвести демонтаж акб, отключить клеммы и фиксирующие пластины. Перед выключением акб нужно также деактивировать электроприборы и систему зажигания. Чтобы в банки не попала грязь, аккумулятор очищают тряпкой.

Техника безопасности при проверке

Во время проверки плотности идет работа с кислотой. При несоблюдении техники безопасности водитель может получить кожные ожоги. Чтобы провести процедуру правильно, необходимо следовать рекомендациям:

 Работать в специальной одежде, которую не жалко выбросить.

 Замеры производятся только в резиновых перчатках.

 При приготовлении электролита возможно потребуются защитные очки.

 Помещение желательно чтобы было вентилируемое.

Делая замеры, водителю не стоит курить, поскольку кислота взрывоопасна из-за содержания водорода.

Ареометр — это?

Ареометр — прибор, работа которого основывается на законе Архимеда. Иными словами, это устройство помогает исследовать плотность электролита после погружения его в жидкость. Что касается плотности, то она представляет собой удельный вес кислоты и воды по отношению к общему объему.

Ареометр различается по видам, водителю потребуется автомобильный вариант. Его конструкция включает в себя трубку, резиновую грушу, пипетку и сам прибор. Пипетка прикреплена к трубке так, чтобы она доставала до пластин. Внутри трубки — ареометр, который также состоит из трубки, на конце которой находится груз. Другой конец трубки превращается в узкую палочку с измерительной шкалой на поверхности. Резиновая груша прикреплена с другого конца корпуса.

Как использовать для проверки ареометр?

Водители, которых интересует, как замерить плотность электролита в аккумуляторе, должны знать некоторые условия для создания правильных измерений. Перед процедурой нужно убедиться, что аккумулятор заряжен полностью, но после подзарядки замерять плотность запрещено. Значения прибора придется корректировать, отталкиваясь от t электролитической жидкости. Самыми правильными параметрами будут те, что были выполнены при t раствора в +27°С.

Инструкция по измерению плотности прибором:

 Для начала нужно собрать ареометр, то есть соединить корпус с пипеткой, туда же помещают денсимер и закрывают с обратного конца грушей.

 Плотность замеряют в каждой банке. Пипетку устанавливают внутрь и в ареометр набирают кислоту. Для получения информации не потребуется много жидкости.

 Показания прочитать можно, если взглянуть на шкалу прибора и место, где она пересекается с поверхностью жидкости.

Главное, разобраться, в каких измерениях на шкале отмечены значения. Бывают приборы с показаниями г/см3 и кг/см3.

Можно ли обойтись без прибора?

Если в наличии ареометра не оказалось, то проверку плотности осуществляют мультиметром. Сначала нужно собрать инструмент, подключив к корпусу провода с крокодилами. Тестер переключают на режим вольтметра, переводя переключатель на 20В. После этого прибор начнет демонстрировать значения ниже этого.

После этого кабеля присоединяют к выходам акб, то есть черный соединяют с отрицательной клеммой, а красный — с положительной. Далее нужно промониторить значения напряжения и сравнить информацию с «нормой». Заряженный аккумулятор покажет 12,7 вольт. Если значения ниже, то это говорит о том, что плотность ненормированная. В этой ситуации нужно дальнейшая диагностика акб или его замена.

Измерение самодельным устройством

Если у водителя нет ни ареометра, ни мультиметра, ему стоит соорудить прибор самостоятельно. Главной деталью устройства в обоих случаях является поплавок. Вместо емкости часто используют пробирку. Ее наполняют крупой или сыпучей смесью, а в качестве груза берут свинцовый кусок металла.

Емкость помещают в воду и отмечают «1» место, где возникнет уровень. Цифра означает, что жидкость обладает плотностью 1. Для дальнейшей «разметки» потребуется провести замеры с жидкостью более высокой плотности.

В результате, для проверки плотности электролита в аккумуляторе потребуется провести те же самые действия, что и со специальными приборами.

Проверка плотности в необслуживаемом акб

Необслуживаемый аккумулятор представляет собой батарею, у которой нет пробок для залива растворов. Получается, что автовладелец не имеет возможности заполучить доступ к банкам. Однако существует один способ, как проверить плотность электролита в аккумуляторе, не открывая банки.

Для начала водителю нужно открутить глазок индикатора жидкости, находящийся на крышке. Замер осуществляют через отверстие. Но полученные результаты будут соответствовать только одной банке. Из-за конструкции акб повысить плотность не получится никакими способами. Замеры в необслуживаемом аккумуляторе проводятся теми же самыми приборами.

Чаще всего повышение плотности осуществляют через ЗУ (зарядное устройство). Суть процедуры заключается в том, чтобы с помощью подачи минимального тока восстановить плотность электролитической жидкости. АКБ устанавливают на зарядку и ожидают до 3 суток. За это время излишки влаги выпарятся, увеличивая плотность.

Типичные неисправности

Прежде чем проверять значения плотности и повышать (понижать) ее, необходимо изучить типичные неисправности акб.

К ним относят:

 Осыпание. Иногда пластины осыпаются. Об этом свидетельствует присутствие на дне хлопьев или кусков свинца. Восстановить устройство не получится. Требуется замена.

 Низкая плотность жидкости. При обнаружении низких показателей, необходимо повысить их всеми доступными способами, а затем оценить состояние акб.

 Короткое замыкание. Если пластина внутри акб коснется дна, то батарея работать не будет. Обычно это происходит из-за большого количества осадка. Аккумулятор требует замены, поскольку выдать больше 10 вольт без нагрузки не сможет.

Всех этих проблем можно избежать, если правильно эксплуатировать батарею.

Какой ареометр купить в РФ?

Автомобильные ареометры также подразделяются на несколько видов по назначению. К примеру, с их помощью измеряют показатели антифриза. Рассмотрим, какие ареометры предназначены для определения плотности электролита.

 Jonnesway AR030001 — тайваньское изобретение с трехцветной шкалой. Прибор устойчив к агрессивной среде, герметичен и имеет небольшой вес. Отличается высокой стоимостью.

Heyner PREMIUM 925 010 — качественный прибор с пластиковым корпусом, определяющий плотность при минимальном количестве электролита.

 AUTOPROFI АКБ BAT/TST-118 — российская разработка с небольшим весом и простым управлением. На корпусе имеется цветная шкала. Разобраться в использовании сможет даже новичок. Долговечный прибор по мнению большинства пользователей.

 JTC 1041 — тайваньское бюджетное устройство, определяющее степень зарядки и плотность электролита.

 Вымпел АР-02 5002 — бюджетное российское изобретение. Его главным преимуществом является наличие стеклянной колбы. Способен проработать ни один десяток лет благодаря стеклу, которое не мутнеет.

Эксперты советуют покупать ареометры со стеклянной колбой, которая будет устойчива к органическим соединениям. Пластик также способен выдерживать агрессивную среду, но со временем он тускнеет. Для начинающих водителей понадобится прибор с цветной шкалой, для профессионалов — цифровая.

Заключение

Измерить плотность электролитической жидкости не так сложно, если использовать специальные инструменты. Во избежание получения ожогов, эксперты советуют надевать средства защиты, в том числе очки и перчатки. Если под рукой нет ареометра или мультиметра, то можно смастерить прибор самостоятельно. Однако для частых замеров лучше приобрести прибор отечественного или тайваньского производства. На рынке представлен широкий выбор моделей из разных ценовых категорий.

Выбрать инструктора:

• Автоинструктор Майя
• Автоинструктор Анатолий
• Автоинструктор Лариса
• Автоинструктор Светлана
• Автоинструктор Ася
• Автоинструктор Светлана
• Автоинструктор Светлана
• Автоинструктор Марина
• Автоинструктор Екатерина
• Автоинструктор Дмитрий

Отзывы:

Все отзывы

каким прибором измерить параметры аккумулятора в домашних условиях

В процессе эксплуатации автомобиля у владельца часто возникает вопрос: как определить емкость аккумуляторной батареи и мощность блока питания, как проверить плотность аккумулятора. Первое и основное обследование прибора осуществляется при комплектации автомобиля и в период продажи транспортного средства. При возникновении сбоев работы двигателя и других энергозависимых приборов авто проверить заряд батареи можно дома или в сервисном центре

Содержание

1. Этапы исследования электролита
2. Ареометр для проверки плотности
3. Оценка количества проводника
4. Важная информация для автолюбителя

Этапы исследования электролита

Существует несколько причин снижения заряда прибора. Проверке подлежат только обслуживаемые АКБ, наиболее частым поводом проведения мероприятия является:

1. Поездки по городу;
2. Пользование системой обогрева в холодное время года;
3. Сбои в работе генератора напряжения.

Возникновение любого из перечисленных признаков является показателем, чтобы мерить электролит для агрегата. Перед тем как проверить уровень электролита в аккумуляторной батарее, необходимо визуально оценить состояние прибора, проверить уровень электролита, измерить плотность и уровень напряжения батареи. Получить достоверные результаты поможет проверка АКБ с помощью клеммы нагрузочного тока.

Ареометр для проверки плотности

Проверка плотности аккумулятора ареометром осуществляется в несколько этапов. Прибор имеет простую конструкцию, позволяющую определить плотность жидкости по принципу закона Архимеда. По внешнему виду прибор напоминает герметично запаянную ампулу с нанесенной шкалой деления. Для калибровки ареометра используются дробь и ртуть. Прибор продается в наборе с резиновой «грушей» и стеклянной мерной колбой,

позволяющей мерить раствор без риска для приспособлений

При работе с электролитом необходимо соблюдать меры индивидуальной защиты, использовать резиновые перчатки и прорезиненый фартук. Инструкция, как проверить плотность АКБ предусматривает следующий порядок:

1. АКБ очищают от пыли и загрязнений;
2. Размещают агрегат на ровной поверхности;
3. Снимают с банок крышки;
4. «Грушей» набирают электролит и сливают в колбу;
5. Опускают ареометр в жидкость.

Важным условием проведения процедуры является обязательная полная зарядка аккумулятора перед проверкой плотности электролита. Владельцу автомобиля следует учесть, что процесс зарядки АКБ сопровождается выделением из банок химически активных вещество: водорода и кислорода, соединение которых может привести к взрыву. Избежать неприятной ситуации поможет принудительная вентиляция помещения. Время зарядки может длиться до 6 часов.

Оценка количества проводника

После завершения зарядки аккумулятор необходимо выдержать в покое не менее 6 часов. Условие является обязательным, так как после воздействия током плотность электролита остается повышенной, после «отдыха» раствор серной кислоты выдает более достоверные показатели.

Перед тем, как проверить электролит в аккумуляторе, необходимо взять пробу из банки аккумулятора в количестве, чтобы ареометр свободно плавал в жидкости.

В норме плотность электролита составляет от 1,24 кг/дм³ до 1,29 кг/дм³. Если полученный результат измерений ниже нормы, то поправить ситуацию может доливка свежего раствора. Методику выяснения, как правильно проверить плотность электролита в аккумуляторе, с последующими действиями необходимо повторить с каждой банкой АКБ с периодичностью 1 раз через каждые 3 месяца. По визуальной оценке жидкость должна быть прозрачной, обладать высокой степенью чистоты.

Неочищенная серная кислота может вызвать ускоренную самостоятельную зарядку аккумулятора. Обеспечить нормальный уровень электролита также поможет дистиллированная вода, повышенные показатели раствора снижает сроки службы аккумулятора.

На шкале ареометра полоски зеленого цвета показывают уровень допустимой плотности раствора. При цифровых значениях, отмеченных между верхним и нижним пределом жидкости, показатель считается нормальным, добавлять электролит не требуется.

Считывая показатели ареометра, необходимо помнить, что мерить концентрацию кислоты необходимо с поправкой на климатическую зону, так как существуют индивидуальные значения плотности.

Если плотность электролита падает до критического уровня, то никакие мероприятия, кроме как проверить плотность аккумулятора в домашних условиях с добавлением аккумуляторной кислоты, не помогут исправить ситуацию. Проверять электролит в аккумуляторе можно ранее описанным способом после добавления каждой порции кислоты. В случае, когда не удается получить нужный результат, то жидкость лучше всего просто заменить полностью.

Методика замены осуществляется после откачки раствора. Крышки банок и вентиляционные клапаны АКБ плотно закрываются, батарея укладывается на бок. В каждой банке делаются отверстия сверлом 3,5 мм, сливается остаток жидкости. Пустые банки тщательно промывают водой, проверяют на наличие осадка, отверстия запаиваются кислостойкой пластической массой, заливается свежий раствор с чуть большей плотностью, рекомендуемой для отдельно взятой климатической зоны.

Перед запуском прибора в работу рекомендуется еще раз померить концентрацию электролита.

Так же без острой необходимости не следует заменять электролит полностью. Если кислоту необходимо разбавить водой, то следует помнить, что плотность жидкостей отличается. По этой причине кислоту вливают в воду тонкой струей с постоянным размешиванием.

Обращение с источником питания должно быть максимально осторожным, нельзя АКБ переворачивать вверх дном из-за возможного возникновения в процессе эксплуатации короткого замыкания. Перед завинчиванием крышек на банках необходимо воспользоваться рекомендацией специалистов, как проверить плотность аккумулятора ареометром перед эксплуатацией агрегата.

Как правильно измерить плотность электролита аккумулятора? 2 способа проверки и 5 полезных советов

Автомобиль с плохим аккумулятором не является надёжным транспортным средством. Опытные водители знают, что такое «севший» аккумулятор, и к каким неприятностям это в итоге приводит. Чтобы не случалось неприятных сюрпризов в дороге, АКБ нужно правильно и вовремя обслуживать — в том числе знать и о том, как самостоятельно проверить плотность аккумулятора.

Содержание статьи

• Неисправности батареи
• Необходимость зарядного устройства
• Доливка жидкости
• Техника безопасности
• Вывод

Неисправности батареи

Большинству водителей знаком надрывный вой стартера или щёлканье, а то и вовсе тишина под капотом машины во время запуска двигателя. Этот неприятный момент связан со следующими неисправностями:

1. Неисправность электропроводки автомобиля. Возможно, где-то пропал контакт, чаще всего это объясняется частичным отсутствием «массы».
2. Неисправность втягивающего реле стартера.
3. Предельный износ втулок стартера.
4. Неисправность обмоток стартера.
5. Низкое напряжение в цепи из-за разряженного аккумулятора.

Последняя причина, как правило, наиболее вероятная. Самым логичным ходом станет проверка плотности электролита в аккумуляторе.

От чего она зависит:

1. От климатической зоны.
2. От времени года.

Для того чтобы правильно проверить плотность электролита в аккумуляторе, нужно знать её значение и иметь прибор, который называется ареометр.

Узнать правильную плотность просто — существуют специальные нормы. Средний их показатель составляет 1,24 — 1,29 кг/дм 3. Более точно:

• холодные регионы — 1,27 — 1, 29 г/дм 3, летом и зимой;
• средняя полоса — 1,25 — 1, 27 г/ дм 3;
• тёплые районы — 1,23 — 1, 25 г/ дм 3.

Следует не реже одного раза в три месяца производить проверку плотности аккумулятора. Даже небольшое отклонение от нормы требует немедленного дозаряда батареи.

За показателями нужно внимательно следить — для того, чтобы АКБ проработала как можно дольше и не подводила владельца в самый ответственный момент. Особенно она «не прощает» халатного к себе отношения в зимний период. Дело в том, что на морозе теряется её ёмкость, и порой даже один неудачный пуск двигателя ведёт к разрядке АКБ.

Имея простейший прибор, проверить плотность аккумулятора в домашних условиях не представляет особого труда.

Плотность — плотностью, но и за уровнем электролита надо следить не с меньшим вниманием, особенно летом, когда аккумулятор выкипает более интенсивно.

Очень много мнений относительно уровня электролита в батарее:

1. Одни считают, что достаточно покрыть сетки сепараторов этой жидкостью.
2. Другие полагают, что чем больше уровень электролита, тем лучше.
3. Третьи вообще не заглядывают под пробки аккумулятора — до того самого момента, когда перестаёт крутить стартер, что частенько вызывает у таких горе-владельцев неподдельное удивление.

Есть аккумуляторы, у которых имеется метка на корпусе, указывающая уровень электролита. Пользоваться ею не очень удобно, да и на точные показатели надеяться не приходится. Здесь поможет проверенный «дедовский» метод: стеклянная трубка с наружным диаметром 5 − 6 мм. На её корпус в нижней части следует нанести риски, указывающие правильный уровень электролита (согласно паспортным данным батареи). Трубка опускается в каждую банку поочерёдно, до упора в сетку сепаратора. Далее пальцем затыкается верхняя сторона трубки, и приспособление вынимается из банки, не отпуская пальца. Жидкость останется в трубке, и будет виден точный её уровень.

Если уровень низкий, следует понемногу наливать дистиллированную воду в банку, производя после каждой доливки контрольный замер. Если уровень слишком высок, что тоже не является правильным показателем, то с помощью ареометра лишняя жидкость откачивается. Этот способ является самым надёжным.

Необходимость зарядного устройства

Этот очень нужный прибор для содержания батареи в исправности, его необходимо иметь каждому автовладельцу. С помощью этого прибора можно всегда дозарядить АКБ, не прибегая к услугам СТО или местных «умельцев».

Имея правильный прибор с амперметром, водитель прекрасно сделает это сам. Порядок действий зарядки батареи:

1. Нужно подключить зарядное устройство к батарее.
2. Включить устройство.
3. Установить зарядный ток. Его величина должна соответствовать десяти процентам от ёмкости АКБ. Например: если ёмкость батареи составляет 60 а/ч, то ток должен быть 6 ампер, 63 — то 6, 3 а/ч.

Время зарядки напрямую зависит от степени разряда, который определяется проверкой плотности аккумулятора ареометром. На шкале обозначен процент разрядки. К примеру, батарея разряжена на 50% и имеет паспортную ёмкость 50 а/ч. Из этого следует, что надо дозарядить недостающие 25 а/ч. Если заряжать батарею током в два ампера, то на это понадобится двенадцать с половиной часов, а если показатель тока четыре ампера — шесть часов 15 мин. и т. д.

Принцип прост и понятен, если бы не одно «но»: каждая АКБ имеет свой неповторимый «норов», особенно когда она уже далеко не новая. Она берёт зарядку по-разному: быстрее или медленнее.

Доливка жидкости

Многие «светлые головы» горячо советуют в случае сильной разрядки батареи доливать в неё серную кислоту, что является недопустимым. Кислота не сразу смешается с оставшейся жидкостью, и для этого надо заряжать АКБ. Тем временем агрессивная жидкость будет интенсивно разъедать пластины, «съедая» заодно и активную массу — порошок, нанесённый на них.

Если же долить электролит, то последствия не будут такими плачевными, но такая жидкость также плохо повлияет на состояние аккумулятора.

Доливать рекомендуется только воду. Исключения представляют те случаи, когда нужно менять весь электролит, поскольку имеющийся в батарее уже не подлежит зарядке из-за крайне низкой плотности.

Если плотность чересчур велика, нужно откачать ареометром жидкость, а потом долить дистиллированную воду. Далее производить зарядку малым током, не забывая о периодическом контроле плотности электролита.

Если электролит подлежит замене, нужно приготовить новый. Для правильного приготовления в стеклянную или кислотостойкую пластиковую ёмкость вначале наливается дистиллированная вода, а потом, тонкой струёй, кислота.

Добавляя кислоту малыми порциями, нужно часто проверять плотность электролита, доведя её до нужной величины, в зависимости от региона проживания и сезона.

Техника безопасности

Во время работы с кислотой или проверки плотности аккумулятора нужно соблюдать осторожность:

1. Работать только в спецодежде, которую не жалко выбросить. Даже электролит, не говоря уже о концентрированной кислоте, легко приводит любую одежду и обувь в плачевное состояние.
2. Работать нужно в резиновых перчатках, чтобы предотвратить возможные химические ожоги. Даже измерять плотность аккумулятора не стоит без них.
3. Защитные очки тоже не помешают, особенно при приготовлении электролита, когда опасность попадания этой агрессивной жидкости в глаза особенно велика.
   Некоторые люди по неопытности льют воду в кислоту, а не наоборот, как это положено, и в результате может произойти её всплеск.
4. Перед зарядкой АКБ следует правильно подключить её к устройству, не путая полярность.
5. Не стоит забывать и об эффективной вентиляции. Если нет принудительной вытяжки, то вполне подойдёт хорошо проветриваемое помещение.

Во время подобных работ курить запрещается. Важно помнить о том, что кислота состоит из водорода, который взрывоопасен, и это особенно вероятно тогда, когда проводится обслуживание большого числа АКБ.

Заряжая батарею, нужно обязательно проверить чистоту вентиляционных отверстий в пробках всех банок, а ещё лучше — вывернуть их полностью.

Батарею нужно беречь от ударов.

Нельзя переворачивать АКБ вверх дном, особенно если батарея уже «в возрасте». Осыпавшаяся активная масса, доселе мирно покоившаяся на дне корпуса, замкнёт пластины. Прикрепляя аккумулятор к его штатному месту, следует помнить о том, что он не любит коротких замыканий, которые возникают вследствие неосторожной работы с ним.

Вывод

Проверка плотности электролита в аккумуляторе — залог долгой и надёжной эксплуатации батареи. Проводя регулярные измерения, водитель заботится не только о надёжности своего автомобиля, но и состоянии своего кошелька.

Как рассчитать плотность энергии

Что делает бензин и другие виды топлива такими мощными? Потенциал химических смесей, таких как топливо для автомобилей, обусловлен реакциями, которые эти материалы могут вызывать.

Вы можете измерить эту плотность энергии, используя простые формулы и уравнения, которые управляют этими химическими и физическими свойствами при использовании топлива. Уравнение плотности энергии позволяет измерить эту мощную энергию по отношению к самому топливу.

Формула плотности энергии

Формула для ​ плотности энергии ​ равна

E_d=\frac{E}{V}

для плотности энергии ​ E _{2 0 7 E 9010} ​900 энергия​ и объем ​ V ​. Вы также можете измерить удельную энергию E _s как E/M для массы вместо объема. Удельная энергия более тесно связана с доступной энергией, которую топливо использует для питания автомобилей, чем с плотностью энергии. Справочные таблицы показывают, что бензин, керосин и дизельное топливо имеют гораздо более высокую плотность энергии, чем уголь, метанол и древесина.

Несмотря на это, химики, физики и инженеры используют как плотность энергии, так и удельную энергию при проектировании автомобилей и тестировании материалов на физические свойства. Вы можете определить, сколько энергии выделит топливо, основываясь на сгорании этой плотно упакованной энергии. Это измеряется содержанием энергии.

Количество энергии на единицу массы или объема, выделяемое топливом при сгорании, представляет собой энергосодержание топлива. В то время как более плотно упакованные виды топлива имеют более высокие значения энергоемкости с точки зрения объема, топлива с более низкой плотностью обычно производят большее энергосодержание на единицу массы.

Единицы плотности энергии

Содержание энергии должно быть измерено для данного объема газа при определенной температуре и давлении. В Соединенных Штатах инженеры и ученые указывают содержание энергии в международных британских тепловых единицах (BtuIT), а в Канаде и Мексике содержание энергии указывается в джоулях (Дж).

Вы также можете использовать ​ калорий ​ для отчета о содержании энергии. Более стандартные методы расчета содержания энергии в науке и технике используют количество тепла, выделяемого при сжигании одного грамма этого материала, в джоулях на грамм (Дж/г).

Расчет содержания энергии

Используя эту единицу джоулей на грамм, вы можете рассчитать, сколько тепла выделяется при повышении температуры определенного вещества, если известна удельная теплоемкость ​ C _p ​этот материал. C _{p воды составляет 4,18 Дж/г°C. Вы используете уравнение для теплоты H ​ как}

H=\Delta T\times m\times C_p

, где ​ ∆T ​ представляет собой изменение температуры, а m представляет собой массу вещества в грамм.

Если вы экспериментально измерите начальную и конечную температуры химического материала, вы сможете определить тепло, выделяемое реакцией. Если бы вы нагрели колбу с горючим как контейнер и записали изменение температуры в пространстве непосредственно за контейнером, вы можете измерить отдаваемое тепло, используя это уравнение.

Бомбовый калориметр

При измерении температуры датчик температуры может непрерывно измерять температуру в течение времени. Это даст вам широкий диапазон температур, для которых вы можете использовать уравнение теплопроводности. Вы также должны искать места на графике, которые показывают линейная зависимость ​между температурой во времени, так как это показывает, что температура выделяется с постоянной скоростью. Это, вероятно, указывает на линейную зависимость между температурой и теплотой, которую использует уравнение теплопроводности.

Затем, если вы измерите, насколько изменилась масса топлива, вы сможете определить, как энергия была запасена в этом количестве массы топлива. В качестве альтернативы вы можете измерить, насколько велика разница в объеме для соответствующих единиц плотности энергии.

Этот метод, известный как метод бомбового калориметра , дает вам экспериментальный метод использования формулы плотности энергии для расчета этой плотности. Более совершенные методы могут учитывать потери тепла стенками самого контейнера или теплопроводность через материал контейнера.

Высшая теплотворная способность Энергосодержание

Вы также можете выразить энергосодержание как изменение высшей теплотворной способности (​ HHV ​). Это количество теплоты, выделяемое при комнатной температуре (25 °C) массой или объемом топлива после его сгорания и возвращения продуктов к комнатной температуре. Этот метод учитывает скрытую теплоту, энтальпийную теплоту, которая возникает при затвердевании и твердофазных превращениях, происходящих при охлаждении материала.

С помощью этого метода содержание энергии определяется более высокой теплотворной способностью при базовом объеме (​ HHV _b ​). В стандартных или базовых условиях расход энергии q _Hb равен произведению объемного расхода q _{vb и более высокой теплотворной способности при базовых объемных условиях в уравнении}

q_{Hb}=q_{vb}\times HHV_b

С помощью экспериментальных методов ученые и инженеры изучили HHV _b ​ _{для различных видов топлива, чтобы определить, как его можно определить в зависимости от других переменных, относящихся к эффективности использования топлива. Стандартные условия определяются как 10 °C (273,15 K или 32 oF) и 105 паскалей (1 бар).}

Эти эмпирические результаты показали, что HHV _b зависит от давления и температуры в базовых условиях, а также от состава топлива или газа. Напротив, низшая теплотворная способность ​ LHV ​ представляет собой то же измерение, но в точке, в которой вода в конечных продуктах сгорания остается в виде пара или пара.

Другое исследование показало, что можно рассчитать HHV по составу самого топлива. Это должно дать вам

HHV = 0,35X_C + 1,18X_H + 0,10X_S — 0,02X_N — 0,10X_O — 0,02X_{зола}

с каждым ​ X ​ в качестве дробной массы для углерода (C), водорода (H ), сера (S), азот (N), кислород (O) и остаточная зольность. Азот и кислород оказывают неблагоприятное воздействие на ​ HHV ​, поскольку они не способствуют выделению тепла, как это делают другие элементы и молекулы.

Плотность энергии биодизеля

Биодизельное топливо предлагает экологически безопасный метод производства топлива в качестве альтернативы другим, более вредным видам топлива. Они созданы из натуральных масел, экстрактов сои и водорослей. Этот возобновляемый источник топлива приводит к меньшему загрязнению окружающей среды, и они обычно смешиваются с нефтяным топливом (бензин и дизельное топливо). Это делает их идеальными кандидатами для изучения того, сколько энергии использует топливо с использованием таких величин, как плотность энергии и энергосодержание.

К сожалению, с точки зрения содержания энергии, биодизельное топливо содержит большое количество кислорода, поэтому оно дает более низкие значения энергии по отношению к своей массе (в единицах МДж/кг). Биодизельное топливо имеет примерно на 10 процентов более низкую массовую энергоемкость. Например, B100 имеет энергоемкость 119 550 БТЕ/галлон.

Еще одним способом измерения количества энергии, потребляемой топливом, является энергетический баланс, который для биодизеля составляет 4,56. Это означает, что биодизельное топливо производит 4,56 единицы энергии на каждую единицу ископаемой энергии, которую они используют. Другие виды топлива содержат больше энергии, например B20, смесь дизельного топлива с топливом из биомассы. Это топливо имеет около 99 процентов энергии одного галлона дизельного топлива или 109 процентов энергии одного галлона бензина.

Существуют альтернативные методы определения эффективности выделения тепла биомассой в целом. Ученые и инженеры, изучающие биомассу, используют метод калориметрической бомбы для измерения тепла, выделяемого при сгорании, которое передается либо воздуху, либо воде, окружающей контейнер. Исходя из этого, вы можете определить HHV для биомассы.

Как измерить удельный вес

Что такое удельный вес и как его проверить?

Удельный вес используется для проверки состояния заряда батареи, по сути, это отношение веса раствора к весу равного объема воды. Проверка удельного веса ячейки выполняется с помощью ареометра, лучшие из них автоматически компенсируют температуру. Поскольку отношение воды к серной кислоте внутри батареи изменяется в зависимости от активности, плотность электролита также изменяется, это то, что измеряет ареометр. Еще один тест, который следует выполнять вместе с тестами на удельный вес, — это проверка напряжения холостого хода вашей батареи. Вот шаги, которые Trojan Battery рекомендует для проведения тестов удельного веса своих аккумуляторов:

1. Испытание на удельный вес

(используется только для залитых аккумуляторов)
1. Не добавляйте воду в это время.
2. Наполните и опорожните ареометр 2–4 раза, прежде чем брать пробу.
3. В ареометре должно быть достаточно электролита пробы, чтобы полностью поддерживать поплавок.
4. Снимите показания, запишите их и верните электролит обратно в ячейку.
5. Чтобы проверить другую ячейку, повторите 3 шага выше.
6. Проверьте все элементы в аккумуляторе.
7. Установите на место вентиляционные крышки и вытрите пролитый электролит.
8. Скорректируйте показания до 80°F:
   1. Добавляйте 0,004 к показаниям на каждые 10° выше 80°F
   2. Вычтите 0,004 на каждые 10° ниже 80°F.
9. Сравните показания.
10. Проверьте уровень заряда по таблице ниже

Показания должны быть на уровне или выше заводской спецификации 1,277 +/- 0,007. Если какие-либо показания удельного веса регистрируются как низкие, выполните следующие действия.

1. Проверьте и запишите уровень(и) напряжения.
2. Полностью зарядите батареи.
3. Снова измерьте удельный вес.

Если какие-либо показания удельного веса по-прежнему регистрируются как низкие, выполните следующие действия.

1. Проверить уровень(и) напряжения.
2. Выполнить уравнительный заряд. Правильную процедуру см. в разделе «Выравнивание моих батарей».
3. Снова измерьте удельный вес.

Если какое-либо значение удельного веса по-прежнему ниже, чем заводская спецификация 1,277+/- 0,007, то может иметь место одно или несколько из следующих условий:

1. Батарея старая, срок службы подходит к концу.
2. Аккумулятор слишком долго находился в состоянии разрядки.
3. Электролит был потерян из-за утечки или перелива.
4. Развивается слабая или неисправная ячейка.
5. Батарея была чрезмерно залита водой перед тестированием.
Аккумуляторы в условиях 1-4 должны быть доставлены специалисту для дальнейшей оценки или изъяты из эксплуатации.

2. Проверка напряжения холостого хода

Для получения точных показаний напряжения аккумуляторы должны оставаться бездействующими (не заряжаться и не разряжаться) не менее 6 часов, а лучше 24 часа.

1. Отсоедините все нагрузки от аккумуляторов.
2. Измерьте напряжение с помощью вольтметра постоянного тока.
3. Проверьте уровень заряда по таблице 1.
4. Зарядите аккумулятор, если он заряжен от 0 до 70 %.

Если уровень заряда батареи ниже значений, указанных в Таблице 1, могут существовать следующие условия:

1. Аккумулятор слишком долго находился в разряженном состоянии.
2. Батарея неисправна.

Аккумуляторы в этих условиях должны быть доставлены специалисту для дальнейшей оценки или изъяты из эксплуатации.

ТАБЛИЦА 1. Состояние заряда в зависимости от удельного веса и напряжения холостого хода

Процент заряда	Удельный вес исправлен до 80°F	Напряжение холостого хода
		6В	8В	12 В	24 В	36В	48В
100	1,277	6,37	8,49	12,73	25,46	38,20	50,93
90	1,258	6,31	8,41	12,62	25,24	37,85	50,47
80	1,238	6,25	8,33	12,50	25. 00	37,49	49,99
70	1,217	6,19	8,25	12,37	24,74	37,12	49,49
60	1,195	6.12	8,16	12,24	24,48	36,72	48,96
50	1,172	6,05	8.07	12.10	24.20	36,31	48,41
40	1,148	5,98	7,97	11,96	23,92	35,87	47,83
30	1,124	5,91	7,88	11,81	23,63	35,44	47,26
20	1,098	5,83	7,77	11,66	23,32	34,97	46,63
10	1,073	5,75	7,67	11,51	23. 02	34,52	46.03

какой он должен быть в норме (зимой и летом)

Каждый, кто имел дело с аккумуляторными батареями знает, что их основными характеристиками являются номинальное напряжение и зарядная емкость. Но для поддержания работоспособности батареи не менее важным параметром является плотность батареи. Конечно, на самом деле речь идет о плотности электролита в аккумуляторе. Но часто используется именно это сленговое выражение. Контроль концентрации электролита так же необходим, как и регулярная зарядка источника тока.

На что влияет плотность электролита

В большинстве аккумуляторов используются свинцовые пластины, а рабочей средой является серная кислота, разбавленная водой. Насыщенность раствора, измеряемая в граммах/см3, является характеристикой, влияющей на способность аккумулятора накапливать заряд для последующего использования.

Конструкция свинцово-кислотного аккумулятора

Концентрация кислоты в растворе электролита и характеристики аккумулятора напрямую связаны.

• При низкой плотности снижается и способность источника тока накапливать зарядную емкость, обеспечивающую его работоспособность. При малой плотности аккумулятор быстрее разряжается и не выдает установленный максимальный ток.
• Если значение этого параметра упадет ниже определенного значения, то в мороз вода в электролите может замерзнуть, и аккумулятор полностью выйдет из строя.
• Но при высокой плотности резко ускоряется процесс сульфатации свинцовых пластин. Это означает, что при слабом заряде аккумуляторов на них образуется сульфат свинца, который уже не преобразуется при повторном заряде в свинец. Это также приводит к снижению способности накапливать необходимый заряд, а со временем — к полному выходу из строя аккумулятора.

Поэтому важно поддерживать значение этого параметра в соответствии с установленными и проверенными стандартами. Значительное снижение или превышение нормативных значений не способствует продуктивной работе аккумулятора.

Холод, при котором содержимое батареи может замерзнуть, показаны на рисунке.

Температура замерзания водного раствора кислоты в зависимости от его плотности

Нормативные электролитические показатели плотности

Наверняка многим автомобилистам, знакомым с проблемами сохранения работоспособности аккумуляторов, известна цифра 1,27 г/см3. Такой считается оптимальная плотность, при которой кислотные аккумуляторы способны максимально раскрыть свои возможности.

Но это значение верно не для всех. типы аккумуляторов и их рабочие назначения. Кроме того, оптимальная плотность варьируется для разных температур, при которых аккумулятору приходится работать. Поэтому оптимальные значения зимой и летом будут несколько отличаться.

Назначение свинцово-кислотных аккумуляторов

• Стартерные аккумуляторы предназначены для обеспечения максимально возможного тока при запуске различных двигателей. Это, в первую очередь, автомобильные аккумуляторы. Стандартное значение плотности для них составляет 1,26 – 1,28 г/см3.
• Тяговые батареи должны обеспечивать работу электродвигателей постоянного тока в течение длительного времени. Одно из их применений – электромобили и другие электродвижущие средства. Наилучшее значение плотности электролита для этих аккумуляторов также находится в пределах 1,26 – 1,28 г/см3.
• Стационарные батареи применяются для питания любых электрических цепей и устройств. Обычно располагаются в одном месте в помещении. Для них рекомендуется пониженное значение 1,22 — 1,24 г/см3.

Зависит от температуры

Изменяется температура окружающей среды — меняются и значения плотности водного раствора кислоты. При повышении температуры способность аккумулятора накапливать заряд увеличивается примерно на 1% с каждым градусом. С понижением температуры, конечно, эта способность снижается. Поэтому в холодную погоду рекомендуется держать аккумулятор на высоких значениях плотности, а в жару снижать эти показатели.

Работа батареи при различных температурах в зависимости от плотности

Конечно никто не будет заниматься сменой погоды при каждом скачке. Непосредственно перед наступлением холодов полезно немного увеличить плотность батареи, а перед летним сезоном — понизить. Кроме того, существуют нормы оптимальной плотности для районов с разным климатом. Предполагается, что эти нормативные значения будут соблюдаться круглый год, за редким исключением. Для разных регионов считается нормальным:

• В холодном климате 1,27 — 1,30 г/см3
• В средней полосе 1,25 — 1,28 г/см3
• В теплых помещениях 1,22 — 1,25 г/см3

Более подробно эти характеристики указаны в таблице.

Стандартные значения плотности электролита аккумулятора для различных температурных условий

Как проверить плотность электролита в кислотном аккумуляторе

Для проверки этой характеристики доступны простые измерители, называемые автомобильными ареометрами или денсиметрами. Их работа основана на применении закона Архимеда, то есть способности груза погружаться на разную глубину в зависимости от плотности жидкости. Конструктивно ареометр содержит:

• Стеклянная или пластиковая колба.
• Стеклянный поплавок с грузом и маркировкой на нем, соответствующей измеренным значениям.
• На одну сторону колбы надевается резиновая груша, предназначенная для забора электролита в колбу.
• С противоположной стороны находится резиновый патрубок, через который берется жидкость из заливного отверстия аккумулятора.

Измеряемое значение определяется той чертой на поплавке, до которой доходит жидкость, собранная в ареометре.

Однопоплавковый автомобильный ареометр

Существуют более простые ареометры, в которых есть несколько небольших стержневых грузов с разным весом для каждого. На каждую гирю (или на колбу напротив нее) наносится соответствующее значение плотности. Результат измерения определяется максимальным значением всплывающих грузов. Такой ареометр дешевле, но не обладает достаточной точностью.

Многопоплавковый автомобильный ареометр

Само измерение ареометра осуществляется следующим образом:

• Носик ареометра вставляется в аккумулятор через заливное отверстие. Есть аппараты не с резиновым, а с пластиковым носиком. При этом погружать его в электролит нужно осторожно, чтобы не повредить свинцовые пластины.
• При помощи груши электролит набирается в колбу. Для ареометров с одним поплавком необходимо контролировать количество собираемой жидкости. Его должно быть достаточно, чтобы поплавок свободно плавал внутри колбы. Но и много жидкости пить тоже нельзя. Тогда поплавок может упираться в верхний край колбы. Показания ареометра в этом случае будут недостоверными.
• Набрав жидкость, смотрим — наоборот, какие риски на поплавке — это ее уровень. Цифры рядом с риском будут обозначать значение плотности.
  Для ареометров с несколькими поплавками значение плотности определяется по поплавкам. Плавающая гиря с максимальным числом просто показывает результат измерения.

Показания с помощью ареометра

Для аккумуляторных батарей из нескольких ячеек поверка проводится отдельно в каждой банке.

Обычная цена деления в аккумуляторных ареометрах 0,01 г/см3. Но доступны ареометры и с более точной шкалой.

После завершения измерений необходимо тщательно промыть ареометр дистиллированной водой.

Условия, при которых следует проводить измерения

Перед началом измерений концентрации электролита необходимо придерживаться простых правил. А в некоторых случаях придется корректировать показания ареометра в зависимости от условий, при которых они были получены.

Самое необходимое условие — поддержание необходимого уровня жидкости в самом аккумуляторе. Плотность будет измерена правильно, но для безопасной работы аккумулятора необходимо будет довести уровень до нормы. А это приведет к изменению плотности.

Уровень заряда аккумулятора

Плотность электролита изменяется при зарядке/разрядке аккумулятора. При разряде уменьшается, при заряде увеличивается. В зависимости от степени разрядки аккумулятора значения изменяются следующим образом.

Зависимость показаний ареометра от степени заряженности аккумулятора

Точно определить уровень разрядки вряд ли возможно. Поэтому нужно сначала полностью зарядить аккумулятор, подождать несколько часов и только потом проводить измерения.

Если производились какие-либо действия с водно-кислотным раствором — добавлением дистиллированной воды или самой кислоты, то не следует измерять плотность сразу после них. Необходимо дождаться, пока добавленная жидкость полностью перемешается в аккумуляторе.

Температура при измерениях

Калибровка эталонных ареометров ориентируется на температуру +25°С. Для получения наиболее точных показаний измерения плотности электролита следует проводить при одной и той же температуре. Зимой проверяемый аккумулятор следует занести в теплое место и дать ему нагреться до нужной температуры.