水箱精混合比例(更新 沸點/比熱/熱容量 圖表)

水 vs 水箱精 -> 比熱大 vs 比熱小

我們假設 水的比熱是1, 水箱精的比熱是 0.33  (以上數值是為了方便計算設定的,不代表真實數據),假設引擎導熱給水的效率相同,水冷排散熱的效率相同
調配混合劑如下:
混合劑A　水:水箱精=3:1 (25%) ,比熱就變成 1 *0.75+0.33*0.25=  0.8325
混合劑B　水:水箱精=1:1 (50%) ,比熱就變成 1 *0.5 + 0.33*0.5=  0.655

以DINK 水箱 1L 計算.
當引擎導熱給水5000Cal 的時候
A: 5000cal/1000cc / 0.8325比熱 = 6.006 度
B: 5000cal/1000cc / 0.655比熱 = 7.63 度

散熱的狀況則是差不多,就不再詳列.

我們可以看到,水箱精混的越多溫度越容易爬高.
但是對散熱這件事情來說, 結果一樣,
因為同溫度下,引擎傳導給水冷水,或是水冷排把熱散掉的功率是相同的.

也就是說,散熱的能力其實取決於水冷排以及水冷系統的能力,而與水箱水無關.
當你的車子使用稀薄水箱精的時候並不會有水溫提升到沸點的狀況,
則使用較稀薄配置則可以有效降低水冷系統溫度.
如果你的車子會有溫度提升到沸點的狀況,則使用較高比例的水箱精可以有效提升沸點
避免氣泡產生.
同時也可以得到額外的好處: 當水冷排的溫度較高的時候, 其熱交換效率會較溫度低的時候高.

話說回來,溫度則又不是越低越好.
引擎喜歡的溫度不是越低越好,而是要在工作溫度上面.以水冷車來說,大約是在水溫表中線附近
是車廠設定的最佳工作溫度.(這也是為什麼水冷車要裝置水龜的原因)

個人認為,依照車種以及當時的氣候,調配出最佳水箱精比例才是正確的.
並不是濃就好, 稀就不好, 或是相反.

晚上太閒, 又算了一些東西.

經查證,
乙二醇的物理特性為:
沸點:197.6
比熱:0.57

固依照以下公式算出水箱精混合後沸點以及總熱容量
水 z cc, 水箱精 100-z cc , 共100cc

令沸點=y
y= z x 0.01 x 100 + (100-z) x 0.01 x 197.6

令總熱容量=y
y= z x 0.01 x 1 + (100-z) x 0.01 x 0.57

依照這個公式, 算出最下方的圖表.


其中,最高最低值如下
最高沸點 197.6度 -> 100% 水箱精
最低沸點 100 度 -> 0% 水箱精
最大最小差異值: 97.6%

最大熱容量 11775.852 Cal -> 65% 水箱精 , 沸點= 163.44 度
最小熱容量 10000 Cal -> 0% 水箱精 , 沸點= 100 度
最大最小差異值: 17%

由圖表可以看到可以見到,其實水箱總熱容量的差異不算大,
每100cc 的水從0爬升到沸點大約都有個10000卡到11700左右. 17%
但是沸點差異就很大了, 100比上163.44度. 差了 63%

如果, 您需要追求最大熱容量, 那麼建議您可以提高水箱精混合比例使其接近65%,
但是要特別注意如果是重負荷的車輛(猛拉高轉),請考量水冷系統是否可以負荷水溫如此高的狀況.

一般騎乘的車主, 建議您儘量降低水箱精比例,
一來可以降低沸點,同樣的引擎發熱量下可以使水箱溫度更低.
二來可以減緩水箱溫度變化, 使引擎保持在工作溫度.
但是記得多少還是要混合一點進去,畢竟還有清潔以及防鏽的工作要做.

P.S.本表不考慮結冰狀態,寒帶地區的朋友切勿使用.
P.S.2.本表參考的水箱精是乙二醇, 其他油性類水箱精不在本表討論範圍.

[ 本文最後由 jimabc 於 2007-4-1 22:00 編輯 ]

ylchao2 發表於: 星期五 八月 18, 2006 1:20 am

從起毛知識+找了一下比熱跟散熱的問題

在同樣的實驗狀態下
比熱大的溫度比較難上升、下降
比熱小的溫度容易上升、下降

但是能量守恆，所以那些因為一些外在因素散掉的能量不看
比熱大的溫度上升較少，比熱小的溫度上升較高

但是對溶液來說總能量是相同的
但是容易的溫度就不相同


所以...在相同溫度的情況下，比熱大的液體內所含的能量
比比熱小的大


那如果今天套用在引擎上，引擎是需要快速的上升到工作溫度的
所以有了水龜這種東西的發明

但是引擎溫度太高又對引擎壽命有影響，所以有了風扇的發明


所以綜合以上來說，我覺得最好的冷卻水混合比應該是
盡量濃，以利引擎快速達到/維持工作溫度，但是又不能
過濃，因為過濃散熱風扇又會一直轉，增加能量消耗以及
減短風扇壽命


其實要看自己的使用情況啦....
如果在夏天喜歡油門一拜+猛煞車的車友應該要用濃一點的
因為在同樣的能量消散下，比熱小溫度下降比較快

定速巡航的話就可以稀一點，因為引擎負荷不大，產生的熱量
比較少，需要有穩定的溫度，用太濃反而引擎溫度降太快


又前面有車友提到室溫對散熱影響....
在夏天引擎容易上升到工作溫度，但是溫度的下降相對較差
這時候其實濃跟稀的水箱精都有好處在

濃的話水溫容易衝到中線，但是相對的溫度下降快，不過重點我
想應該是衝到中線的時間短，因為很容易因為等個紅燈風扇就轉

稀的話水溫上升慢，溫度下降也慢，以溫度來說的話提供了比較
大的能量緩衝區。有可能因為停紅燈水溫拉高，但是上升速度
不會太快，在水箱風扇運轉之前就開始騎乘把水溫散掉了

所以一般人會把冷卻水配稀一點，因為在停紅燈的時候比較
不會衝中線，而且當水溫上升都很快，散去能量又相同的時候
多一點緩衝對風扇總是好的@@

不過有一種例外...
在台北市超級大塞車，平均走1分鐘停個2分鐘那種
還是建議配稀的水箱精，因為溫度都會拉高，濃的
比較容易下降溫度


冬天就反過來啦~ 雖然冬天溫度容易下降，但是總比
溫度沒上升到工作溫度就把能量散掉的稀水箱精來的好吧


終於了解上次去買水箱精看到的廣告招牌到底是怎麼回事了....
競技用渦輪車專用水箱精，預混比例77% = ="



用過兩種比例的水箱精，一種是光陽原廠的綠色水箱精
濃度不太高，至少沒有高過50%

一種是3M紅色水箱精....看起來像葡萄汁XD 比例50%

冬天3M好用，溫度上升慢水溫也穩定
夏天常常拉中線但是降溫很快，從大度路頭
到尾表80在跑，水溫可以從一半拉回1/4

冬天原廠水溫拉不到第2格....夏天倒也不是挺好用的
雖然溫度拉很慢，不過也常常拉= =，平均一趟路下來
風扇轉了3~4次(3M 50%大約是5~6次)


3M水箱水重配，預估25%
夏天水溫大約1/4~1/2之間來會跑，通常都在1/4上面一點點
下午3點騎回家風扇只轉一次

路程:聖約翰科大經=>捷運內湖施工路段


大概就是這樣吧.....
看個人騎車路況來決定吧~

michaellai 發表於: 星期一 八月 21, 2006 10:11 am

nannan 寫到:

純濃度的水箱水，有沒有缺點?

優點: 速度上下變化快,引擎容易達到工作溫度,沸點有效提高,某一程度上有可能可以提升水箱總熱容量.

缺點: 水箱溫度較高,塞車時有可能過熱,此外水冷系統維持高溫度可能使橡皮管水封等組件加速老化.

阿用比較淡的就是反過來,優點變缺點,缺點變優點.
個人建議維持低溫水箱啦, 再視天氣狀況稍微改變一下水箱精的濃度.
畢竟不是在賽車,而且碰到塞車的時候高溫水箱是很痛苦的~

原文章由 jimabc 於 2007-2-13 21:19 發表
ylchao2

發表於: 星期五 八月 18, 2006 1:20 am
從起毛知識+找了一下比熱跟散熱的問題

在同樣的實驗狀態下
比熱大的溫度比較難上升、下降
比熱小的溫度容易上升、下降

但是能量守恆，所以那些因為一些外在因素散掉的能量不看
比熱大的溫度上升較少，比熱小的溫度上升較高

但是對溶液來說總能量是相同的
但是容易的溫度就不相同


所以...在相同溫度的情況下，比熱大的液體內所含的能量
比比熱小的大


那如果今天套用在引擎上，引擎是需要快速的上升到工作溫度的
所以有了水龜這種東西的發明

但是引擎溫度太高又對引擎壽命有影響，所以有了風扇的發明



所以綜合以上來說，我覺得最好的冷卻水混合比應該是
盡量濃，以利引擎快速達到/維持工作溫度，但是又不能
過濃，因為過濃散熱風扇又會一直轉，增加能量消耗以及
減短風扇壽命


其實要看自己的使用情況啦....
如果在夏天喜歡油門一拜+猛煞車的車友應該要用濃一點的
因為在同樣的能量消散下，比熱小溫度下降比較快

定速巡航的話就可以稀一點，因為引擎負荷不大，產生的熱量
比較少，需要有穩定的溫度，用太濃反而引擎溫度降太快


又前面有車友提到室溫對散熱影響....
在夏天引擎容易上升到工作溫度，但是溫度的下降相對較差
這時候其實濃跟稀的水箱精都有好處在

濃的話水溫容易衝到中線，但是相對的溫度下降快，不過重點我
想應該是衝到中線的時間短，因為很容易因為等個紅燈風扇就轉

稀的話水溫上升慢，溫度下降也慢，以溫度來說的話提供了比較
大的能量緩衝區。有可能因為停紅燈水溫拉高，但是上升速度
不會太快，在水箱風扇運轉之前就開始騎乘把水溫散掉了

所以一般人會把冷卻水配稀一點，因為在停紅燈的時候比較
不會衝中線，而且當水溫上升都很快，散去能量又相同的時候
多一點緩衝對風扇總是好的@@

不過有一種例外...
在台北市超級大塞車，平均走1分鐘停個2分鐘那種
還是建議配稀的水箱精，因為溫度都會拉高，濃的
比較容易下降溫度


冬天就反過來啦~ 雖然冬天溫度容易下降，但是總比
溫度沒上升到工作溫度就把能量散掉的稀水箱精來的好吧


終於了解上次去買水箱精看到的廣告招牌到底是怎麼回事了....
競技用渦輪車專用水箱精，預混比例77% = ="



用過兩種比例的水箱精，一種是光陽原廠的綠色水箱精
濃度不太高，至少沒有高過50%

一種是3M紅色水箱精....看起來像葡萄汁XD 比例50%

冬天3M好用，溫度上升慢水溫也穩定
夏天常常拉中線但是降溫很快，從大度路頭
到尾表80在跑，水溫可以從一半拉回1/4

冬天原廠水溫拉不到第2格....夏天倒也不是挺好用的
雖然溫度拉很慢，不過也常常拉= =，平均一趟路下來
風扇轉了3~4次(3M 50%大約是5~6次)


3M水箱水重配，預估25%
夏天水溫大約1/4~1/2之間來會跑，通常都在1/4上面一點點
下午3點騎回家風扇只轉一次

路程:聖約翰科大經=>捷運內湖施工路段


大概就是這樣吧.....
看個人騎車路況來決定吧~

所以結論:夏天用較濃的水箱精  冬天用較稀的水箱精?

[ 本文章最後由 s9060310 於 2010-8-18 18:24 編輯 ]

那請問改水温感應器約六十幾度是不是也有好處
至少不用等到引擎温度高時才送風
加大風扇也有好處
也有車友改個開關隨時可開啟風扇送風
不過油冷怪在台南騎到現在 , 在市區騎風扇也沒轉過
温度也沒那麼高過 , 有在家裡試過中柱立起來
發動快十分鐘 , 風扇終於轉動了
之前在榮立看過車友的海阿發動摧油到排氣管頭段發紅
那温度真是高

[ 本文章最後由 CH150 於 2010-8-29 14:41 編輯 ]

讚~講的真仔細099.gif

哇! 好專業學術講解,感謝分享喔,版大

本文算是經典！結論簡單，就是水箱精混愈濃、比熱愈小、溫度容易提升(散熱也快)；水箱精混愈稀、比熱愈大、溫度不易提升(散熱也慢)。如果說可否使用100%濃度的水箱精？答案是可以，但是要注意有溫度過高的問題，至於防鏽與潤滑水泵功能，是無庸置疑的！

peichen 發表於 2014-9-11 16:38
本文算是經典！結論簡單，就是水箱精混愈濃、比熱愈小、溫度容易提升(散熱也快)；水箱精混愈稀、比熱愈大、 ...

然後100%的乙二醇就把水道給腐蝕掉了

沒錯... 有腐蝕性你沒看錯....

濃度不是越高越好的原因在於

高濃度的乙二醇 對水道來說具有腐蝕性.........

濃度太低 水道又會生鏽

所以比例 很重要 也是所有人一再強調的 ......

jimmy2552 發表於 2014-9-12 08:12
然後100%的乙二醇就把水道給腐蝕掉了

沒錯... 有腐蝕性你沒看錯....

您真的誤會了~~~
乙二醇只有在酸化之後才具有腐蝕性。在常溫下不會引起材質的明顯腐蝕(這也是要定期更換水箱液的原因)，因為溫度升高，乙二醇被氧化，使酸度增高，生成多種腐蝕性物質。所以，水箱精中多已添加緩蝕劑或防鏽劑。除非您使用化工行買來的100%純乙二醇直接加到水箱中，才會腐蝕水道。換句話說，如果是市售的水箱液具有腐蝕性，那不倒閉才怪!!!至於添加蒸餾水，純粹是比熱與流動性考量，添加100%純水箱精是絕對不會腐蝕水道的。另外，煞車油(brake fluid)的主要成分也是聚乙二醇基，如果會腐蝕材料，煞車油管(無論橡膠或金屬)不被腐蝕殆盡了嗎？最後，台灣人可愛就在這裡，我曾聽到一個朋友的對話...
某人：「聽說水箱精會腐蝕水道？」，答曰：「對喔！那就加水就好了啊！」
在修車廠時常看到一大堆車子的水箱水都是黃褐色的繡水，師父問：「為什麼不加水箱精？」答曰：「聽說水箱精會腐蝕水道？」，師傅：「...」
99.99%的爆水箱案例都是無添加水箱精或太久沒換水箱水的。至於加太多或太濃水箱精導致爆水管的，前所未聞。
p.s.發文前請先用功吧
資料來源:台灣wiki
補充資料(維基百科)：Pure ethylene glycol has a specific heat capacity about one half that of water(純乙二醇熱容量只有水的一半). So, while providing freeze protection and an increased boiling point, ethylene glycol lowers the specific heat capacity of water mixtures relative to pure water(乙二醇在提高沸點與抗凍的同時也降低了熱容量). A 50/50 mix by mass has a specific heat capacity of about 3140 J/kg C (0.75 BTU/lb F) three quarters that of pure water, thus requiring increased flow rates in same system comparisons with water.(採取50/50一半混合液只有純水3/4的熱容量,所以要增加冷卻液的流動率來強化冷卻效率) Additionally, the increase in boiling point over pure water inhibits nucleate boiling on heat transfer surfaces thus reducing heat transfer efficiency in some cases, such as gasoline engine cylinder walls. (除此之外，增加沸騰點能避免因熱傳導效率較差使汽油引擎汽缸壁發生核心沸騰-nucleate boiling狀況)Therefore, pure ethylene glycol should not be used as an engine coolant in most cases.(因此純的乙二醇應該不要使用在引擎上)--->可見100%純度的乙二醇是因為流動率較差(防止發生核心沸騰的問題)，而不被建議使用在引擎上，無關乎腐蝕性的。