Original title: Stárnutí teplonosných kapalin v termických solárních systémech a propan-1,3-diol jako nová možnost
Translated title: Degradation of Heat Transfer Fluids in Thermal Solar Systems and Propane-1,3-diol as a New Option
Authors: Mikšík, František ; Professor, Takahiko Miyazaki, (referee) ; Skolil, Jan (referee) ; Tocháček, Jiří (referee) ; Čáslavský, Josef (advisor)
Document type: Doctoral theses
Year: 2018
Language: eng
Publisher: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická
Abstract: [eng] [cze]
Stárnutí teplonosných kapalin na organické bázi je dlouhodobým problémem, který je znám od počátku jejich používání. První část této disertační práce je tak věnována případové studii funkčního experimentálního systému, který byl jako nový naplněn teplonosnou kapalinou na bázi propan-1,2-diol a pozorován po období 7 let. Pro analýzu stárnutí kapaliny v tomto systému byly sledovány základní provozní vlastnosti kapaliny jako jsou hustota, viskozita, teplota tuhnutí, pH a obsah kovů. Skrze tyto vlastnosti tak bylo sledováno stárnutí kapaliny nepřímo. Přímé sledování stárnutí bylo posléze provedeno analýzou degradačních produktů, jako jsou organické kyseliny a změny ve složení směsi pomocí izotachoforézy a hmotnostní spektrometrie. Pro srovnání byly taktéž analyzovány vybrané vzorky z několik dalších systémů plněných identickou kapalinou s prokazatelně pokročilou formou degradace. V druhé části práce jsou představeny základní fyzikálně-chemické vlastnosti směsí propan-1,3-diolu s vodou a jejich analytické hodnocení a matematické modelování pro universální použití jakožto nového základu pro nemrznoucí teplonosné kapaliny. Na základě dostupných informací je pak hodnocena použitelnost této směsi. Výhoda propan-1,3-diolu je spatřována především ve výrobě z obnovitelných zdrojů a v některých fyzikálních a chemických vlastnostech, které dle dosavadních poznatků předčívají doposud používané glykolové směsi. Degradation of heat transfer fluids on an organic basis is a long-standing problem known since the beginning of their use. The first part of this dissertation is devoted to a case study of a functional experimental system that was filled with a propan-1,2-diol based heat transfer fluid upon construction and had been observed for a period of 7 years. Analysis of the fluid aging in this system was conducted by following the basic operating characteristics of the fluid, such as density, viscosity, freezing temperature, pH and metals content. Through these properties, the aging of the fluid was tracked indirectly. Direct observation of the degradation process was then performed by analysis of degradation products such as organic acids formation and changes in the composition of the mixture by isotachophoresis and mass spectrometry. For comparison, selected samples from several other systems filled with identical liquid with an evidently advanced form of degradation were also analysed. The second part of this thesis presents the basic physicochemical properties of aqueous propane-1,3-diol mixtures and their analytical evaluation and mathematical modelling for universal use as a new basis for antifreeze heat transfer fluid. Based on available information, the usability of this mixture is assessed. The advantage of propane-1,3-diol is seen mainly in the renewable production and certain physical and chemical properties, which outweigh the glycols used up to now in several areas.
Keywords: 3-diol; Fyzikálně-chemické vlastnost; Teplonosná kapalina; Nemrznoucí kapalina; Degradace; Termický solární systém; Propan-1; 3-diol; Heat transfer fluid; Antifreeze; Degradation; Thermal solar system; Propane-1; Physicochemical properties

Institution: Brno University of Technology (web)
Document availability information: Fulltext is available in the Brno University of Technology Digital Library.
Original record: http://hdl.handle.net/11012/84166

Permalink: http://www.nusl.cz/ntk/nusl-385285


The record appears in these collections:
Universities and colleges > Public universities > Brno University of Technology
Academic theses (ETDs) > Doctoral theses