Bilindiği gibi suyun üç hali var. Sıvı, gaz ve donmuş hali. Ortam yada sıvının içinde bulunduğu basınç, sıcaklık ve safsızlık oranı bu fazlar arasında suyun hal değiştirmesine neden olur. 10 bar basınç altında 145oC ta buharlaşan su 760 mm Hg basınçta 100oC ta buharlaşır. Aynı su 0OC ın altında da kristaller oluşturarak donar.
Bu hallerden gaz haline buhar, don haline de buz adı verilir
Söz konusu haller arasında görünüşün dışında hacmende değişiklikler meydana gelir. Buhar haline ya da buz haline geçen suda hacim artışı görülür.
Bilindiği gibi suyu buhar haline çevirmek için dışarıdan bir ısı kaynağına ihtiyaç olmasına rağmen buz haline geçmek için ortamın sıcaklığının yeteri kadar düşmesi yeterlidir. Büyük kısmında karasal iklimin hüküm sürdüğü ülkemizde kış şartlarında suyun donması için uygun sıcaklık şartları kendiliğinden olmaktadır.
Su herhangi bir kapalı “endüstriyel veya konforal” devrede sıcaklığın 0oC ın altına düştüğü hallerde gerekli önlemler alınmaz ise donar ve hacmen artar. Bu hacim artışı da sistemlerde patlaklar, yırtıklar veya çeşitli teknolojik aletlerde geri dönülmez hasarlar meydana getirir.
Buzun oluşmasında önemli 2 şart vardır.
Sıcaklık
Safsızlık
Yukarıda bahsedilen sistemleri donmaya karşı korurken bu iki yoldan da yararlanılabilir.
Donmanın gerçekleşmesi için ortam sıcaklığının 0OC derecenin altına düşüp sitemde ki enerjinin sistem dışına ısı olarak transferi ile başlayan süreç su sıcaklığının da 0OC ın altına düşmesi ile su kristallenmeye başlar. Burada suyun sıcaklığı sürekli 0OC ın üzerinde tutan bir ısıtıcı kaynak ve sirkülasyonun sağlanması ile donmanın gerçekleşmeyeceği aşikardır. Burada harcanacak enerji ve bunun için yapılacak ısıtıcı sistem yatırımı bu sistemin karar noktasıdır.
Donma noktası suyun içindeki safsızlıklara da bağlıdır. İçinde bulunan kimyasala ve konsantrasyonuna bağlı olarak donmanın gerçekleştiği sıcaklıklarda değişir. Buradan hareketle kapalı sistemde bulunan su içine kimyasal ilavesi ile donma önlenebilir.
Örneğin % 10 luk tuzlusu çözelltisi –6OC ta donarken %20 lik tuzlusu çözeltisi ise -16OC ta donar.
Örneğin mono etilen glikolde ise
% 90 Su + % 10 Glikol Karışımı Durumunda -3 °C
% 80 Su + % 20 Glikol Karışımı Durumunda -8 °C
% 70 Su + % 30 Glikol Karışımı Durumunda -16 °C
% 60 Su + % 40 Glikol Karışımı Durumunda -25 °C
% 50 Su + % 50 Glikol Karışımı Durumunda -37 °C
Tablosu ile karşılaşırız.
Yukarıdaki tuz yani NaCl pratikte kullanılamaz burada safsızlıkların donma üzerine etkilerine örnek olarak verilmiştir. genel olarak monoetilenglikol (MEG) ve polyetilenglikol (PEG) korozyon önleyicilerle beraber kullanılır.
Bu ilişkilerden hareketle sistemlerinizi uygun seçimlerle donmadan koruyabilirsiniz.
Deser Kimya endüstriyel ve konforal sitemlerde donmanın önlenmesi için kullanılabilecek yöntemlerde size yardımcı olmaya hazırdır. Projelendirme ve uygulama lütfen bizi arayınız ."Türkay(Kasım 2017)"
