Title
Eksperymentalna i predykcyjna analiza lepkości glikoli w zakresie temperatur 10–100 °C
Authors
Title variant
EN Experimental and Predictive Analysis of Glycol Viscosity in the Temperature Range 10–100 °C
Year of publication
2025
Chapter type
chapter in monograph / paper
Publication language
polish
Abstract
PL Celem pracy było wyznaczenie kompletnych charakterystyk reologicznych czystego glikolu etylenowego (EG, 99,9 %) i glikolu propylenowego (PG, ≥ 99,5 %) w zakresie temperatur 10-100 °C. Pomiary lepkości dynamicznej, lepkości kinematycznej oraz gęstości wykonano automatycznym wiskozymetrem Anton Paar SVM 3001, przy kontroli temperatury ±0,02 °C. Dla każdej temperatury przeprowadzono sześć niezależnych pomiarów, a niepewności pomiarów wyznaczono zgodnie z EA-4/02 M:2022. Uzyskane zależności lepkości od temperatury poddano liniowej regresji w przekształconym modelu Arrheniusa (ln η vs 1/T), otrzymując współczynniki determinacji R² > 0,99. Energia aktywacji przepływu wyniosła 24,3 kJ·mol⁻¹ dla EG i 21,5 kJ·mol⁻¹ dla PG, co potwierdziło większą wrażliwość EG na zmiany temperatury. Wyniki wykazują również na niemal liniowy spadek gęstości obu cieczy (≈ 6 % dla EG i ≈ 5 % dla PG) w badanym zakresie. Nowością jest jednoczesne, bezpośrednie porównanie obu glikoli w identycznych warunkach metrologicznych, co eliminuje błędy systematyczne typowe dla danych literaturowych. Opracowane równania regresyjne stanowią praktyczne narzędzie predykcyjne dla projektowania wymienników ciepła oraz doboru mediów w systemach HVAC, chłodniczych i farmaceutycznych, z uwzględnieniem zarówno kryteriów reologicznych, jak i toksykologicznych.
EN This study presents a comprehensive rheological characterisation of pure ethylene glycol (EG, 99.9 %) and propylene glycol (PG, ≥ 99.5 %) in the temperature range 10–100 °C. Dynamic viscosity, kinematic viscosity, and density were measured with an Anton Paar SVM 3001 automatic viscometer under temperature control of ±0.02 °C. Six independent measurements were made at each temperature, and measurement uncertainties were evaluated according to EA-4/02 M:2022. The viscosity–temperature relationships were fitted using the linear model of Arrhenius-type (ln η vs 1/T), yielding determination coefficients R² > 0.99. The activation energy of flow was 24.3 kJ mol⁻¹ for EG and 21.5 kJ mol⁻¹ for PG, indicating a higher temperature sensitivity of EG. Both fluids exhibited an almost linear density decrease in the investigated range (≈ 6 % for EG and ≈ 5 % for PG). The novelty of this work lies in the direct, side-by-side comparison of EG and PG obtained with a single, unified metrological procedure, thereby eliminating systematic discrepancies typical of literature data. The resulting regression equations provide a reliable predictive tool for the design of heat exchangers and for selecting working fluids in HVAC, refrigeration and pharmaceutical systems, considering both rheological performance and toxicological constraints.
Date of online publication
22.09.2025
Pages (from - to)
11 - 22
License type
CC BY-SA (attribution - share alike)
Open Access Mode
open repository
Open Access Text Version
final published version
Release date
22.09.2025
Full text of chapter
Access level to full text
public
Ministry points / chapter
20
System created by Poznań University of Technology
and Poznan Supercomputing and Networking Center
Log in through eKonto to add to SIS