Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 [ 4 ] 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17

Определение кинематической вязкости в капиллярном вискозиметре основано на том, что вязкость жидкости прямо пропорциональна времени истечения ее через капилляр, обеспечивающий ламинар-ность потока.

Вискозиметр Пинкевича состоит из сообщающихся трубок различающихся диаметром. Для каждого вискозиметра указывается его постоянная С, представляющая собой отношение вязкости калибровочной жидкости V 20 при 20 °С ко времени протекания т 20 этой жидкости под действием собственной массы также при 20 °С из объема 2 от метки а до метки б через капилляр 3 в расширение 4 (рис. 5).

Рис. 5 Капиллярный вискозиметр Пинкевича:

1, 2, 4 - расширение; 3 - капилляр

Вязкость нефтепродукта при температуре f °С находится по формуле

v = Ст f

где С - постоянная вискозиметра; Tf - время, за которое нефтепродукт перетекает от метки а к метки б, с.

Влияние физико-химических свойств топлива на процесс смесеобразования. Одно из важнейших требований к качеству дизельного топлива - легкая прокачиваемость при различнхх температурах окружающей среды. Это качество определяется вязкостью и температурой застывания топлива. Вязкость дизельного топлива зависит от температуры и примерная зависимость приведена в табл. 3.

3 Зависимость вязкости топлива от температуры

При повышении вязкости дизельное топливо хуже проходит через топливные фильтры, что способствует снижению подачи топлива и падению мощности.

Распыливание топлива ухудшается с повышением вязкости за счет образования крупнхх капель, хотя увеличивается глубина их проникновения в среду сжатого воздуха.

При малой вязкости процесс смесеобразования также ухудшается из-за снижения скорости проникновения капель топлива в камеру сгорания, в результате чего топливовоздушная смесь неоднородна.

Оптимальная вязкость дизельного топлива с точки зрения распыливания и прокачиваемости - 3 8 мм2/с при 20 °С. Поскольку для приборов системы питания дизельное топливо служит одновременно смазывающей жидкостью, то использования топлива с вязкостью меньше указанных значений недопустимо. В противном случае возрастает износ плунжернхх пар, а также снизится коэффициент подачи топлива в камеру сгорания из-за увеличения утечек топлива через зазоры прецизионнхх пар. При повышении вязкости с 3 до 8 мм2/с коэффициент подачи топлива увеличивается на 15 16 % [1].

На вязкость также оказывает большое влияние и давление: с повышением давления вязкость топлива возрастает.

Содержание воды в нефтепродуктах. Вода в нефтепродуктах может находиться в свободном, эмульсивном и растворенном состояниях (гигроскопическом). Наличие воды в топливе недопустимо, так как при низких температурах образуются кристаллы льда, способные нарушить подачу топлива в двигатель. Кроме того, вода является одной из причин коррозии топливнхх агрегатов. Вода практически не смешивается с нефтяными продуктами и в следствии большой ее плотности всегда оседает на

дно емкости. Количество воды в растворенном состоянии зависит от химического и фракционного состава топлива и влажности окружающего воздуха.

Качественное (визуальное) определение содержания воды в бензинах возможно только при наличии капелек размером более 40 50 мкм.

Количественное определение содержания гигроскопической воды в топливе основано на взаимодействии гидрида кальция с водой и измерении объема выделившегося при этом водорода

CaH2 + 2H2O = Са(ОН)2 +2Н2.

Механические примеси можно определять качественно, заливая топливо в стеклянный цилиндр диаметром 40 . 55 мм и визуально наблюдая за взвешенными и осевшими на дно частицами.

Количественно весовым способом механические примеси определяют фильтрацией 100 г топлива через беззольный фильтр. Содержание механических примесей вычисляют по формуле

Q = .100%,

где Q - количество механических примесей, г на 100 г образца; m1 - масса фильтра с механическими примесями, г; m2 - масса чистого фильтра, г; m3 - масса исследуемого топлива, г.

1.2 Эксплутационные свойства топлива для карбюраторнгх двигателей (бензинов)

Карбюраторный двигатель - это разновидность двигателей внутреннего сгорания, который представляет собой устройство, в котором химическая энергия топлива при сгорании преобразуется вначале в тепловую энергию, а затем в механическую работу. К этому типу относятся поршневые и реактивные двигатели и газовые турбины. На автомобилях и тракторах в основном используются поршневые двигатели.

У поршневых двигателей в полезную работу превращается 20 40 % теплоты, а остальное количество теплоты растрачивается. Основными составляющими потерь являются: нагрев деталей двигателя и далее охлаждающей жидкости; унос теплоты с отработавшими газами в атмосферу; некачественное сгорание топлива. В связи с этим работа по повышению экономичности поршневых Д. В. С. проводятся в следующих направлениях: усовершенствование конструкции самого двигателя и режима его эксплуатации; изыскания новых качественных видов топлива.

Поэтому одним из важных факторов, от которого зависят технико-экономические показатели двигателя - это качество применяемого топлива и поэтому оно должно обладать определенными свойствами и характеристиками, и отвечать следующим требованиям:

1 Иметь высокую теплоту сгорания.

2 Обладать хорошими смесеобразующими свойствами, обуславливающие легкий пуск двигателя, плавный переход с одного режима работы на другой и устойчивую работу двигателя при эксплуатации в различных климатических условиях.

3 Не детонировать на всех эксплутационных режимах.

4 Не образовывать нагароотложений, приводящие к перегреву и повышенному износу двигателя.

5 Не вызывать коррозию деталей как при непосредственном контакте с ним, так и от образующихся продуктов сгорания.

6 Быть стабильным при транспортировке и хранении, т.е. не изменять своих первоначальнхх свойств.

7 Иметь низкую температуру застывания, чтобы обеспечивать хорошую прокачиваемость при отрицательных температурах окружающего воздуха.

8 Не оказывать вредного воздействия на человека и окружающию среду.

Условия горения топлива в карбюраторном двигателе. Рабочий процесс в карбюраторном двигателе состоит из четырех тактов. При первом такте (всасывание) рабочая смесь попадает в камеру сгорания цилиндра.

При втором такте (сжатие) в зависимости от степени сжатия е давление в камере сгорания повышается до 1 1,2 МПа, а температура смеси возрастает до 260 370 °С.

При третьем такте (рабочий ход) приготовленная смесь воспламеняется от свечи зажигания. Выделившаяся теплота, за счет расширения газов, преобразуется в механическую работу.

При четвертом такте (выпуск) продукты сгорания топлива в виде газов удаляются из цилиндра в атмосферу. После этого весь рабочий процесс в двигателе повторяется.

Теплота сгорания. Количество теплоты, выделяемое при сгорании топливно-воздушной смеси, зависит от теплоты сгорания топлива и состава смеси. Чем выше теплота сгорания, тем меньше затрат топлива на единицу мощности. Теплота сгорания топливно-воздушной смеси подсчитывается по формуле

1 + ат.в

где бн - нижняя удельная теплота сгорания или рабочая - это теплота сгорания, получаемая в практических условиях; пп.с - коэффициент полноты сгорания топлива; а - коэффициент избытка воздуха; 1т в - теоретическое количество воздуха, необходимого для полного сгорания 1 кг топлива.

Воспламенение топливно-воздушной смеси зависит от ее состава и вида топлива. Также на воспламенение смеси оказывает влияние температура и давление, с возрастанием их значений пределы воспламеняемости увеличиваются. Различают верхний и нижний пределы воспламеняемости. За верхний предел принято такое содержание топлива в воздухе, при котором дальнейшее обогащение смеси делает ее невоспламеняемой. Нижний предел определяется недостатком топлива в воздухе, т.е. таким состоянием смеси, при котором дальнейшее обеднение делает ее невоспламеняемой.

Состав горючей смеси оценивают по коэффициенту избытка воздуха а, который представляет собой отношение массы воздуха 1д, действительно участвующего в процессе сгорания, к его теоретически необходимой массе 1т

Нормальная рабочая смесь - считается, при а = 1 т.е. Ьд = Ьт. Для сгорания 1 кг топлива нужно

около 15 кг воздуха. Двигатель, работающий на "нормальной" смеси развивает мощность близкую к максимальной, его удельный расход топлива несколько выше минимального.

Обедненная рабочая смесь. На 1 кг топлива приходится свыше 15 кг, но не более 16,5 кг воздуха. При работе на обедненной смеси мощность двигателя несколько снижается в следствии замедления скорости сгорания смеси, но экономичность повышается.

Бедная рабочая смесь. На 1 кг топлива приходится более 16,5 кг воздуха. Работа двигателя на бедной смеси сопровождается резким падением мощности и увеличением удельного расхода топлива. Смесь, у которой на 1 кг топлива приходится более 19,5 кг воздуха в цилиндре не воспламеняется.

Обогащенная рабочая смесь. На 1 кг топлива приходится менее 15 кг, но не менее 13 кг воздуха. В этом случае двигатель развивает максимальную мощность вследствие увеличения скорости горения, но экономичность его ухудшается.

Богатая рабочая смесь. На 1 кг бензина приходится менее 13 кг воздуха. Работа двигателя на богатой смеси вызывает падение мощности и значительно ухудшает экономичность. Смесь, в которой соотношение топлива и воздуха менее чем 1 к 7,5 в цилиндре не воспламеняется.