Главная -> Словарь

Современных физических

Конструкции современных двигателей внутреннего сгорания ставят перед нефтяной промышленностью вопрос не только о количестве бензина, .но и об его качестве. Бензин с высоким октановым числом повышает коэффициент полезного действия, сохраняет и удлиняет работоспособность двигателя, поэтому повышение антидетонационных свойств бензина имеет практический интерес.

Совершенствование базовых масел проводится по двум основным направлениям. При первом, масло очищается только до такой степени, чтобы в нем осталось оптимальное содержание смол, кислот, соединений серы, азота и, дополнительно, вводятся присадки для улучшения некоторых функциональных свойств. Такой метод не позволяет получать масла достаточно высокого уровня качества, требуемого для современных двигателей. При втором, базовое масло полностью очищается от всех примесей и проводится молекулярная модификация методом гидрообработки . В результате получается масло, обладающее ценными свойствами для тяжелых режимов работы . При очистке масел — удаляются следующие основные примеси:

Сульфонаты, фосфонаты и другие детергенты являются солями металлов, поэтому при сгорании они образуют заметное количество золы. Такие присадки называют высокозольными . В настоящее время, наряду с этими, применяются также и новые органические синтетические детергенты, которые при сгорании не образуют золы. Они называются малозольными присадками . В маслах для современных двигателей обычно применяются сложные композиции, включающие оба вида детергентов. Особую активность детергенты проявляют в горячем двигателе .

Классы NMMA. Большинство современных двигателей для моторных лодок имеют водяное охлаждение. Для масел таких двигателей устанавливаются строгие требования по дымообразованию и биологической разлагаемости остатков масла. Требования к качеству и обозначение таких масел регламентируются NMMA - "Национальной ассоциацией производителей судовых двигателей" . На сегодня существует три класса качества по системе NMMA TC-W по порядку увеличения требований: NMMA TC-W; TC-WH; TC-W3.

Подвесные двигатели для лодок. Большинство современных двигателей для лодок имеют водяную систему охлаждения. Их рабочий режим отличается постоянным, длительным режимом при высокой скорости и максимальной мощности, с мгновенным возрастанием скорости при выходе винта из воды. Постоянная работа с большим расходом топлива позволяет увеличить соотношение масла к топливу до максимума . Масло должно отличаться хорошей коррозионной защитой и иметь в своем составе как можно меньше присадок с металлоанионами, повышающими зольность масла, что способствует возникновению калильного зажигания. Для поддержания чистоты двигателя применяются высокоэффективные детергенты на основе аминов. Бездымность и биоразлагаемость также являются важнейшими свойствами этих масел. Основные требования к маслам для подвесных двигателей выдвигает

.Нефтяные масла независимо от того, как глубоко они очищены, не могут полностью удовлетворить эксплуатационные требования современных двигателей.

Такой же вывод можно сделать и в тех, случаях, когда при работе двигателя на двух топливах, близких по физическим, но различающихся по химическим свойствам, наблюдается существенное различие параметров рабочего процесса. Например, н-гептан и изооктан характеризуются близкими физическими свойствами: температура кипения 371,4 и 372,3 К, теплота испарения 31,7 и 31,0 кДж/моль, давление насыщенных паров при 373 К равно 1,06-105 и 1,04-105 Па соответственно. В то же время они различаются по октановому числу, зависящему от химического строения молекулы: у н-гептана октановое число принято равным нулю, а у изооктана—100. С точки зрения «физической» модели при работе карбюраторного двигателя на обоих топливах параметры рабочего процесса должны быть идентичными. Однако хорошо известно, что при степени сжатия, превышающей 2,8 , двигатель на н-гептане работает с «детонацией», которая может привести к его разрушению.

Несмотря на отсутствие достаточного количества опытных данных, предполагается, что смесь, создаваемая карбюраторами современных двигателей внутреннего сгорания, парообразна более чем наполовину. Неиспарившаяся жидкость движется в виде струи или жидкостной пленки вдоль стенок трубопровода; тепло

Моторные масла, предназначенные для современных двигателей внутреннего сгорания, должны обладать комплексом эксплуатационных свойств , чтобы обеспечить заданный срок работы двигателя без каких-либо неполадок.

Особенностью классификации API, введенной в 1970 г., является то, что при необходимости она может быть дополнена новыми типами масел с учетом изменений условий эксплуатации современных двигателей. Так, предполагается ввести в классификацию API группу для масел с увеличенными по сравнению с маслами группы SE сроками смены .

В книге изложены научные основы применения автомобильных бензинов в двигателях внутреннего сгорания с воспламенением от искры, освещены главные закономерности в развитии требований современных двигателей к качеству применяемых топлив и способы улучшения основных эксплуатационных свойств автомобильных бензинов. Монография содержит обобщение результатов работ автора и других отечественных и зарубежных исследователей за последние годы. Она рассчитана на инженерно-технических работников, занимающихся производством автомобильных бензинов, их хранением и транспортировкой, а также эксплуатацией и разработкой автомобильных двигателей. Книга может быть полезной и студентам высших учебных заведений соответствующих специальностей.

Использование при исследовании серусдцержащих присадок современных физических методов позволило сделать важные выводы по механизму действия присадок :

Ценность приведенных выше литературных данных заключается в возможности априорного подбора оптимальных условий для получения алкилатов необходимого состава, так как они дают ответ на вопрос, что получается в зависимости от сочетания тех или иных факторов. Более важным и сложным представляется выяснение вопросов, почему получается тот или иной состав продуктов. Выяснение этих вопросов связано с изучением тонкого механизма процесса алкилирования, что стало возможным с применением современных физических и физико-химических методов.

Сложность и многокомпонентность объектов исследования, отсутствие точных методов анализа, относительно незначительные-количества азоторганических соединений в нефтях обусловило-довольно медленные темпы развития исследований в этой области. Все эти трудности стало возможным преодолеть в связи с применением в нефтехимии современных физических и физико-химических методов анализа. Появляются целые серии работ советских. 13—8))) и зарубежных авторов . Эти интенсивные исследования принесли интересные сведения о природе азотистых соединений нефтей: были обнаружены АОС пиридинового и хинолкно-вого ряда, производные анилина, акридина, индола, карбазола, а также циклические амиды кислот. Азотистые основания, составляющие обычно 50—20 % от общего азота нефтей, оказались наиболее доступными для изучения. Имеющиеся литературные данные связаны в основном с этим классом соединений.

ной температуре из сырых нефтей, считают, что морфологически эти асфальтены можно рассматривать как сильно ассоциированный мультиполимер, молекулярный вес которого может варьировать в широких пределах — от нескольких тысяч до нескольких миллионов. Нельзя сказать, чтобы это определение отличалось ясностью, хотя эти исследователи давно занимаются изучением строения и свойств первичных нефтяных асфальтенов с использованием большого комплекса современных физических методов исследования.

полученные с помощью современных физических методов, позволили в последние годы значительно сблизить точки зрения различных исследователей о молекулярном строении нефтяных смол и асфаль-тенов. Практически стало общим представление, утверждающее, что основными структурными блоками молекул смол и асфальтеноь являются полициклические конденсированные системы, преимущественно ароматические, иногда перемежающиеся с гетероциклическими и насыщенными карбоциклическими звеньями. Тот факт, что в молекулах высокомолекулярных углеводородов, смол и отчасти асфальтенов присутствует до 35—40% алифатичес-ских атомов углерода, свидетельствует о том, что внутри конденсированных полициклических структур имеются нафтеновые кольца, а периферия этих систем включает значительное количество алифатических заместителей. Вопрос о числе бензольных колец в полициклических конденсированных системах молекул смол и асфальтенов и соотношении их с нафтеновыми и гетероциклическими структурами еще ждет своего решения, и в этом отношении есть еще много противоречий. Несомненно, что различие в химической природе сырых нефтей должно существенно сказываться на этом структурно-молекулярном показателе.

Ретроспективная оценка роли физических методов в определении структуры асфальтенов показывает, что каждый из них рано или поздно апробировался на столь сложном физическом объекте п сыграл при этом определенную роль. Однако необходимо отметить, что, несмотря на увеличение информативной способности современных физических методов анализа, нельзя назвать из их числа такой метод, который бы позволил составить достаточно полное представление о структуре асфальтенов. В то же время комплексное их использование позволяет отражать различные стороны такой многогранной научно-практической проблемы, как раскрытие химического строения молекул асфальтенов и многообразия их физико-химических свойств.

Применение комплекса современных физических и химических методов исследования к изучению строения высокомолекулярных парафинов позволило сделать новый шаг к более глубокому познанию химической природы этого важного и широко распространенного в природе класса углеводородов. Полученные новые экспериментальные данные не только не поколебали, но еще более подкрепили некоторые из основных положений о химической природе парафинов и церезинов, к которым пришли различные исследователи на основании применения других, преимущественно химических и физико-химических методов.

Применение наряду с химическими методами исследований современных физических методов позволило сделать определенные заключения о структуре карбонизованных веществ, к которым относится и нефтяной кокс.

Применение .комплекса современных физических и химических методов исследования к изучению строения высокомолекулярных парафинов позволило сделать новый шаг к более глубокому познанию химической природы итого важного и широко распространенного в природе класса углеводородов. Полученные при этом новые экспериментальные данные не только не поколебали, но еще более подкрепили некоторые из основных положений о химической природе парафинов и церезинов, к которым пришли различные исследователи на основании применения других преимущественно химических и физико-химических методов.

6. Разработка более совершенных методов исследования, анализа и оценки технических качеств тяжелых нефтепродуктов с широким привлечением для этих целей наряду с химическими методами таких современных физических и физико-химических методов, как спектро- и масс-спектрометрия, полярография и потепциометрия, метод радиоактивных индикаторов и др.

Применение наряду с химическими методами исследований современных физических методов позволило сделать определенные заключения о структуре карбонизованных веществ, к которым относится и нефтяной кокс.