Главная -> Словарь

Трубопроводный транспорт

Таким образом, давление насыщенных паров топлива — важнейший показатель, определяющий его испаряемость во впускном трубопроводе двигателя.

Следует отметить, что в реальных условиях в двигателе соотношение паровой и жидкой фаз в условиях испарения бензина во впускном трубопроводе меняется в очень широких пределах. На прогретом двигателе при установившемся режиме работы это соотношение очень большое, что можно доказать расчетом. Для полного сгорания 1 г бензина требуется около 15 г воздуха, который занимает объем. при 20е С и 760 мм рт. ст., равный 12 500 см3. Этот объем воздуха можно принять за объем паро-воздушного пространства, куда происходит испарение топлива во впускном трубопроводе двигателя. При объеме жидкой фазы, равном объему 1 г бензина — 1,33 см3, соотношение паровой и жидкой фаз составит около 9500. Если учесть уменьшение объема жидкой фазы по мере испарения, то следует считать, что в условиях установившегося режима на прогретом двигателе • соотношение фаз составляет более 10 000 и даже при работе на богатых смесях топливо-воздушная смесь далека от насыщения .

В последние годы исследователями замечено, что фактические октановые числа бензинов резко уменьшаются и значительно отличаются от полученных в лабораторных условиях на переходных режимах работы автомобильных двигателей. Это явление связывают с фракционированием бензина во впускном трубопроводе двигателя. В начале разгона автомобиля двигатель работает на малых оборотах и при полностью открытом дросселе, давление во впускном трубопроводе приближается к атмосферному. Скорость проходящего воздуха довольно низкая, и бензин распыливается плохо. Только часть его имеет достаточно тонкий распыл и подхватывается потоком воздуха, направляясь в цилиндры двигателя. Более крупные капли оседают на стенках впускного трубопровода, образуя пленку жидкости.

Износ и экономичность двигателя. Полное испарение бензина в двигателе характеризуется температурами перегонки 90% и конца кипения. При их высоких значениях тяжелые фракции бензина не испаряются во впускном трубопроводе двигателя и поступают в цилиндры в жидком виде. Жидкая часть бенз-ина испаряется в камере сгорания не полностью, а неиспарившаяся часть протекает через замки поршневых колец в картер двигателя. При этом масло смывается со стенок цилиндров, а в картере — разжижается.

Эффективным средством борьбы с обледенением карбюратора является подогрев смеси или воздуха во впускном трубопроводе двигателя. Подогрев смеси должен быть таким, чтобы при полном испарении топлива температура смеси не снижалась ниже 3° С, т. е. той температуры, при которой конденсирующаяся влага еще не замерзает во впускной системе двигателя при любой влажности воздуха. Подогрев впускного трубопровода снижает коэффициент наполнения камер сгорания и уменьшает мощность двигателя, поэтому это средство борьбы с обледенением карбюратора применяют лишь в редких случаях.

При использовании автомобильных бензинов в двигателях наблюдается образование отложений в системе питания топлива, впускном трубопроводе и на стенках камер сгорания. Для обеспечения надежности и долговечности автомобильных двигателей бензины должны обладать минимальной склонностью к образованию отложений. Способность бензинов создавать отложения в двигателе связана главным образом с их химическим составом. Значение отдельных групп химических соединений, входящих в состав бензинов, в процессе образования отложений различно и во многом зависит от температурных условий. Отложения в системе питания и впускном трубопроводе двигателя образуются при невысоких температурах и по составу и свойствам значительно отличаются от высокотемпературных отложений на стенках камер сгорания.

Механизм образования нагаров. Большая часть бензина полностью испаряется во впускном трубопроводе двигателя. В парообразном состоянии углеводороды бензина не подвергаются химическим превращениям в предпламенный период и сгорают, не образуя большого количества нагара. Некоторая часть бензина не успевает испариться во впускном трубопроводе и в виде отдельных капелек, иногда в виде тумана попадает в камеры сгорания. Находясь в жидкой фазе, высококипящие углеводороды под действием температуры в предпламен-

При рассмотрении особенностей нагарообразования в двигателе отмечалось, что содержание смолистых веществ в бензине не влияет на количество нагара, так как основная масса этих веществ отлагается еще до поступления в камеры сгорания. Наиболее благоприятные условия образования смолистых отложений создаются при испарении бензина во впускном трубопроводе двигателя.

При высоких температурах тяжелые фракции бензина не испаряются во впускном трубопроводе двигателя и поступают в цилиндры в жидком виде. Жидкая часть бензина испаряется в камере сгорания не полностью и через замки поршневых колец и зазоры протекает в картер двигателя. При этом часть бензина не сгорает, и экономичность двигателя ухудшается . Кроме того, тяжелые фракции бензина смывают со стенок цилиндра масло, вызывая полусухое трение, и, как следствие, повышенные износы трущихся деталей двигателя. Повышение'температуры конца кипения бензина сопровождается усилением неравномерности распределения горючей смеси по цилиндрам двигателя, увеличением склонности к нагарообразованию и т. д. Снижение температуры отгона 90% и к. к. улучшает эксплуатационные свойства бензинов, но при этом значительно сокращаются их ресурсы.

При окислении нестабильных углеводородов и неуглеводородных примесей в бензинах образуются высокомолекулярные смолистые вещества. При испарении бензина в диффузоре карбюратора и впускном трубопроводе смолистые соединения могут отлагаться на стенках и под действием высокой температуры превращаться в твердые отложения. Слой таких отложений на стенках впускного трубопровода создает дополнительное сопротивление для горючей смеси, затрудняет подвод тепла к смеси и ухудшает условия испарения. Подобные отложения на штоках и тарелках клапанов нгзру-шают работу клапанного механизма и могут привести к «зависанию» клапанов. Все эти явления сопровождаются снижением мощности и экономичности двигателя. -"—' Для оценки склонности бензинов к образованию отложений во впускной системе разработаны специальные лабораторные методы. Суть методов состоит в определении массы смолистых веществ, остающихся в стаканчиках после испарения бензина в струе воздуха или в струе водяного пара . Смолы, определенные такими методами, называют фактическими, т. е. присутствующими в бензине в данное время. Между содержанием фактических смол в бензине и массой отложений, образующихся во впускном трубопроводе двигателя, установлена прямолинейная зависимость {ртгсГТ). В связи с тем, что содержание фактических смол во время хранения возрастает, установлены две нормы — одна на g зво месте производства бензина, другая ^ 2дА

во впускном трубопроводе двигателя и на клапанах, они приводят к падению мощности и экономичности двигателя, а иногда и к полной его аварийной остановке .

Трубопроводный транспорт, однако, нетак прост, как кажется внешне. Необходимо уложить в сложных геологических и географических условиях в траншеи герметичный тысячекилометровый трубопровод большого диаметра через болота, горы, реки и леса, построить промежуточные нефтеперекачивающие станции, обеспечить высокую надежность и безопасность, оснастить средствами контроля и авторегулирования и т.д. При эксплуатации трубопроводов возникают трудности, связанные с парафиноотложениом или коррозионной агрессивностью перекачиваемых нефтей или газо — конденсатов . Поэтому нефтепроводы часто сопровождают "спутники" — трубы, по которым подают горячую воду или печи нагрева на перекачивающих станциях. Для борьбы с коррозией синтезированы и применяются при перекачке нефти специальные химические реагенты — ингибиторы коррозии. Большое распространение в перевозке нефти в мире и пашей стране получилжслезподорожный транспорт, уступающий по объемам перевозок трубопроводному. Организация псфтеперевозок этим способом не требует особо сложных технических решений. Для этой цели используются специальные цилиндрические сосуды, укрепленные на рамах железнодорожных вагонов, — нефтеналивные цистерны. Этот вид тран — спор1 -а удобен для доставки нефти в районы, удаленные от трубоп — роводных магистралей.

За годы после второй мировой войны произошли заметные изменения в характере транспортировки нефти, природного газа и продуктов их переработки. Если раньше основным видом транспорта по перевозке нефти и нефтепродуктов был железнодорожный, то в настоящее время ведущую роль играют трубопроводный транспорт и танкерный флот. В соответствии с этим и развивается транспортная сеть в различных странах мира.

Сейчас трубопроводный транспорт вступает в новый этап развития, характеризующийся рекордным увеличением протяженности трубопроводов и их диаметра, применением новейшей технологии и техники для повышения эффективности этого вида транспорта, снижением стоимости создания континентальной сети крупных трубопроводов, расширением номенклатуры транспортируемых по трубопроводам веществ и грузов.

Из приведенных в таблице данных видно, что самым дешевым видом перевозки нефти и нефтепродуктов является трубопроводный транспорт производительностью 25—30 млн. т в год. В под-

Венесуэла. В странах Латинской Америки наиболее мощная система трубопроводного транспорта создана в Венесуэле. Одним из важнейших факторов, обусловивших строительство трубопроводов, является экспортный характер нефтяной промышленности страны, требующей максимального сокращения транспортных издержек, составляющих значительный удельный вес в себестоимости нефти и нефтепродуктов. Трубопроводный транспорт связывает нефтедобывающие центры прямо или через нефтеперерабатывающие заводы с портами или гаванями, через которые осуществляется вывоз венесуэльской нефти и нефтепродуктов за границу. Пропускная способность всех нефтепроводов превышает добычу нефти в стране. Нефтесборные сети на промыслах подключены к магистральным нефтепроводам, протяженность которых превышает 7 тыс. км.

Великобритания. До 60-х годов трубопроводный транспорт не имел большого значения, так как более 75% нефтепродуктов доставлялось морским транспортом. В последующие годы в связи с открытием месторождений нефти и газа в Северном море началось строительство нефтеперерабатывающих заводов. Это, в свою очередь, вызвало бурное строительство трубопроводного транспорта. К числу наиболее крупных нефтепроводов относится Фоли — Стан-лоу, Станлоу — Эйвонмут, Олдермастон — Гулль и др. Большое значение в экономике страны имеет продуктопровод, связывающий нефтеперерабатывающие заводы Уэльса с центральными районами страны. К началу 1975 г. в английском секторе Северного моря было построено несколько нефтепроводов. Для обслуживания 8 мес-

Нефтяная промышленность стран Африки до второй мировой войны была слабо развита, и по этой причине трубопроводный транспорт был развит мало.

Трубопроводный транспорт Японии предназначен главным образом для транспортировки природного газа с месторождения Кубики. К числу наиболее крупных газопроводов относится газопровод, тянущийся от месторождения Кубики до Токио. Длина его 336 км.

18. Губин В. Е., Губин, В. В. Трубопроводный транспорт нефти и нефтепродуктов. М., Недра, 1982. 296 с.

7. ТРУБОПРОВОДНЫЙ ТРАНСПОРТ

Год Железнодорожный транспорт Водный транспорт Трубопроводный транспорт