Задача о смешивании топлив

На практике приходится сталкиваться со смешиванием тяжёлого и лёгкого топлив с целью получения смеси нужной вязкости. Разумеется, если система подогрева топлива позволяет получить необходимую вязкость, следует использовать именно этот способ во избежание возможной несовместимости. Однако не всегда такой способ имеется в распоряжении механика. Тогда приходится прибегать к смешиванию.

Задача о смешивании формулируется следующим образом.

- имеется тяжёлое топливо с вязкостью ν_т при температуре Т_т;

- имеется лёгкое топливо с вязкостью ν_л при температуре Т_л;

- известна температура, при которой будет происходить смешивание Т_см;

- задана рабочая вязкость смеси ν_р при рабочей температуре Т_р.

Определить процентное содержание тяжёлой %Т и лёгкой %Л составляющих.

Задача решается в 2 этапа. 1 этап – использование диаграммы температурно-вязкостной зависимости (рис.2).

1. По заданным ν_т и Т_т находим точку тяжёлого топлива и проводим линию этого топлива Т – Т как параллельную имеющейся на диаграмме линии какого-нибудь другого топлива, например, Д – Д.

2. Выполняем аналогичное построение для лёгкого топлива (линия Л – Л).

3. Выполняем аналогичное построение для смеси (линия С – С).

4. Проводим линию температуры смешивания как перпендикуляр к оси температур в точке Т_см.

5. На пересечениях этой линии с тремя построенными ранее считываем значения вязкостей, ν´_т,ν´_л, ν´_р.

Рис.2. Первый этап решения задачи смешивания.

Второй этап (рис.3). Строится диаграмма, ось абсцисс которой разбивается на равные части, а оси ординат по обе стороны от оси абсцисс представляют собой оси вязкости. Пусть левая из них соответствует лёгкому топливу, а правая – тяжёлому.

Рис.3. Второй этап. Определение процентного содержания компонентов в смеси.

На осях ординат откладываем соответственно ν´_л и ν´_т, эти точки соединяем прямой. На одной из осей откладываем ν´_р и через полученную точку проводим горизонталь до пересечения с полученной прямой. Из полученной теперь точки опускаем перпендикуляр на ось абсцисс и считываем процентное содержание тяжёлого и лёгкого компонентов.

Возможна другая формулировка задачи: смешиваемые компоненты поступают на смешивание каждый при своей определённой температуре, например, лёгкое топливо поступает при температуре Т_смл, а тяжёлое – при температуре Т_смт. В этом случае по первой диаграмме определяют вязкости будущей смеси ν_смл и ν_смт при температурах Т_смл и Т_смт, затем на второй диаграмме вертикальные шкалы наносят так, чтобы ν_смл на левой шкале и ν_смт на правой оказались на одной горизонтали. После этого полученной диаграммой пользуются, как в первом варианте.

Задача о смешивании топлив может быть решена и с помощью номограммы Виноградова (рис.4).

На шкале вязкости отмечаются вязкости лёгкого и тяжёлого компонентов при одинаковых температурах. Правая шкала строится с указанием процентного содержания тяжёлого компонента. Для бóльшей точности желательно так выполнять построения, чтобы крайние точки шкал образовывали квадрат. Проводятся прямые через точки ν_л и 0, а также через ν_т и 100 и получают точку М. Теперь линия, проведенная из точки с определённым содержанием тяжёлого компонента %Т через точку М, пересечет шкалу вязкости в точке, соответствующей вязкости смеси при этой температуре.

Дата добавления: 2015-08-09