Теоретичні відомості. Практична робота № 4

Практична робота № 4

Визначення фракційного складу палива

4.1 Мета роботи:

1) отримати уявлення про метод визначення випаровуваності палив;

2) навчитись давати оцінку експлуатаційним якостям палив по їх фракційного складу.

Теоретичні відомості

Фракція - це частина палива, яка википає в певних температурних межах. Фракційний склад - це найважливіший показник палива, що виражає залежність між температурою і кількістю палива, що переганяється при цій температурі.

Фракційний склад оцінюється величинами температур перегонки палива:

1) початку перегонки - 10% палива;

2) википання - 50 % палива;

3) кінця перегонки - 90 % палива;

4) залишком в колбі палива після перегонки - 90% палива.

За величиною температури перегонки 10 % палива судять про його пускові властивості.

Температура перегонки 50 % палива характеризує випаровуваність середніх фракцій, що впливають на час прогріву двигуна; стійкість його роботи і прийомистість; рівномірний розподіл палива по циліндрах.

По температурі перегонки 90 % палива судять про наявність у ньому важких фракцій. З підвищенням температури википання 90 % палива збільшується його витрата і відбувається розрідження їм масла в картері. Це викликає підвищений знос деталей кривошипно – шатунного механізму.

Метод визначення фракційного складу нафтопродуктів призначається:

для бензинів (за винятком газового); лігроїну; гасу; дизельного палива.

Прилад для визначення фракційного складу нафтопродуктів складається (рис. 4.1):

1) зі скляної колби ємністю 125 мл з бічної відвідною трубкою;

2) холодильника, виконаного у вигляді водяної ванни з трубкою що в ній проходить;

3) приймача конденсатомірного циліндра на 100 мл;

4) малого циліндра на 10 мл;

5) електроколбонагрівача з регулювальним реостатом;

6) термометра.

Скляна колба для зменшення втрат тепла може бути поміщена в жерстяний кожух. На колбонагрівач покладена азбестова прокладка з отвором для дна колби. При перегонці бензину діаметр отвору повинен бути рівним 30 мм, а при перегонці гасу і дизельного палива - 50 мм. При визначенні фракційного складу дизельного палива в ванні холодильника повинна бути проточна вода з температурою на виході не вище +30 ° С, а при випробуванні бензину - вода з льодом.

Рис. 4.1 Схема установки для фракційної перегонки світлих нафтопродуктів: 1 - холодильник, 2 - мірний циліндр; 3 - колба з відвідною трубкою; 4 - електроплитка; 5 - металевий кожух, 6 - термометр; 7 - відвідна трубка; 8 - трубка холодильника

Порядок проведення фракційної перегонки наступний.

1. Випробне паливо слід попередньо ретельно збезводнити. Вода, що потрапила разом з нафтопродуктом в колбу, призведе при перегонці до миттєвого скипання і викиду вмісту через горло колби і майже неминучої пожежі. Паливо зневоднюється відстоюванням і обробляється хлористим кальцієм. Починаючи роботу потрібно перевірити відсутність слідів води і каламуті на дні склянки з зразком палива. При виявленні їх зразок до випробування не допускається.

2. Сухим і чистим вимірювальним циліндром відміряти 100 мл зневодненого палива і обережно перелити його в колбу 3, стежачи за тим, щоб воно не потрапило в відвідну трубку колби 7. Для цього потрібно тримати колбу відвідною трубкою вгору. випробуваний продукт повинен мати температуру 20 ± 3 ° С.

3. У шийку колби з паливом вставити термометр 6, вмонтований у щільно пригнану пробку так, щоб вісь термометра збігалася з віссю шийки колби, а верхній край ртутної кульки термометра знаходився на рівні нижнього краю відвідної трубки в місці припою.

4. Відвідну трубку 7 колби з'єднати з верхнім кінцем трубки 8 холодильника за допомогою щільно пригнаної пробки так, щоб відвідна трубка колби входила в трубку холодильника на 25-50 мм і не торкалася стінок останньої.

5. На колбу 3 з бензином надіти термозахисний металевий кожух 5

6. Вимірювальний циліндр 2, яким відмірювалось випробне паливо, не висушуючи, поставити так, щоб зливна трубка холодильника входила в циліндр не менше ніж на 25 мм, але не нижче мітки 100 мм і не торкалася б його стінок. Отвір циліндра прикрити зверху ватою або листом фільтрувального паперу.

7. Заповнити холодильник водою і підтримувати її рівень постійним трохи вище зливного отвору. Циркуляція води повинна бути постійною.

8. Визначити барометричний тиск.

9. Заготовити табл. 4 для запису результатів випробувань.

10. Відрегулювати нагрів колби так, щоб перша крапля дистиляту впала з трубки холодильника в мірний циліндр не раніше, ніж через 5 і не пізніше, ніж через 10 хвилин після початку нагрівання.

11. Записати температуру падіння першої краплі як температуру початку перегонки в табл. 4.

12. Після падіння першої краплі перегонку вести з рівномірною швидкістю 4-5 мл за хвилину (2-2,5 краплі в секунду), вимірювальний циліндр підсунути до кінця трубки холодильника так, щоб дистилят стікав по стінці циліндра.

13. Записати температури, що відповідають моментам, коли рівень рідини в мірному циліндрі доходить до поділок, відповідних 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90 % від початкової кількості взятого бензину 100 мл.

14. Після того як рівень бензину в циліндрі досягне 90 мл, посилити нагрів колби так, щоб до кінця розгонки залишалося від 3 до 5 хв.

15. Записати температуру кінця перегонки. Для автомобільних бензинів моментом кінця перегонки вважається момент, коли ртутний стовпчик термометра після деякої зупинки на якийсь висоті почне опускатися. Максимальну температуру, показану термометром, записують як температуру кінця перегонки. Дизельне паливо закінчують досліджувати після перегону 96 %, лігроін і гас - 98 %.

16. Після закінчення перегонки вимкнути нагрів колби, дати їй охолонути, злити воду з холодильника і розібрати прилад.

17. Залишок з колби перелити в малий мірний циліндр і записати його обсяг.

18. Різниця між 100 мл і сумою обсягів дистиляту і залишку записати як втрати при перегонці.

19. Привести температури до нормального барометричного тиску за формулою

Т_зам - заміряна температура;

С – поправка на барометричний тиск.

С = 0,00009 (101,3·10³ - р) (273 + Т_зам) або

С = 0,00012 (760 – р₁) (273 + Т_зам).

р - барометричний тиск, Па; p₁ - барометричний тиск, мм рт. ст.

У табл. 4.1 наведено наближене значення поправок, обчислених за наведеною формулою.

Поправки додаються у разі, коли барометричний тиск нижче 100000 Па (750 мм рт. ст.), і віднімаються, коли тиск вищий 102600 Па (770 мм рт. Ст). При барометричному тиску 100000-102600 Па (750-770 мм рт. ст.) поправки не вносять.

Таблиця 4.1. Величина поправок на барометричний тиск

Температурные Предели,˚С	Поправка,˚С, на разность в давлении на каждые
10^3Па	10мм рт.ст.
10-30	0,26	0,35
31-50	0,29	0,38
51-70	0,30	0,40
71-90	0,32	0,42
91-110	0,34	0,45
111-130	0,35	0, 47
131-150	0,38	0,50
151-170	0,39	0,52
171-190	0,41	0,54
191-210	0,43	0,57
211-230	0,44	0,59
231-250	0,46	0,62
251-270	0,48	0,64
271-290	0,50	0,66
291-310	0,52	0,69
311-330	0,53	0,14
331-350	0,56	0,74
351-370	0,57	0,76
371-390	0,59	0,78
391-410	0,60	0,81

Температура,˚С

Конец перегонки

Количество,%

Начало перегонки

Выкипание,%

Остаток в колбе, %

Поте- ри, %

Таблиця 4.2. Результати дослідів

Оцінка результатів дослідів

1. На папері згідно з масштабом викреслити графік перегонки випробуваного зразка палива в координатах: кількість перегнаного палива (об'ємні відсотки) - температура (рис. 4.2).

Отримані результати необхідно порівняти з нормами за ГОСТ 2084-77, тобто з кривими фракційного складу типових сортів палива. Необхідно враховувати, що криві цих палив (рис. 4.3) дають граничні значення фракційного складу.

Рис. 4.2 Фракційний склад бензину

Рис. 4.3. Криві фракційного складу типових палив: 1 - бензину; 2 - гасу, 3 - дизельного палива; q - кількість перегнаного палива,%; t - температура перегонки фракцій, ° С

2. Встановивши сорт палива, порівняти отримані характерні точки фракційного складу з вимогами стандартів і зробити висновок про відповідність палива за цим показником технічним нормам. За ГОСТ 2084-77 або ТУ 38001165-97 допускається відхилення даних фракційного складу автомобільних бензинів від норми в бік підвищення для температури:

перегонки 10% на 1 ° С;

перегонки 50 % на 2 ° С;

перегонки 90 % на 2 ° С;

кінця перегонки на 3 ° С.

Допускається також збільшення залишку в колбі на 0,3 %.

3. За номограмою (рис. 4.4) провести експлуатаційну оцінку бензину і зробити висновки за формою, наведеною в табл. 4.3.

Температура перегонки фракцій, ⁰С

Рис. 4.4. Номограма для експлуатаційної оцінки карбюраторних палив: області: 1 - можливого утворення парових пробок; 2 - легкого пуску двигуна; 3 – затрудненого пуску двигуна; 4 - практично неможливого пуску двигуна; 5 - хорошої приємистості і нестійкої роботи двигуна; 6 - поганої приємистості і нестійкої роботи двигуна; 7 - незначного розрідження масла в картері; 8 – помітного розрідження масла; 9 - інтенсивного розрідження масла в картері

Таблиця 4.3.- Експлуатаційна оцінка бензину

Темперетура наружного воздуха,˚С, при которой возможно: образования парових пробок обезпечение легкого пуска двигателя обезпечение затрудненного пуска двигателя обезпечение бистрого прогрева и хорошей приемистости незначиельное резжижение масла в картере заметное разжижение масла в картере	t,˚C	Выводы из оценки бензина о его влиянии на роботу двигателя

Висновок про експлуатаційні якості бензину

За даними фракційного складу бензину можна зробити важливі висновки про роботу карбюраторного двигуна на даному паливі. Для цієї мети пропонується ряд емпіричних формул і графіки (див. рис. 4.4 і рис 4.5), розроблені на підставі ряду досліджень і даних практики.

1. Температура повітря, °С, вище якої можна чекати перебої в роботі двигуна через утворення пароповітряних пробок,

2. Температура повітря, вище якої можливі:

легкий пуск холодного двигуна

;

задовільний пуск двигуна

,

де .

3. Температура повітря, нижче якої практично неможливий пуск холодного двигуна

або .

4. Температура горючої суміші у впускному трубопроводі, при якій закінчується прогрів двигуна

.

5. Зміна динамічності автомобіля, % в порівнянні з умовно нормальною

.

6. Зміна робочого зносу двигуна,%, в порівнянні з нормальним зносом

На рис. 4.4 представлені криві, що виражають залежність пускових якостей бензину, його здатності забезпечувати достатню приємістість двигуна, утворювати парові пробки і розріджувати масло в картері від значень характерних точок фракційного складу і температури навколишнього повітря.

При користуванні цією номограмою по осі абсцис наносять температури перегонки 10%-ного, 50%-ного і 90 %-ного бензину і, проводячи з них перпендикуляри до перетину з відповідними кривими, відзначають на осі ординат граничні температури повітря для застосування випробуваного палива.

Наприклад, використовуючи графік фракційного складу бензину
(див. рис. 4.2), отримують наступні показники:

t_10%= 60 °С; t_{50 %} = 115 °С; t_90% = 175 °С.

У цьому випадку спостерігається наступне:

утворення парових пробок можна очікувати при температурі повітря вище +25 ° С;

легкий пуск холодного двигуна (1-2 оберти колінчастого вала з швидкістю 35-45 об/хв) можливий при температурі нижче 0 °С;

легкий пуск двигуна без попереднього підігріву практично можливий лише при температурі повітря вищій -20 °С;

хороша прийомистість двигуна, що працює на даному паливі, буде при температурах повітря до -3 ° С;

при температурі повітря нижче -20 ° С можна очікувати інтенсивне розрідження картерного масла, а при температурі повітря вище +2 ° С розрідження масла в картері буде незначним.

За графіком (див. рис. 4.5), що виражає залежність зносу двигуна від температури кінця перегонки застосовуваного палива, можна судити, як змінюється знос при переході двигуна з роботи на станстандартному бензині А -66 на випробуване паливо. З цієї ж номограми можна судити про витрату даного палива в порівнянні з витратою стандартного бензину.

Рис.4.5. Графік залежності зносу двигуна і витрати палива від температури кінця перегонки

Дата добавления: 2015-09-06