Лабработа Испаряемость топлив. Лабораторная работа Испаряемость топлив. Определение фракционного состава автомобильного бензина аи95
 Скачать 253.5 Kb.
|
|
Лабораторная работа Испаряемость топлив. Определение фракционного состава автомобильного бензина АИ-95 Для обеспечения полного сгорания топлива в двигателе необходимо в короткий промежуток времени перевести топливо из жидкого состояния в парообразное и смешать с воздухом в определенном соотношении, т.е. создать горючую смесь. Испаряемостью топлива называется способность топлива переходить из жидкого состояния в газообразное. Важнейшим физико-химическим показателем, от которого зависит испаряемость топлива, является фракционный состав. С фракционным составом топлива связаны такие характеристики двигателя, как легкий и надежный запуск, длительность прогрева, приемистость, полнота сгорания и расход топлива, образование отложений в камере сгорания, а также токсичность отработавших газов. В зависимости от требуемых эксплуатационных характеристик моторного топлива стандартами и техническими условиями определены характерные точки. Для большинства топлив такими точками являются: температура начала кипения (н.к.), температуры выпаривания 10 %, 50 % и 90 % объема топлива; температура конца кипения (к.к.). Температура начала кипения топлива характеризует пусковые свойства и склонность к образованию паровых пробок в топливной системе, прерывающих течение топлива. Температура выкипания 10 % (об.) топлива характеризует его пусковые свойства, пожароопасность, возникновение кавитации в насосах. Пусковые свойства топлива тем лучше, чем больше в нем низкокипящих фракций. Однако чем ниже указанные температуры, тем выше опасность нарушения работы топливной системы и больше потери топлива от испарения. Температура выкипания 50 % (об.) топлива характеризует его среднюю испаряемость, влияющую на устойчивость работы двигателя, на скорость прогрева и приемистость двигателя. Температура перегонки 50 % топлива лимитируют, исходя из требований к приемистости двигателя и времени его прогрева. Под приемистостью двигателя понимают достижение рабочей мощности двигателя за установленный период. Пусковая мощность двигателя составляет 20-70 % от рабочей мощности. Чем ниже температура перегонки 50 % топлива, тем быстрее прогревается двигатель. Время прогрева двигателя охватывает время с момента его пуска до достижения плавной работы. Чем быстрее прогревается двигатель, тем меньше непроизводительные затраты времени, расход топлива и износ деталей двигателя. Температуры выкипания 90 % (об.) и конца кипения топлива характеризуют наличие высокомолекулярных углеводородов, полноту испарения. При высоких значениях этих температур тяжелые фракции топлива не испаряются во впусковом трубопроводе двигателя, а поступают в цилиндры в жидком состоянии. Эта жидкая часть топлива испаряется в камере сгорания неполностью и протекает в картер, ухудшая качество смазочных материалов. Кроме того, увеличивается износ двигателя, расход топлива, нагарообразование на деталях двигателя, повышается токсичность отработавших газов. Температура конца кипения нормируется для автомобильных бензинов, характеризует полноту испарения бензина на любом режиме. Остаток в колбе характеризует полноту сгорания, так как теплота сгорания для автомобильных бензинов не нормируется. Сумма остатка и потерь при разгонке. Фракционный состав для автомобильных бензинов, авиационных топлив, керосина, газойлей, жидких дистиллятных топлив определяется стандартным методом по ГОСТ 2177-99. Фракционный состав нефтепродуктов определяют перегонкой на специальном приборе АРНП при этом отмечают температуру начала перегонки, температуру выпаривания 10 %, 50 %, 90 % об. и конца кипения. Испарение нефтяных топлив происходит в широких температурных пределах. При нагревании топлива прежде испаряются легкие фракции, обладающие более низкой температурой кипения, а в жидкости остаются фракции тяжелые, с более высокой температурой кипения. С увеличением температуры нагревания топлива постепенно испаряются более тяжелые фракции. Во время опыта отмечают, сколько при той или иной температуре перегналось топлива из колбы в приемник. Так топливо разделяют на фракции, выкипающие при разных, присущих им температурах. Устройство прибора АРНП для определения фракционного состава нефтепродуктов представлено на рисунке:  Рисунок – Прибор АРНП для разгонки нефтепродуктов: 1 – колба; 2 – термометр; 3 – трубка холодильника; 4,6 – патрубки для ввода и вывода воды; 5 – ванна холодильника; 7 – мерный цилиндр; 8 – асбестовая прокладка; 9 - кожух. Сущность определения фракционного состава заключается в следующем. В стандартную стеклянную колбу 1 наливают 100 см3 испытуемого топлива. В горловину колбы вставляют пробку с термометром 2. Колбу с пробой топлива помещают на подставку 8. Трубку охлаждающей бани соединяют при помощи пробки с пароотводной трубкой колбы. На колбу с испытуемым топливом надевают защитный кожух 9. Ванну 5 холодильника заполняют водой со льдом и поддерживают в ней температуру 0-4 ºС. Топливо в колбе нагревают до кипения с помощью газовой горелки или регулируемым электрическим нагревателем. Пары топлива поднимаются по горлышку колбы и через пароотводную трубку проходят в холодильник, конденсируются и стекают в мерный цилиндр 7. Температура падения первой капли считается температурой начала кипения топлива. Далее отмечают температуры через каждые 10 см3 собранного в цилиндр конденсата. Конец кипения топлива отмечают в тот момент, когда ртутный столбик термометра остановится на некоторой отметке, а затем начнет опускаться. Остаток из колбы сливают в цилиндр объемом 10 см3 и записывают объем остатка. Сумма потерь при разгонке и остатка в колбе равна разности между объемом топлива, залитым в колбу, и объемом дистиллята в мерном цилиндре после окончания разгонки. ГОСТовские характеристики испаряемости бензинов различных марок представлены в таблицах 1-3. Таблица 1 Фракционный состав автомобильных экспортных бензинов и АИ-98 по ГОСТ 2084-77
Таблица 2 – Характеристики испаряемости бензинов всех марок
Продолжение таблицы 2
Таблица 3 – Фракционный состав бензинов по ГОСТ Р 51105-97 марки Регуляр-92 (Нормаль-80)
Результаты эксперимента: В колбу 1 залили 100 см3 испытуемого бензина. Собрали установку и начали нагревать бензин. Образующиеся пары поднимались вверх, направлялись в холодильник, где конденсировались и стекали в приемник – цилиндр на 100 см3. Температуру образовавшихся паров определяли по термометру. Определение по ГОСТ 2084-77: Когда появилась первая капля конденсата – это температура начала кипения. Затем через каждые 10 см3 фиксировались температуры, соответствующие отгону 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70,80, 90 см3 (% об.) топлива. Когда при продолжении нагревания бензина ртутный столбик термометра остановится на некоторой отметке, а затем начнет опускаться – это будет конец кипения топлива. Остаток из колбы слили в цилиндр объемом 10 см3 и записали объем остатка. Определение по по ГОСТ Р 51105-97 проводится также, только фиксируются объемы испарившегося топлива при температурах 70, 100 и 150 ºС. Результаты испаряемости изученного образца автомобильного бензина АИ-95 с АЗС представлены в таблицах 4-5. Таблица 4 – Сравнение фракционного состава автомобильного бензина АИ-95 с АЗС по ГОСТ 2084-77
Таблица 5 – Сравнение фракционного состава автомобильного бензина АИ-95 с АЗС по ГОСТ Р 51105-97
ВЫВОД: Испытанный автомобильный бензин марки АИ-95 с АЗС по фракционному составу соответствует значениям ГОСТ. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||