Топливо и смазочные материалы. ТСМ. Вопрос 58. Как определяется коррозийность масла 2
 Скачать 44.29 Kb.
|
|
Содержание Вопрос 58. Как определяется коррозийность масла? 2 Вопрос 69. Какова роль маслоочистительных устройств двигателей в изменение качества моторного масла? 4 Вопрос 46. Какие требования предъявляются к присадкам? 7 Вопрос 85. Что называют частичной и полной регенерацией отработанных масел? 9 Вопрос 90. Что такое твердые смазки? 11 Вопрос 6. Проанализировать формулы для подсчета теоретически необходимого количества воздуха при горении жидкого, твердого и газообразного топлив. 13 Список используемой литературы. 17 Вопрос 58. Как определяется коррозийность масла?Для обеспечения оптимальных условий работы мощных и высокооборотных современных двигателей внутреннего сгорания требуются высококачественные смазочные масла. Такие масла могут быть получены из нефти в весьма незначительных количествах или же их получение вообще невозможно. Различают нефтяные (минеральные) и синтетические смазочные масла, используемые в качестве смазочных материалов. Нефтяные масла представляют собой жидкие смеси высококипящих углеводородов (tкип. 300-600 °С). Получают дистилляцией нефти или удалением нежелательных компонентов из гудронов. На основе нефтяных масел получают пластичные и технологические смазки, смазочно-охлаждающие и гидравлические жидкости и пр. Для каждого из типов масел, в зависимости от назначения, важны отдельные характеристики. Например, вязкость является одной из важнейших характеристик смазочных масел, определяющих силу сопротивления масляной пленки разрыву. Чем прочнее масляная пленка на поверхности трения, тем лучше уплотнение колец в цилиндрах, в частности для моторных масел, меньше расход масла на угар. В соответствии с нормативно технической документацией вязкостно-температурные свойства моторных масел оцениваются индексом вязкости. Индекс вязкости – величина относительная, которая показывает степень изменения вязкости в зависимости от температуры. Индекс вязкости рассчитывают по значениям кинематической вязкости при 40 и 100 °С или находят по таблицам. Вязкостно-температурные свойства масел оценивают также по кинематической вязкости при низкой температуре (0 и –18 °С). Коррозионная активность не менее важный показатель качества масел, поскольку одним из важных назначений моторного масла является предохранение деталей двигателя от коррозии, т.е. от интенсивного разрушения поверхности в результате химических взаимодействий металла с коррозионно-агрессивными веществами и соединениями. Поэтому недопустимо, чтобы само масло было причиной коррозии или коррозионного износа ответственных деталей двигателя, иными словами коррозийность масел – это показатель того, на сколько велика склонность масел вызывать коррозию сплавов цветных металлов. Причины коррозионной активности масел тесно связаны с накоплением в них химических соединений, повышающих коррозию металлов. Механизм коррозионного влияния масла на детали двигателя сложен. Содержание сильнодействующих водорастворимых кислот в свежих маслах стандартами не допускается, но при использовании топлив с высоким содержанием серы в масле накапливаются соединения серы, обладающие высокой коррозионной активностью. Органические кислоты, практически не действующие на сталь и чугун, оказывают разрушительное действие на цветные металлы и особенно на свинец, входящий в состав свинцовистой бронзы, из которой часто изготовляют коренные и шатунные подшипники коленчатого вала. Кроме того, установлено, что при коррозии существенную роль играют перекисные соединения. Именно совместное действие перекисей и органических кислот особо активно действует на свинец и его сплавы. Поэтому коррозионную агрессивность масел прежде всего определяют по его действию на свинец. Для этого имеется три метода определения потери массы на 1 м2 поверхности свинцовых пластинок при их периодическом контакте с исследуемым маслом и воздухом за определенное время. Метод Пинкевина. Пластинки погружают в пробирки с маслом, нагретым до 140 °С (15 погружений в минуту). Испытания проводят в течение 50 ч. Разработан специальный прибор, в котором эту процедуру выполняет несложный, приводимый от электродвигателя механизм. Температура воздуха, с которым соприкасаются пластинки, значительно ниже температуры масла (практически эго температура в лаборатории). Метод, разработанный в Научно-исследовательском автомобильном и автомоторном институте (НАМИ), свинцовые пластинки укрепляются в специальных фасонных колбах, в которые до определенного уровня наливают исследуемое масло. Колбы установлены во вращающейся кассете, помещенной в масляной бане. Прибор с помощью специального приспособления устанавливают под некоторым углом к горизонту, кассета приводится во вращение через червячный редуктор от электродвигателя. Благодаря наклонному расположению колб уровень масла в них периодически, соответственно вращению кассеты, меняется, свинцовые пластинки го оголяются, то вновь погружаются в исследуемое масло. Температура воздуха и масла в приборе примерно одинакова и равна 140 °С. Эго ускоряет процессы коррозионного воздействие на пластинки и позволяет сократить время испытания с 50 до 10 ч, т. е. в 5 раз. Прибор НАМИ ДК-2 надежен в работе. Результаты, полученные обоими методами, практически совпадают. Метод и установка 1733. Горячее масло насосом прокачивается через камеру, в которой установлена кассета с пластинками. В циркулирующее масло непрерывно на входе в насос подается воздух. Интенсивность циркуляции масла через систему составляет 125 л/ч, а воздуха—50 л/ч. Температура масла 125—225 °С. Время испытания 2 ч. С помощью установки он определяет не только коррозионную агрессивность масла, но и его испаряемость и окислительную стабильность. Интенсивная циркуляция, большой поверхностный контакт с воздухом и высокая температура — все это делает условия испытания очень похожими на условия работы масла в двигателе. Содержание в масле кислот, которые раньше выражались кислотным числом, для современных товарных масел не определяют, так как специальные присадки полностью и с запасом нейтрализуют их. В стандартах и ТУ нормируется обязательная щелочность масел з мг КОН на 1 г масла, которая в зависимости от группы применения она не должна быть меньше определенной величины (для группы В - от 3 до 6 мг КОН/г, а для группы Г от 8 до 9 мг КОН/г). Кислотное число нормируют только для базовых масел, т. е. до введения в них комплекса присадок. Кислотным числом называется количество щелочи КОН, мг, необходимое для нейтрализации 1 г масла. Вопрос 69. Какова роль маслоочистительных устройств двигателей в изменение качества моторного масла?Моторные масла — это масла, применяемые главным образом для снижения трения между движущимися деталями поршневых и роторных двигателей внутреннего сгорания. Все современные моторные масла состоят из базовых масел и улучшающих их свойства присадок. В качестве базовых масел обычно используют дистиллятные и остаточные компоненты различной вязкости (углеводороды), их смеси, углеводородные компоненты, полученные гидрокрекингом и гидроизомеризацией, а также синтетические продукты (высокомолекулярные углеводороды, полиальфаолефины, сложные эфиры и другие). Большинство всесезонных масел получают путём загущения маловязкой основы макрополимерными присадками. Работа минеральных масел в двигателях внутреннего сгорания протекает в условиях высоких температур и давлений. Масла в процессе работы в двигателях также контактируют с продуктами неполного сгорания топлива, взвешенными частицами воды и поверхностями трущихся деталей. В результате работы свойство данных масел меняется и в нем накапливаются нерастворимые примеси. Этот процесс вызывает в двигателе преждевременный износ и выход его из строя. Основными зонами двигателя, в которых происходят процессы изменения свойств минерального масла, являются камера сгорания, зона поршня и поршневых колец, зона картера. В процессе работы дизельных двигателей продуктом загрязнения минерального масла является сажа. В дизельных двигателях внутреннего сгорания сажи образуется больше, чем в карбюраторных и особенно в газовых двигателях. При одинаковых характеристиках дизельных, карбюраторных и газовых двигателей, показатели загрязняющих примесей в дизельных двигателях сажей от 2 до 5 раз больше, чем в карбюраторных, и от 10 до 20 раз больше, чем в газовых двигателях. При переводе дизельного или карбюраторного двигателя внутреннего сгорания с жидкого топлива на газообразное, меняются условия сгорания топлива. При этом уменьшается загрязнение минерального масла, а также уменьшается количество отложений на поверхностях деталей двигателя. Поэтому срок службы минеральных масел в газовых двигателях больше, чем в дизельных и карбюраторных двигателях Надежность и долговечность двигателей в значительной степени зависят от степени загрязнения деталей двигателей. Поэтому для повышения ресурса и надежности работы двигателей внутреннего сгорания необходимо использование в системах смазки маслоочистительных устройств. В современном мире в целях очистки масел используют одноразовые масляный фильтр или центробежный очиститель масла. Масляный фильтр — устройство, предназначенное для удаления загрязнений из моторных, трансмиссионных, смазочных масел, гидравлических жидкостей (жидкость для автоматической коробки перемены передач, жидкость для гидравлического усилителя рулевого управления) и др. Аналогично устроены и топливные фильтры (очистка бензина, керосина или дизельного топлива). Первый автомобильный масляный фильтр был предложен в 1923 году Эрнестом Свитлендом и Джорджом Х.Гинхалдом и запатентован под торговой маркой Purolator. Этот фильтр был неполнопоточным: через фильтр протекала только небольшая часть масла, основной же объём моторного масла из насоса попадал в масляную магистраль напрямую, без фильтрации. Двадцать лет спустя появился первый полнопоточный фильтр, в котором всё масло, прежде чем попасть в двигатель, проходило процедуру фильтрации. При особо высоких требованиях к защите от износа и/или при увеличенном интервале обслуживания системы подачи топлива снабжаются фильтрами грубой и тонкой очистки. Фильтр грубой очистки топлива предназначается, главным образом, для фильтрации крупных частиц и чаще всего представляет собой сетку с шагом в 300 мкм. Фильтр тонкой очистки топлива расположен на топливной магистрали перед топливоподкачивающим насосом или ТНВД. Фильтрация происходит за счет протекания топлива через сменные фильтрующие элементы 3, выполненные из прессованных материалов или многослойных синтетических микроволокон. Возможны также конструкции, состоящие из двух фильтров, соединенных либо параллельно для увеличения емкости, либо последовательно, что позволяет проводить ступенчатую очистку топлива или соединять в единый агрегат фильтры грубой и тонкой очистки. Все больше используются конструкции фильтров, в которых меняется только фильтрующий элемент. В автомобильных двигателях для очистки масла получили довольно широкое применение очистители центробежного типа. В центробежном очистителе (реактивно-масляной центрифуге) не требуется периодической замены фильтрующего элемента и обеспечивается очень тщательная очистка масла от механических примесей. Такой очиститель применяют только для тонкой очистки масла, и он работает параллельно с фильтром грубой очистки, или очиститель полностью заменяет фильтры грубой и тонкой очистки, устанавливаемые в системе смазки. Очиститель состоит из корпуса, закрытого стальным штампованным колпаком, который установлен на прокладке и затянут гайкой-барашком на центральном стержне, закрепленном в корпусе. Под колпаком на стержне установлен на двух бронзовых втулках вращающийся ротор, состоящий из пластмассового основания, алюминиевого кожуха и прокладки между ними, и закреплен гайкой. Под ротором расположен упорный шарикоподшипник. Осевые перемещения ротора ограничиваются упорной шайбой с гайкой. Снизу в основание ротора ввернуты жиклеры с противоположно направленными отверстиями. Масло, нагнетаемое к очистителю насосом через канал в стержне и боковые отверстия в основании ротора, направляется щитком и поступает под кожух в полость ротора. Далее масло через сетчатый фильтр и каналы проходит к жиклерам и выбрызгивается через них в корпус двумя сильными противоположно направленными струями. При этом вследствие возникновения реактивных сил ротор очистителя получает вращательное движение. Из выше перечисленного следует вывод, что В процессе работы двигателя внутреннего сгорания минеральное масло загрязняется непрерывно. На интенсивность загрязнения масла влияют технологические, эксплуатационные показатели двигателя и вид применяемого топлива. Наибольший эффект снижения износа деталей двигателя внутреннего сгорания достигается путем использования в системе тонкой очистки минерального масла полнопоточных фильтров, фильтров тонкой и грубой очистки, а также центрифуг, которые обеспечивают полную очистку поступающего к парам трения минерального масла от наиболее опасных абразивных частиц загрязнения. Вопрос 46. Какие требования предъявляются к присадкам?Современное моторное масло состоит из базового масла (основы) и композиции присадок. Присадки - это материалы, усиливающие положительные природные свойства базового масла или придающие ему необходимые новые свойства. Их суммарное содержание в готовом масле зависит от уровня его эксплуатационных свойств и для масел высших категорий достигает до 15%. Композиция присадок к маслу для двигателей автомобилей обычно содержит несколько компонентов, каждый из которых выполняет определенные функции. Они дополняют эффективность друг друга, согласованно взаимодействуют и не должны препятствовать наилучшей работе каждого компонента сложной смеси. Главной целью присадок, является изменение свойств масла, для улучшение его эксплуатационных характеристик, что в последствии делает его более подходящим для конкретного двигателя. По принципу действия присадки можно условно разделить на модифицирующие (антипенные, вязкостно-загущающие, депрессорные и т. д.) и защитные, призванные уменьшить износ трущихся поверхностей в узлах и механизмах двигателей (антикоррозионные, антифрикционные, диспергирующие и т. д.). Вязкостно-загущающие присадки. Основу модификаторов составляют полимеры различной массы и строения. Вязкостно-загущающие присадки повышают индекс вязкости смазывающего материала. Расширяется температурный диапазон эксплуатации. Продукт с вязкостно-загущающими присадками остается достаточно текучим для легкого пуска в мороз и образует стабильную противоизносную пленку при экстремальном нагревании в рабочих узлах. Утрата свойств масла в процессе эксплуатации обусловлена деструкцией загустителя под воздействием сдвиговых нагрузок. Антиокислительные присадки. Основная задача добавок – замедлить окислительные процессы. Моторное масло работает в условиях повышенного давления и температуры, контактирует с кислородом и другими химически активными газами, с нагретыми металлами, действующими по типу катализатора. Антиокислительные присадки нейтрализуют агрессивные факторы. Увеличивается срок службы товарного масла и межсервисный интервал. Антикоррозионные присадки. Добавки предотвращают коррозию металлических поверхностей. Детали двигателя окисляются под воздействием органических и минеральных кислот, газов. Коррозия ускоряется в условиях повышенных температур. Антикоррозионные присадки обеспечивают формирование защитной пленки на деталях двигателя, нейтрализуют действие кислот, увеличивают срок службы мотора. Депрессорные присадки. Улучшают низкотемпературные свойства товарного масла. Повышение вязкости продукта при замерзании обусловлено кристаллизацией парафинов, которые содержатся в продуктах нефтепереработки. Образуются крупные органические конгломераты, снижается фильтруемость и прокачиваемость масла при низких температурах. Депрессорные присадки препятствуют кристаллизации парафинов. Добавки не позволяют макромолекулам срастаться в крупные конгломераты, сохраняя показатели прокачиваемости и фильтруемости, обеспечивая защиту двигателя при холодном пуске. Антифрикционные присадки. Добавки уменьшают трение в нагруженных узлах. Повышается КПД двигателя, замедляется износ поверхности. В качестве антифрикционных присадок используют органические вещества, растворимые в базовом масле, а также мелкодисперсные минеральные компоненты: коллоидальный графит, дисульфид молибдена, политетрафторэтилен. Противоизносные присадки. Вещества образуют на поверхностях деталей двигателя тонкую постоянно возобновляемую пленку. Стабильность защитного слоя обеспечена физическим взаимодействием противоизносных присадок с металлами. Добавки активно работают на тех участках, где толщина масляной пленки недостаточная для эффективной защиты от истирания, а также в высоконагруженных узлах. Свойства противоизносных компонентов усиливаются при выделении тепла в парах трения. Моющие присадки. Вещества предотвращают образование лака, нагара в термонагруженных зонах. Твердые отложения снижают подвижность поршневых колец и ухудшают отвод тепла, что отрицательно влияет на срок службы двигателя. Моющие добавки, или детергенты, поддерживают чистоту металлических поверхностей мотора и растворяют уже имеющийся нагар. Диспергирующие присадки. Работают в паре с моющими веществами. Диспергаторы удерживают растворенные отложения, сажу во взвешенном состоянии. Добавки предотвращают выпадение осадка и выводят загрязнения вместе с отработанным маслом. Использование присадок дает владельцу автомобильной техники следующие преимущества: Сбережение целостности моторных деталей при внезапной потере масла; Поддержание чистоты в полостях мотора; Снижение уровня производимого шума; Уменьшение потребности в топливе; Увеличение ресурса двигателя. Но помимо преимуществ, в использовании присадок имеются и минусы, которые могут привести владельца автомобиля к нежелательным последствиям, например, реметаллизанты, специальные составы для восстановления двигателя. Они могут оседать не только на нагруженных трением поверхностях, но и в тонких масляных каналах, фильтрах, фильтрующих сетках, в гидрокомпенсаторах, что приводит к уменьшению просвета маслопроводов. Вопрос 85. Что называют частичной и полной регенерацией отработанных масел?Отработанным маслом следует называть любой из видов масел, который был получен из необработанной нефти либо синтетических веществ. В результате промышленного использования оно загрязняется примесями химического либо физического содержания. Говоря простыми словами, отработанное масло — это ранее использовавшийся продукт с синтетической или нефтяной основой в составе. В процессе эксплуатации в состав вещества могут попадать «лишние» части, к примеру, мусор, жидкость, стружка металла либо химические добавки. Такой продукт уже не может быть использован по назначению, поэтому нуждается в замене. Его же ждет процесс регенерации для дальнейшего применения либо подготовка к утилизации. Переработать отработанные моторные масла совместно с нефтью на НПЗ нельзя, т.к. присадки, содержащиеся в маслах, нарушают работу нефтеперерабатывающего оборудования. В зависимости от процесса регенерации получают 2–3 фракции базовых масел, из которых компаундированием и введением присадок могут быть приготовлены товарные масла (моторные, трансмиссионные, гидравлические, СОЖ, пластичные смазки) Для восстановления отработанных масел применяются разнообразные технологические операции, основанные на физических, физико-химических и химических процессах и заключаются в обработке масла с целью удаления из него продуктов старения и загрязнения. В качестве технологических процессов обычно соблюдается следующая последовательность методов: механический, для удаления из масла свободной воды и твердых загрязнений; теплофизический (выпаривание, вакуумная перегонка); физико-химический (коагуляция, адсорбция). Если их недостаточно, используются химические способы регенерации масел, связанные с применением более сложного оборудования и большими затратами. На сегодняшний день известно несколько способов регенерации (очистки) отработанных масел: Путем обработки масел сильными минеральными кислотами, в частности серной кислотой с последующей обработкой отбеливающими глинами. При этом значительная часть масел, до 50%, теряется, переходя в кислый гудрон. Такая обработка масла приводит к проблемам утилизации отработанных глин и кислотного шлама, что связано с загрязнением окружающей среды. Способ включающий ряд последовательных стадий: удаление механических примесей; удаление воды и легких углеводородов; обработку насыщенными углеводородными растворителями, с последующей вакуумной дистилляцией и каталитическим гидрированием. Способ, сущность которого заключается в нагреве, отгонке воды и легких углеводородных фракций, обработке полиметилсилоксановыми растворителями с последующей вакуумной разгонкой в тонкопленочном испарителе. Недостатком процесса является высокая стоимость растворителя и сложность его удаления из смеси с маслом. Качество масла после стадии экстракции не позволяет использовать его для производства моторных масел и требует проведения дополнительной стадии вакуумной дистилляции. Способ, включающий следующие стадии: нагревание масла для удаления легких фракций и воды; экстракция масла насыщенными углеводородными растворителями, например, пропаном; вакуумная разгонка с фракционированием; гидроочистка, причем тяжелую фракцию подвергают термической обработке и повторно экстрагируют растворителем. При использовании данной технологии газойлевые фракции удаляются на стадии фракционирования после экстракции, что ухудшает качество масла после стадии экстракции, а также требуются дополнительные стадии обработки – термообработка, дополнительная экстракция, что существенно осложняет и удорожает технологический процесс. Как правило, регенерация отработанного масла проводится путем сочетания разных методов очистки, что позволяет восстанавливать жидкости разных типов и марок. Выход базового масла, используемого для изготовления товарного продукта при этом составляет 75...90% (в зависимости от способа очистки, а также типа и степени загрязненности отработанного продукта). Вопрос 90. Что такое твердые смазки?Твердые смазки – это материалы, обеспечивающие смазывание двух поверхностей, работающих в условиях сухого или ограничного трения. Твердая смазка может не наноситься ни на одну из трущихся сталей (например, порошкообразные твердые смазки) или она может быть наполнителем композиционного материала или покрытия на одной из этих деталей. Они способны обеспечить улучшенное смазывание при более высоких температурах по сравнению с традиционными смазками на масляной основе. Сухие смазки обеспечивают низкое трение благодаря своей слоистой структуре со слабыми связями на молекулярном уровне. Такие уровни могут скользить относительно друг друга при минимальном применении силы, что и позволяет им обеспечивать низкое трение между поверхностями. Однако сама по себе слоистая кристаллическая структура не является обязательным условием для смазывания. Твердые смазки, при правильной формуле и надлежащем смешивании, являются уникальным сочетанием смазок с исключительными свойствами. Хотя этих свойств можно добиться по отдельности традиционными химическими добавками, баланс свойств, требуемых для многих промышленных смазок в тяжелых условиях эксплуатации, а также для высокоэффективных автомобильных масел и смазок, может быть достигнут только идеальной комбинацией коллоидных твердых смазок. Свойства коллоидных твердых смазок: Уменьшают трение: Уменьшение потребления энергии; Экономия топлива; Уменьшение рабочих температур; Увеличение обеспеченности энергией; Плавный ход работы механизма; Отсутствие заклинивания деталей, заедания механизмов. Увеличивают возможную нагрузку: Более надежная и плавная приработка двигателя; Более короткие процедуры приработки. Амортизируют и предотвращают износ от вибрации: Идеально для тяжелых условий эксплуатации; Более длительный срок службы компонентов; Уменьшение стоимости обслуживания; Более длительное время работы. Не расходуются при использовании: Более длительный срок работы без добавления смазки. Могут применяться в сухих условиях: Машина застрахована от перебоя подачи смазки; Широкий температурный диапазон. Наиболее популярные твердые смазки это графит, дисульфид молибдена и дисульфид вольфрама. Графит представляет собой модификацию углерода со слоистой структурой, обладающей очень хорошими смазывающими свойствами на воздухе. Он широко применяется как наполнитель для композиционных материалов, таких как композиты на основе ПТФЭ. Дисульфид молибдена кристаллизуется в гексагональной системе. Атомы молибдена расположены между двумя слоями атомов серы. Расстояние между двумя ближайшими атомами молибдена и серы равно 2,41 А, наименьшее расстояние между атомами серы в параллельных слоях составляет 3 А. Дисульфид вольфрама химически нейтрален, он нерастворим практически во всех средах, включая воду, масла, щелочи и почти все кислоты. Немногие химикаты, к которым он чувствителен – это свободный газообразный фтор и горячие серная и плавиковая кислоты. Дисульфид вольфрама – нетоксичный материал и он не вызывает коррозию металлов. Главное достоинство применения твердых наполнителей – это надежная защита пар трения от задиров. Например, дисульфид молибдена образует на поверхности деталей прочную, эластичную пленку с очень низким коэффициентом трения. Эта особенность помогает сохранить узел от поломки, даже если смазка по какой-либо причине вытекла. Вопрос 6. Проанализировать формулы для подсчета теоретически необходимого количества воздуха при горении жидкого, твердого и газообразного топлив.Горючие элементы топлива при соприкосновении с кислородом окисляются. В качестве окислителя чаще всего используется атмосферный воздух. Окисление горючих элементов топлива может происходить с различной скоростью. При медленном окислении процесс протекает в области низких температур. Так, например, молодые твердые топлива под воздействием воздуха при длительном хранении медленно окисляются. При быстром окислении процесс протекает в области высоких температур и сопровождается свечением различной яркости. При сверхбыстром окислении происходит весьма сложный, специфический процесс, называемый детонацией. При горении наиболее сложного твердого топлива зоны эти следующие: подготовка топлива к вводу в топку; создание первичной топливно-воздушной смеси; огневая газификация и образование истинной горючей смеси, способной немедленно вступить в процесс горения. При этом неоднородность состава первичной топливно-воздушной смеси, неравномерность распределения скоростей, концентраций и температур в объеме топки не позволят четко выделить эти зоны в топочном пространстве. Они накладываются друг на друга по протяженности и в пространстве, т.е. имеют сложный, объемный характер. В зависимости от вида топлива и способа его сжигания отдельные зоны (стадии) горения могут отсутствовать. В основу первичной классификации топочных устройств в настоящее время положен аэродинамический принцип организации процесса. Исходя из этого принципа, все топочные процессы разделяются на три типа: слоевой, факельный и вихревой. В слоевой топке может сжигаться только твердое топливо, а в факельной и вихревой – любое (твердое, жидкое, газообразное). В зоне предварительной подготовки топлива к вводу в топку при сжигании твердого топлива производится сортировка по фракциям и дробление, а при факельном сжигании – дополнительно и размол. Эта зона необходима для облегчения и ускорения газификации, так как увеличивается поверхность соприкосновения топлива с окислителем. При сжигании жидкого и газообразного топлива надобность в его предварительной подготовке отпадает. При сжигании топлива в топках паровых и водогрейных котлоагрегатов в качестве окислителя используется воздух. Зная количество воздуха, необходимое для горения 1 кг каждого горючего элемента твердого и жидкого топлива или 1 м3 каждого горючего газа, вводящего в газообразное топливо, можно определить теоретическое общее количество воздуха, необходимое для горения всех горючих элементов. Так как в 1 кг рабочей массы топлива содержится СР/100 кг углерода, НР/100 кг водорода, SРл/100 кг серы (летучей) и OР/100 кг кислорода, то для сжигания твердого и жидкого топлива теоретическое количество воздуха, необходимое для полного сгорания (м3 воздуха/кг топлива), определяется по формуле:  а при сжигании газообразного топлива, состав которого задан процентным содержанием отдельных горючих газов, – по формуле (м3 воздуха/м3 газа):  Из приведенных уравнений ясно, что теоретическое количество воздуха, необходимое для полного сгорания 1 кг твердого и жидкого топлива или 1 м3 газообразного топлива, зависит только от его химического состава. При полном сжигании топлива в теоретических условиях образуются продукты сгорания, представляющие собой газовую смесь, состоящую из СО2, SO2, N2, Н2О. Диоксид углерода и сернистый ангидрид принято объединять и называть «сухие трехатомные газы», обозначая через RO2, т.е. RO2 = CO2 + SО2. Теоретический объем азота в продуктах сгорания (м3/кг):  Наличие водяных паров в продуктах сгорания обусловлено горением водорода и испарением влаги, содержащейся в топливе, а также влаги, поступающей вместе с воздухом. Теоретический объем водяных паров (м3/кг):  В уравнении влагосодержание воздуха d0 = 10 г/кг. При сжигании газообразного топлива теоретический объем трёхатомных газов (м3/м3):  Теоретический объем азота (м3/м3):  Теоретический объем водяных паров (м3/ м3):  где dГТЛ – влагосодержание газообразного топлива, г/м3. В реальных топочных камерах для экономичного сжигания топлива приходится подавать воздуха больше, чем это теоретически необходимо. Отношение действительного количества воздуха (VД), поданного для горения, к теоретически необходимому количеству воздуха (V0) называется коэффициентом избытка воздуха: α = VД/V0. Коэффициент избытка воздуха в значительной мере характеризует совершенство организации процесса горения в реальных условиях по сравнению с теоретическими. Очевидно, что чем ближе действительный расход воздуха к теоретическому (α →1), без снижения экономичности сжигания топлива, тем совершеннее конструкция топочного устройства и экономичнее топочный процесс. При эксплуатации и испытании топочных устройств коэффициент избытка воздуха определяют экспериментально, а при расчетах – принимают по нормативным данным. В современных топках в зависимости от способа сжигания топлива, его вида и конструкции топочного устройства коэффициент избытка воздуха принимают в пределах от 1,05 до 1,60. Коэффициент избытка воздуха на работающем котельном агрегате определяют по составу продуктов сгорания, анализ которых производят специальными средствами измерения, называемыми газоанализаторами. При полном анализе продуктов сгорания в них определяют содержание (объемн. %) RО2, О2, СО, Н2, СН4 по отношению к объему сухих газов, а при упрощённом анализе – содержание только RO2 и O2. При упрощенном анализе продуктов сгорания с определением только RО2 и О2 и полном горении коэффициент избытка воздуха может определяться по «кислородной» формуле:  Увеличение количества воздуха, подаваемого в топку, по сравнению с теоретически необходимым, приводит к возрастанию объема продуктов сгорания относительно теоретического (минимального), рассчитанного на основании элементарных химических реакций. При этом избыточный воздух в процессе горения участия не принимает, а объем продуктов сгорания увеличивается за счет двухатомных газов (азота и кислорода). Теоретический объем трёхатомных газов  остается неизменным.Следовательно, действительный объем сухих газов при полном горении:  Действительный объем водяных паров (м3/кг или м3/м3):  Суммарный объем продуктов сгорания (м3/кг или м3/м3):  Список используемой литературы.Егошин Е.А. – Топливо, смазочные материалы и специальные жидкости. Показатели качества. Классификация. Ассортимент. Учебно-лабораторный практикум., 2009г. А.С.Сафонов, А.И.Ушаков, А.В.Орешенков – Качество автомобильных топлив. Эксплуатационные свойства. Требования к качеству. Методы испытаний. НПИКЦ, Санкт-Петербург, 2006г. Остриков В.В., Забродская А.В., Сазонов С.Н. , Петрашев А.И. - топливо, смазочные материалы и технические жидкости. Учебное пособие. Инфра-Инженерия, 2019 г. Валерий Болгов, Виктор Балабанов - Автомобильные присадки и добавки. Эксмо, 2020г. Степанова Е.А., Петров А.В., Костенко А.В. – Автомобиль. Устройство. Автомобильные двигатели. Учебное пособие. Лань, 2020г. Буцкий Ю.И., Первушин А.Н. – О моторном масле – элементарно. AUDITORIA, 2019 г. |