ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Поверхностное натяжение, диффузия и растворимость газов в топливах из "Современные и перспективные углеводородные реактивные и дизельные топлива" Многие весьма важные характеристики углеводородов и топлив изменяются в результате проникновения в жидкую фазу извне влаги и кислорода воздуха. Содержание влаги и кислорода в топливе определяется не только температурой и давлением среды, но и поверхностным натяжением жидкости, Диффузией и растворимостью паров и газов в углеводородах. Рассмотрим эти характеристики. [c.197] действующая касательно к поверхности и стремящаяся сократить свободную поверхность жидкости до наименьщих возможных пределов при заданном объеме, называется поверхностным натяжением. Поскольку поверхностное натяжение является работой образования единицы новой поверхности (свободная энергия единицы поверхности), она измеряется либо в эрг см , либо в дин см. Жидкость в отсутствие внешних сил под действием своего поверхностного натяжения принимает форму шара (капли). [c.197] Поверхностное натяжение жидкости зависит от температуры, природы граничащей среды и растворенных в жидкости примесей. С ростом температуры поверхностное натяжение жидкости уменьшается и при критической для нее температуре обращается в нуль. В присутствии в окружающей жидкое топливо среде поверхностно-активных веществ, способных адсорбироваться на его поверхности, поверхностное натяжение топлива будет резко снижаться. Растворенные в топливе вещества (сернистые, азотистые, кислородные соединения, смолы, вода, кислород и другие газы) могут сильно изменять в ту или иную сторону его поверхностное натяжение по сравнению с поверхностным натяжением топлива, не содержащего этих примесей. [c.197] Повышение давления газов над жидкими углеводородами и топливом вызывает уменьшение их поверхностного натяжения. В условиях пониженного давления поверхностное натяжение жидкости несколько возрастает [1]. [c.197] Поверхностное натяжение топлива на границе жидкость—воздух необходимо учитывать при оценке степени его распыливания в зоне сгорания двигателя. Чем выше поверхностное натяжение топлива, тем грубее его распыливание (в сравнимых условиях). [c.198] Таким образом, в одинаковых условиях лучшим распределением при распыливании будут отличаться алканы. [c.198] С увеличением молекулярного веса углеводородов поверхностное натяжение топливных фракций возрастает. [c.199] Этому способствуют в значительной мере содержащиеся в топливных фракциях неуглеводородные (кислород-, серо-, азотсодержащие) соединения и прежде всего смолы — сильные поверхностно-активные вещества. [c.199] Перенос вещества, обуслов.пенный разностью его концентрации в жидкостях, газах и твердых телах, называется диффузией. Под влиянием теплового хаотического движения молекул диффузия происходит независимо от смешения компонентов за счет механического воздействия или конвекции. В этом случае речь идет о молекулярной диффузии. Диффузия протекает значительно быстрее в газах, где взаимодействие между молекулами слабее, чем в жидкостях и тем более в твердых телах. [c.200] Одним из путей проникновения кислорода воздуха в жидкую фазу топлива является диффузия. От интенсивности обмена кислорода в топливе зависит глубина окисления и окислительного уплотнения нестабильных компонентов. Путем диффузии распространяются пары топлива в газовоздушное пространство. Поэтому накопление опасных концентраций паров топлива в воздухе, при которых может произойти воспламенение или взрыв смеси, зависит также от диффузии. [c.200] В небольшом температурном интервале изменение коэффициента диффузии с температурой можно считать линейным [10]. [c.201] В табл. 73 и 74 [6, 12] приводятся коэффициенты взаимной диффузии 3 системе воздух — пары топлива Т-5 и его фракций, а также авиационного бензина и некоторых индивидуальных углеводородов при различных температурах и постоянном давлении 760 мм рт. ст. [c.201] Коэффициенты диффузии уменьшаются с увеличением молекулярного веса углеводородов и значительно увеличиваются с повышением температуры. [c.201] Коэффициенты взаимной диффузии в системе воздух—пары топгива Т-5 и его фракций при различных температурах и давлении У60 мм рт ст. [c.201] Известны методы расчета коэффициентов диффузии для бинарных газовых систем. Методом аппроксимации получают формулы для многокомпонентных газовых систем [6, 10]. Сравнительно удовлетворительные результаты расчетов получают для давлений ниже 15 ат. Для более высоких давлений точность расчетных результатов резко падает. Отсутствуют удовлетворительные методы расчета коэффициента диффузии газов в жидкости, в том числе кислорода в жидкие углеводороды, хотя эта величина составила бы важную эксплуатационную характеристику топлива. [c.202] На основании этого эмпирического уравнения для н-алканов рассчитаны коэффициенты самодиффузии, представленные в виде номограммы (рис. 56). Пользуясь номограммой, можно определить коэффициенты самодиффузии н-алканов С5—С32 в интервале температур от —50 до 300 °С при давлениях до 15 ат с точностью до 2,5%. Заметим, что коэффициент диффузии мало изменяется с изменением давления. [c.202] В нефтяных дистиллятах, товарных топливах и индивидуальных углеводородах растворяются газы и пары. [c.204] Практическое значение имеет растворимость в углеводородных смесях воздуха и основных его составляющих компонентов азота, кислорода и водяных паров. Все процессы окисления углеводородов и неуглеводородных органических примесей зависят от весовой концентрации кислорода, растворенного в углеводородной среде. Азот как инертный газ ограничивает или предотвращает эти явления, крайне ухудшающие эксплуатационные качества топлив. [c.204] Кислород и влага вызывают коррозию металлов, применяемых для изготовления транспортных средств и тары для хранения топлив. В результате коррозии сильно изнашиваются механизмы и загрязняются топлива. В контакте с водой топлива могут также загрязняться быстро размножающимися микроорганизмами и продукта.ми их жизнедеятельности (см. гл. ХП). [c.204] Источником воды в топливе являются водяные пары, содержащиеся в воздухе. Поскольку концентрация водяных паров в воздухе непостоянная, степень обводненности топлив изменяется. [c.204] Вернуться к основной статье