Справочник химика 21

Химия и химическая технология

Статьи Рисунки Таблицы О сайте English
Ниже рассматриваются методы, применяемые для оценки энергетических свойств топлив, их термоокислительной стабильности, коррозионных, противоизносных, низкотемпературных свойств и др., т. е. свойств, определяющих в совокупности эффективность и надежность применения топлив в двигателях. Большую часть из указанных свойств определяют специфическими квалификационными методами, но некоторые из этих важных эксплуатационных показателей свойств топлив (теплота сгорания, температура застывания и др.) устанавливают обычными физико-химическими методами.

ПОИСК





Качество сгорания

из "Лабораторные методы оценки свойств моторных и реактивных топлив"

Ниже рассматриваются методы, применяемые для оценки энергетических свойств топлив, их термоокислительной стабильности, коррозионных, противоизносных, низкотемпературных свойств и др., т. е. свойств, определяющих в совокупности эффективность и надежность применения топлив в двигателях. Большую часть из указанных свойств определяют специфическими квалификационными методами, но некоторые из этих важных эксплуатационных показателей свойств топлив (теплота сгорания, температура застывания и др.) устанавливают обычными физико-химическими методами. [c.47]
Теплота сгорания является одной из важных характеристик топлив. Она выражается количеством тепла, выделяемого при полном сгорании 1 кг топлива в кислороде, и определяет энергию, которую сообщает топливо двигателю. Это количество тепла зависит от относительного содержания углерода и водорода в топливе, т. е. от его элементного, а следовательно, и углеводородного состава. [c.47]
Теплоты сгорания углерода и водорода значительно различаются. Теплота сгорания углерода 3 2741 кДж/кг (7820 ккал/кг), а водорода 119952 кДж/кг (28650 ккал/кг) [8]. Наилучшим соотношением С и Н обладают парафиновые углеводороды, наихудшим— ароматические, особенно би- и трициклические углеводороды. Так, у парафиновых углеводородов С17—Сю доля водорода составляет от 16 до 15,5% и теплота сгорания — от 44799 (10700) до 43961 кДж/кг (10500 ккал/кг) у ароматических углеводородов доля водорода от 8,7 до 10%, теплота сгорания 40200—41250 кДж/кг (9650—9900 ккал/кг) у бициклического ароматического углеводорода Сю (нафталина) доля водорода равна 6,2%. [c.47]
Методы эксперимента 1ьного определения теплоты сгорания основаны на сжигании топлива и замере количества выделившегося тепла. Но применяют и расчетные методы определения теплоты сгорания — по составу топлива или по характеристикам, непосредственно связанным с его составом. [c.48]
Из экспериментальных методов наиболее распространен метод сжигания в бомбе — он принят в качестве стандартного для оценки теплоты сгорания топлив в большей части стран и известен как ГОСТ 21261—75. ASTM D 240, DIN 51900, IP-12, СЭВ P 1443— 68 и др. [3-7]. [c.48]
Навеску топлива сжигают в сжатом кислороде в калориметрической бомбе, помешенной в имеющий оболочку калориметрической сосуд с водой. Сжигание производят в специальной чашечке, закрытой горючей пленкой, которая не пропускает паров нефтепродукта. Навеску поджигают запальной проволочкой. Теплоту сгорания пленки и сгоревшей части запальной проволочки учитывают при последующих расчетах. [c.48]
Для каждой калориметрической системы предварительно устанавливают ее тепловое, или водное значение (тепловой эквивалент калориметра), — его можно выразить количеством воды (в г), имеющим теплоемкость, равную теплоемкости данной калориметрической системы (в систему входит калориметрический сосуд, находящаяся в нем вода, калориметрическая бомба и все дополнительные принадлежности). В методах ASTM и IP тепловой эквивалент калориметра выражают в кал/°Р или в кал/°С. Для определения водного значения калориметрической системы сжигают навеску эталонной бензойной кислоты и замеряют изменение температуры системы. Количество джоулей (калорий), вызвавшее повышение температуры на 1 °С, численно равно тепловому эквиваленту калориметра, выраженному в г. Тепловой эквивалент калориметра определяют при каждом изменении в системе (перемещении, ремонте и т. д.), а также периодически при работе. При проведении последующих анализов берут то же количество воды, которое было взято для определения водного значения калориметра. [c.48]
Тепловой эквивалент калориметра вычисляют как среднеарифметическое из пяти (не менее) определений. При расчете учитывают поправки на теплоту образования и растворения азотной кислоты и на теплоту сгорания запальной проволоки, а также поправки на теплообмен с окружающей средой и калибр термометра. [c.49]
В ГОСТ 21261—75 навеска топлива составляет 0,5—0,6 г. Для определения теплоты сгорания топлив производят не менее двух сжиганий и рассчитывают теплоту сгорания как среднеарифметическое из этих результатов. Расчет производят по формуле, учитывающей изменение температуры воды в калориметре от сжигания навески, тепловой эквивалент калориметра и все необходимые поправки (см. стандарт). [c.49]
Точность определения теплоты сгорания топлив сжиганием в калориметрической бомбе, указываемая в различных стандартных методах, колеблется от 120 до 545 кДж/кг (от 30 до 130 ккал/кг). Стремление повысить точность определения этого основного показателя свойств топлива как источника энергии привело к созданию сверхточных прецизионных методов оценки теплоты сгорания [3, 24, 25]. Повышение точности достигается путем совершенствования самого калориметра, системы замера температур, приемов сжигания навески и др., а принцип метода и основная процедура те же. [c.49]
Для получения относительно точного результата экспериментального определения теплоты сгорания топлив требуется длительное и тщательное проведение испытания в особых условиях — нужно калориметр устанавливать в специальном отдельном помещении и оберегать его от движения воздуха, изменения температуры помещения и т. д. В связи со сложностью и длительностью прямых определений для оценки теплоты сгорания топлив были разработаны различные расчетные методы. Они основаны или на расчете по элементному составу топлив (который тоже довольно сложно определить экспериментально) или по некоторым физико-химическим характеристикам, связанным непосредственно с углеводородным составом топлива, в частности по значению анилиновой точки и плотности [3, 22, 26]. [c.50]
По стандартным расчетным методам ASTM D 1405 и ГОСТ 11065—64 [3, 7] используют следующие зависимости теплоты сгорания топлив от значений анилиновой точки и плотности. [c.50]
Теплоту сгорания, полученную в ккал/кг, пересчитывают в кДж/кг умножением на коэффициент 4,1868. [c.51]
В некоторых зарубежных спецификациях на реактивные топлива для характеристики теплоты сгорания топлива указывают также величину произведения анилиновой точки (в °F) на плотность (в °АР1). [c.51]
Для определения анилиновых точек имеются стандартные методы, которые используют и при определении группового углеводородного состава топлив [2, 27], — ASTM. D 611, DIN 51775. Эти стандартные методы основаны на определении минимальной равновесной температуры растворения равных объемов анилина и образца (анилиновая точка) или определения этой температуры для смеси двух объемов анилина, одного объема образца и одного объема растворителя — н-гептана (анилиновая точка смешения). [c.51]
Сущность метода состоит в следующем. Предписанный объем анилина и образца (или еще и растворителя) помещают в пробирку и перемешивают механическим путем. Затем смесь нагревают с регламентированной скоростью, пока две фазы полностью не смешаются, после этого смесь охлаждают, также при определенном режиме, и отмечают температуру, при которой две фазы вновь разделяются. Эту температуру и считают анилиновой точкой. [c.51]
Анализ проводят в простом приборе с пробиркой из термоустойчивого стекла, вставленной на корковой пробке в другую пробирку, которая служит воздушной рубашкой. Внутрь испытательной пробирки вставляют термометр (шарик термометра должен находиться на границе раздела двух фаз) и механическую мешалку. Прибор нагрев ают в воздушной пли в жидкостной бане. Жидкость в бане должна быть безводная, нелетучая, прозрачная (чаще всего используют глицерин). Стандартом предусмотрено также применение для нагрева инфракрасной лампы (250— 375 В), снабженной приспособлениями для контроля нагрева. Имеется и автоматический аппарат для определения анилиновой точки. [c.51]
Анилин при анализе нужно применять свежеперегнанным. [c.51]
В стандарте ASTM D 611 предусмотрено три варианта А — применим к светлым прозрачным образцам или образцам не темнее 6,5 при определении цвета по методу ASTM D 1500 В —применим к окрашенным образцам С —метод, в котором используется автоматический аппарат. Во всех трех вариантах, а также при определении анилиновой точки смешения для анализа берут 10 мл анилина и 10 мл образца (или 5 мл образца и 5 мл растворителя). [c.51]


Вернуться к основной статье


© 2025 chem21.info Реклама на сайте