Cтраница 1
Фракционный состав дизельного топлива также оказывает большое влияние на скорость его испарения и образования смеси с воздухом после впрыска. Однако облегчение фракционного состава ухудшает воспламенительные свойства дизельного топлива. [1]
Фракционный состав дизельного топлива. [2] |
Фракционный состав дизельного топлива так же, как и бензина, определяют ( ГОСТ 2177 - 82) нагреванием 100 мл топлива в специальном приборе; образующиеся пары охлаждают, конденсат собирают в мерный цилиндр. В процессе разгонки фиксируют температуру выкипания 50 и 96 % топлива. [3]
Фракционный состав дизельных топлив оценивают так же, как и фракционный состав бензинов: температурами выкипания 10, 50 и 90 % ( об.) топлива. За конец кипения принимают температуру выкипания 96 % ( об.) топлива. Однако значения отдельных температур выкипания для оценки эксплуатационных свойств дизельных топлив и бензинов существенно различны. Пусковые свойства дизельных топлив в какой-то мере характеризует лишь температура выкипания 50 % ( об.) топлива. Применение очень легких топлив при низких температурах воздуха не облегчает, а наоборот, затрудняет пуск двигателя. Дело в том, что на испарение большого количества легких фракций топлива затрачивается тепло, вследствие чего снижается температура в конце сжатия и скорость протекания предпламен-ных реакций уменьшается. [4]
Цетановые числа углеводородов. [5] |
Фракционный состав дизельных топлив имеет важное значение для работы дизеля. При увеличении содержания легких фракций в дизельном топливе повышается критическое давление воспламенения рабочей смеси, появляются стуки в цилиндрах и разжижается картерное масло. Слишком тяжелые ф ракции сгорают неполно и увеличивают отложение нагара в камере сгорания. Газойлевые фракции прямой перегонки парафинистых нефтей имеют высокие цетановые числа, сгорают в дизеле плавно, без стуков и являются хорошим топливом для быстроходных дизелей. Фракции же вторичного происхождения, содержащие значительное количество ароматических и олефиновых углеводородов, имеют низкие цетановые числа, сгорают в дизеле со стуком и дают большое отложение нагара на поршнях, клапанах и стенках камеры сгорания двигателя. Поэтому газойли, получаемые при вторичных процессах переработки нефти, в чистом виде в быстроходных дизелях не применяют, их в небольших количествах ( до 20 %) добавляют к дизельным топл ивам прямой перегонки. [6]
Фракционный состав дизельного топлива косвенно характеризует его испаряемость. Топливо с облегченным фракционным составом легче испаряется. Для автомобильных дизелей наиболее удовлетворительным является топливо, состоящее из фракций, выкипающих при температурах 200 - 360 С. Чем уже интервал температур, в котором выкипает топливо, тем лучше процесс его сгорания в двигателе. [7]
Фракционный состав дизельного топлива характеризует наличие в нем спектра углеводородов. В стандартную колбу наливают 100 мл топлива и нагревают. Испарившуюся часть топлива конденсируют в специальном приемнике-холодильнике. При этом отмечают, какая часть топлива перегналась из колбы в приемник при заданной температуре. [8]
Фракционный состав дизельного топлива также оказывает серьезное влияние на скорость его испарения и образования смеси с воздухом после впрыска. Однако облегчение фракционного состава ухудшает воспламенительные свойства дизельного топлива. Хотя условия испарения топлива в двигателях резко отличны от условий перегонки в стандартном аппарате, испытания различных топлив в дорожных и летных условиях дали возможность установить определенную связь между нормируемыми температурами при стандартной разгонке и поведением топлива в двигателе. [9]
Фракционный состав дизельного топлива, определяемый по ГОСТ 2177 - 59, в значительной мере влияет на важный показатель дизельного топлива - вязкость. [10]
Фракционный состав дизельного топлива влияет на полноту сгорания, условия распыливания, дым-ность выхлопа, степень нагарообразования. При высоком содержании легких фракций увеличивается давление сгорания, двигатель работает более жестко. В то же время утяжеление топлива ухудшает условия распыливания, уменьшает скорость образования рабочей смеси, приводит к повышенному дымлению и снижению экономичности двигателя. Оптимальный фракционный состав диктуется конструктивными особенностями дизелей и условиями их эксплуатации. Стандартом на дизельное топливо установлены следующие ограничения по температуре перегонки 50 % и 96 % ( соответственно): для летнего дизтоп-лива - не выше 280 С и 360 С, для зимнего дизтоплива - не выше 280 С и 340 С, для арктического дизтоплива - не выше 255 С и 330 С. [11]
Фракционный состав дизельных топлив оценивается теми же характерными температурами перегонки фракций, что и у бензинов. [12]
Фракционный состав дизельных топлив является показателем их испаряемости. В дизельном двигателе испарение топлива происходит в среде очень сильно нагретого воздуха. Поэтому, несмотря на слишком малое время для смесеобразования, большая часть топлива успевает испариться и образовать рабочую смесь. При этом фракции топлива с очень низкими температурами перегонки плохо воспламеняются. Следовательно, дизельное топливо должно иметь оптимальный фракционный состав, чтобы он не затруднял испарения и не ухудшал воспламеняемости. [13]
Фракционный состав дизельного топлива влияет на полноту сгорания, условия распыливания, дым-ность выхлопа, степень нагарообразования. При высоком содержании легких фракций увеличивается давление сгорания, двигатель работает более жестко. В то же время утяжеление топлива ухудшает условия распыливания, уменьшает скорость образования рабочей смеси, приводит к повышенному дымлению и снижению экономичности двигателя. Оптимальный фракционный состав диктуется конструктивными особенностями дизелей и условиями их эксплуатации. Стандартом на дизельное топливо установлены следующие ограничения по температуре перегонки 50 % и 96 % ( соответственно): для летнего дизтоп-лива - не выше 280 С и 360 С, для зимнего дизтоплива - не выше 280 С и 340 С, для арктического дизтоплива - не выше 255 С и 330 С. [14]
Фракционный состав дизельного топлива также оказывает большое влияние на скорость его испарения и образования смеси с воздухом после впрыска. Однако облегчение фракционного состава ухудшает воспламенительные свойства дизельного топлива. Хотя условия испарения топлива в двигателях резко отличны от условий перегонки в стандартном аппарате, однако при испытаниях различных топлив в дорожных и летных условиях была найдена определенная связь между нормируемыми температурами при стандартной разгонке и поведением топлива в двигателе. Это и дает возможность устанавливать необходимые требования к фракционному составу топлив, предназначенных для различных двигателей. [15]
Страницы: 1 2 3 4
Топливо для высокооборотных дизелей должно отвечать следующим эксплуатационным требованиям:
иметь хорошую прокачиваемость при различных температурах окружающей среды;
иметь хорошие распыл, смесеобразование и воспламеняемость;
обладать соответствующей вязкостью;
не содержать сернистых соединений, органических и минеральных кислот, воды, механических примесей;
при сгорании выделять возможно большее количество теплоты;
быть стабильными и не менять свойств при длительном хранении.
Фракционный состав дизельных топлив характеризуется температурами перегонки 10, 50 и 96% топлива. t10% указывает на наличие в топливе сравнительно низкокипящих фракций, которые относительно легко испаряются, но плохо воспламеняются. Поэтому содержание низкокипящих фракций ограничивают, t50% в некоторой степени характеризует пусковые качества дизельных топлив: снижение t50% до известного предела улучшает пусковые свойства топлива. t96 % (конец перегонки) показывает, содержание в топливе трудноиспаряющихся фракций, ухудшающих смесеобразование и влекущих неполное сгорание. Этот показатель (фракционный состав) ограничивают по ГОСТу верхним пределом температуры.
Таким образом, конструктивные особенности и конкретные условия эксплуатации дизелей должны учитываться наравне с возможностями промышленности по созданию топлив с оптимальными вязкостью и фракционным составом, определяющими испаряемость топлив в двигателе и условия их хранения.
Воспламеняемость дизельного топлива — это способность его загораться в двигателе без воздействия постороннего источника (искры, пламени) зажигания; воспламенение горючей смеси в дизеле происходит 'под влиянием высокой температуры окружающей среды в результате бурно протекающих реакций холодно-пламенного окисления.
От воспламеняемости в большой степени зависит характер протекания последующего процесса сгорания смеси, мягкая или жесткая работа дизеля и степень использования теплоты сгорания топлива.
Жесткая работа дизеля заключается в резком нарастании давления в цилиндрах, отнесенном к градусу поворота коленчатого вала
С момента начала впрыска топлива начинается первая фаза процесса горения, во время которой топливо, попав в среду сжатого горячего воздуха, распиливается и испаряется; тотчас начинаются холоднопламенные процессы окисления и распада молекул топлива с образованием первичных продуктов окисления — перекисей.
Время от начала впрыска до момента воспламенения всей смеси называют пер иодом, задержи и воспламенения (та).
После воспламенения рабочей смеси наступает вторая фаза, во время которой, давление в цилиндре двигателя повышается за счет быстрого сгорания топлива, накопившегося в течение первой фазы. Чем длительнее период задержки воспламенения, тем больше накапливается в камере сгорания топлива и тем резче нарастает давление в двигателе.
Для большинства быстроходных дизелей при скорости нарастания давления -^- более 5...7 кгс/см2 на один градус поворота коленчатого вала работа двигателя становится жесткой. Лишь для отдельных типов форсированных дизелей допустима скорость нарастания давления более 7...8 кгс/см2 на градус поворота коленчатого вала.
Жесткая работа сопровождается стуками, дымным выпуском, отработавших газов, перегревом дизеля и этим внешне напоминает детонацию в карбюраторных двигателях.
В третьей фазе горения свежие порции впрыскиваемого топлива попадают в среду пламени, тотчас загораются и сгорают по мере поступления. Эта фаза характеризуется плавным нарастанием давления и заканчивается с прекращением впрыска
В четвертой фазе происходит догорание топлива, расширение газов и выпуск их из цилиндра.
Продолжительность периода задержки воспламенения зависит как от ряда конструктивных и эксплуатационных факторов, так и от воспламеняемости используемого топлива. Большое значение здесь имеет температура в камере сгорания. С ее повышением ускоряется испарение впрыснутого топлива и интенсифицируются процессы холодно-пламенного окисления. В результате период задержки воспламенения сокращается. Все, что повышает температуру в камере сгорания к моменту начала впрыска топлива, сокращает период задержки воспламенения и делает работу дизелей более мягкой.
Цетановым числом дизельного топлива называют щюцентное содержание (по объему) цетана в искусственно приготовленной смеси, которая по характеру сгорания (самовоспламенения) равноценна испытуемому топливу. Цетановое число на установке ИТ9-3 определяют следующими методами: по критической степени сжатия, запаздыванию самовоспламенения или моменту совпадения вспышек.
Приближенно цетановое число можно оценить по вязкости и плотности:
плотность топлива, кг/м3; v20 — вязкость топлива при 20°С, мм2
Вязкость — это то сопротивление, которое оказывают частицы жидкости их взаимному перемещению под действием внешней силы. Для работы карбюраторных двигателей вязкость топлива не имеет практического значения, так как у бензинов она очень невелика (меньше, чем у воды). На работу дизелей этот показатель оказывает существенное влияние: как уменьшение, так и увеличение вязкости приводит к различным неполадкам.
Вязкость бывает абсолютной, когда оценивают внутренние свойства жидкости, и условной.
Абсолютная вязкость может быть динамической и кинематической.
Динамическая вязкость tj—коэффициент внутреннего трения, измеряемый в пуазах (П). Пуаз — это такое сопротивление, которое оказывают взаимному перемещению частицы, если два слоя жидкости пло-
щадью в 1 см2, находящиеся друг от друга на расстоянии 1 см, перемещаются со скоростью 1 см/с под действием внешней силы в 1 дину (г-см/с2).
Кинематическая вязкость v — удельный коэффициент внутреннего трения. Ее обычно рассматривают при оценке свойств нефтепродуктов. Кинематическая и динамическая вязкости связаны между собой плотностью: v = r)/p. Кинематическую вязкость измеряют в стоксах (Ст) или сантистоксах (сСт): 1 Ст = = 10-4 м2/с, 1 сСт=10-6 м2/с=1 мм2/с. Вязкость дистиллированной воды при 20,2 °С составляет 1 сСт.
Условная вязкость размерности не имеет. Она показывает, во сколько раз вязкость нефтепродуктов при температуре измерения больше или меньше вязкости воды при 20 °С. Ее обозначают в условных градусах (°ВУ). В стандартах и технических условиях на нефтепродукты данным показателем пользуются редко.
склонность к отложениям
Образование смолистых и углистых отложений (нагара) в дизелях зависит как от состояния и режима их работы, так и от качества топлив: содержания фактических смол, вязкости, углеводородного и фракционного состава. Особенно вредно сказывается • присутствие в топливах смолистых веществ.
Фактические смолы в дизельных топливах являются примесями, оставшимися после очистки базовых дистиллятов; в про* цессе хранения топлив смол в них образуется мало, так как дизельные топлива практически не содержат непредельных .углеводородов.
Смолы вызывают закоксовывание выпускных клапанов, головок форсунки и продувочных окон. Закоксовывание клапанов ведет к нарушению их посадки и зависанию. При закоксовывании отверстий форсунок нарушается нормальное распыливание топлива, а в двухтактных дизелях это явление приводит иногда к отрыву головок насосов-форсунок.
Смолистые вещества засоряют фильтры тонкой очистки и ухудшают подачу топлива в двигатель. Выпадение смолистых пленок на иглах распылителей форсунок зачастую приводит к зависанию игл, что часто наблюдается при работе двигателей на сернистых топливах.
Образование нагара в камере сгорания может быть следствием как неполного испарения топлива с тяжелым фракционным составом, так и его плохого распиливания из-за повышенной вязкости.
Повышенный тепловой режим, неисправность топливной аппаратуры также способствуют образованию углистых отложений в камере сгорания. Особенно ощутимо сказывается падение давления впрыска, так как при этом резко ухудшается .качество распиливания. Поэтому нельзя допускать длительной работы дизелей на малых оборотах.
Дизельное топливо, как нефть и нефтепродукты, не имеет фиксированного химического состава. Он меняется, зависит от ряда внешних факторов. Точные наименования компонентов продукта, их отношение к общей массе горючего определяются в лаборатории опытным методом.
Дизельное топливо состоит из набора определенных химических элементов:
В составе могут присутствовать дополнительные элементы: смолистые, сернистые соединения, вода, механические примеси.
Парафиновые углеводороды (алканы, нефтяные парафины) представляют собой смесь твердых углеродов с содержанием в молекуле максимального количества атомов водорода и атомов углерода в количестве 18-35. Присутствуют во всех природных жидких ископаемых – метане, нефти, пропане – и их производных. Подвержены крекингу.
Нафтеновые углеводороды (циклоалканы) представляют собой циклические насыщенные углеводороды, характеризующиеся циклическим строением атомов в молекулах. В нефтепродуктах, из которых производят солярку, встречаются преимущественно гомологи циклогексана и циклопентана. Присутствуют во всех нефтепродуктах, кроме газообразных веществ.
Ароматические углеводороды (арены) – органические циклические соединения. Характеризуются ароматической системой: расположением шести углеродно-водородных групп в углах молекулярного шестиугольника. Это явление называется бензольным кольцом. Склонны к реакциям замещения. Присутствуют во многих конечных продуктах, полученных путем переработки нефтяных фракций.
Отношение углеводородов определенной группы к общей массе топлива, значит и общий состав солярки, зависят от многих факторов:
Главное, от чего зависит соотношение компонентов горючего – исходный состав нефти, из которой оно производится.
Состав солярки влияет на многие параметры:
Устойчивость к низким температурам. Чтобы снизить температуру застывания топлива до минусовых отметок, в его компоненты добавляют тяжелые фракции углеводорода. Максимальное процентное соотношение таких соединений – в арктической марке дизельного топлива.
Износ двигателя. Качество топлива влияет на работу ДВС и его долговечность. Чем больше нафтеновых кислот, водорода, смол и посторонних примесей, тем быстрее будет изнашиваться мотор.
Цетановое число. Оно характеризует воспламеняемость горючего в цилиндре. Чем выше число, тем лучше. Высшие показатели воспламеняемости наблюдают у топлива с высоким содержанием парафиновых углеводородов.
Вязкость. Она частично определяет допустимую температуру эксплуатации топлива. Например, летнее ДТ кристаллизуется (застывает) при -10ºC, начинает густеть при -5ºC. Этот параметр напрямую зависит от содержания в топливе алканов: парафиновых углеводородов. Чем их меньше, тем больший мороз выдержит горючее, тем
Испаряемость. Она зависит от содержания в составе смолистых соединений. Чем их больше, тем сложнее воспламеняется горючее в ДВС.
Точный химический состав дизельного топлива также влияет на любые другие его характеристики, вплоть до коксуемости.
Cтраница 1
Изменение коэффициента избытка воздуха с ростом нагрузка. [1] |
Химический состав дизельного топлива устанавливается в лабораториях. [2]
О химическом составе дизельных топлив и его влиянии на уровень цетанового числа ( воспламеняемость), низкотемпературные свойства, вязкость и вязкостнотемпературные свойства, нагарообразующие свойства и другие кратко рассказано в предыдущих разделах. Тем не менее, считаем необходимым тезисно повторить о влиянии химического состава, формирующегося в процессах первичной переработки нефти и в процессах вторичной переработки нефтяного сырья. [3]
Свойства ИБР существенно зависят от химического состава дизельного топлива, прежде всего от соотношения в нем парафиновых и нафтеновых углеводородов, и от состава битума, являющегося дисперсной фазой растворов. [4]
В соответствии с этим требования к химическому составу дизельных топлив прямо противоположны тем, которые предъявляются к карбюраторным топливам. [5]
Температура помутнения, кристаллизации и застывания зависит от химического состава дизельного топлива. У парафиновых углеводородов эти температуры обычно высокие, часто положительные. По этой причине нефти парафинового основания используют для получения летних сортов дизельного топлива. Многие нафтеновые углеводороды имеют низкую температуру застывания ( ниже - 50 С), из содержащих их нефтей получают зимние сорта топлива. Ароматические углеводороды имеют высокую температуру застывания, а кроме того, вызывают повышенное нагарообразование, поэтому их наличие в дизельном топливе нежелательно. [6]
Величина запаздывания самовоспламенения и температура самовоспламенения зависят прежде всего от химического состава дизельного топлива, имеют значение при запуске холодного двигателя и оказывают большое влияние на протекание сгорания. [7]
Период задержки самовоспламенения и температура самовоспламенения зависят прежде всего от химического состава дизельного топлива, они имеют значение при запуске холодного двигателя и оказывают большое влияние на протекание сгорания. [8]
Результаты опытов, приведенные в табл. 69, показали хорошее совпадение параметров горения с физико-химическими свойствами и прежде всего химическим составом дизельных топлив. [9]
Результаты опытов, приведенные в табл. 67, показали хорошее совпадение параметров горения с физико-химическими свойствами и прежде всего с химическим составом дизельных топлив. [10]
Одно из новых требований к дизельному топливу - максимально низкая токсичность продуктов его сгорания, определяемая содержанием оксидов серы и сажи, которое должно быть снижено в 3 - 4 и 2 - 3 раза соответственно. Анализ химического состава дизельных топлив показывает, что для удовлетворения этих требований необходимо уменьшить в них содержание серы в 3 - 4 раза и ароматических углеводородов, особенно полициклических, в 2 - 3 раза. [11]
Влияние концентрации. [12] |
В карбюраторном двигателе повышение степени сжатия и температуры камеры сгорания усиливает стуки. В двигателе с воспламенением от сжатия повышение давления и температуры цикла снижает стуки. Поэтому требования к химическому составу дизельных топлив прямо противоположны требованиям к топливам для карбюраторных двигателей. [13]
Жесткая работа двигателя дизеля, как известно, связана с длительностью периода задержки воспламенения горючей смеси. Как температура самовоспламенения, так и период индукции являются функциями химического состава дизельного топлива. [14]
Впрыскиваемое в цилиндр топливо воспламеняется не сразу. Время, протекающее с момента впрыска топлива в камеру сгорания до его воспламенения, называется периодом задержки воспламенения и исчисляется в сотых долях секунды. Продолжительность периода задержки воспламенения зависит в основном от химического состава дизельного топлива. [15]
Страницы: 1
"Питер - АТ"
ИНН 780703320484
ОГРНИП 313784720500453