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 см

---

³ 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

Показатели	А-80	А-92	А-96	АИ-98
Фракционный состав:
температура начала перегонки
бензина, ºС, не ниже	35	35	35	
перегоняется при температуре, ºС,
не выше:
10 %	70	75	75	75
50 %	120	120	120	120
90 %	190	190	190	190
температура конца кипения, ºС,
не выше	215	215	215	215
остаток в колбе, %, не более	1,5	1,5	1,5	1,5
остаток и потери, %, не более	4,0	4,0	4,0	4,0

Таблица 2 – Характеристики испаряемости бензинов всех марок

Показатели	Класс
	1	2	3	4	5
Фракционный состав:
температура начала
перегонки, ºС, не ниже	35	35	Не нормируется
пределы перегонки, ºС,
не выше:
10 %	75	70	65	60	55
50 %	120	115	110	105	100
90 %	190	185	180	170	160
конец кипения, ºС, не выше	215

---

Продолжение таблицы 2

Показатели	Класс
	1	2	3	4	5
объемная доля остатка
в колбе, %	2
остаток и потери, %	4
или
объем испарившегося
бензина, %,
при температуре:
70 ºС	10-45	15-45	15-47	15-50	15-50
100 ºС	35-65	40-70	40-70	40-70	40-70
180 ºС, не менее	85	85	85	85	85

Таблица 3 – Фракционный состав бензинов по ГОСТ Р 51105-97 марки Регуляр-92 (Нормаль-80)

Наименование показателя	А	В	С и С1	D и D1	E и E1	F и F1
Фракционный состав:
объём испарившегося бензина, %,
при температуре:
70 ºС (V70)	15-48		15-50
100 ºС (V100)			40-70
150 ºC (V150) не менее	75
температура конца кипения, ºС, не выше	215
остаток в колбе, % (по объёму), не более	2,0

---

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

Показатели	АИ-95	Значения ГОСТ 2084-77
Фракционный состав:
температура начала перегонки, ºС	35	не ниже 35
пределы перегонки, ºС:
10 %	66	не выше 75
20 %	71	―
30 %	81	―
40 %	92	―
50 %	105	не выше 120
60 %	116	―
70 %	128	―
80 %	144	―
90 %	169	не выше 190
конец кипения	200	не выше 215
объемная доля остатка в колбе, %	1,2	не более 1,5
остаток и потери, %	3,0	не более 4,0

---

Смотрите также файлы

• Биология пнінен 3тосана арналан жиынты баалауды тапсырмалары.docx

• Анализ по ценностным ориентирам личности. С 13 марта 2023 год.docx

• 2. Выбрать федеральное занятие, раскрывающее ценность созидательного труда человека на благо своей страны.docx

• 2. Сколько необходимо проволоки, чтобы огородить участок земли для огорода со сторонами 10 и 6 метров.ppt

• Физика, ылым ретінде, бізді оршаан лемдегі барлы табиат былыстарыны задылытарын жанжаты зерттейді.docx