Теоретичні відомості. Визначення фракційного складу палива
Практична робота № 4
Визначення фракційного складу палива
4.1 Мета роботи :
1) отримати уявлення про метод визначення випаровуваності палив;
2 ) навчитись давати оцінку експлуатаційним якостям палив по їх фракційного складу .
Теоретичні відомості
Фракція - це частина палива , яка википає в певних температурних межах. Фракційний склад - це найважливіший показник палива, що виражає залежність між температурою і кількістю палива , що переганяється при цій температурі.
Фракційний склад оцінюється величинами температур перегонки палива :
1 ) початку перегонки - 10% палива;
2 ) википання - 50 % палива ;
3 ) кінця перегонки - 90 % палива ;
4 ) залишком в колбі палива після перегонки - 90% палива.
За величиною температури перегонки 10 % палива судять про його пускові властивості.
Температура перегонки 50 % палива характеризує випаровуваність середніх фракцій , що впливають на час прогріву двигуна; стійкість його роботи і прийомистість ; рівномірний розподіл палива по циліндрах .
По температурі перегонки 90 % палива судять про наявність у ньому важких фракцій. З підвищенням температури википання 90 % палива збільшується його витрата і відбувається розрідження їм масла в картері . Це викликає підвищений знос деталей кривошипно – шатунного механізму .
Метод визначення фракційного складу нафтопродуктів призначається :
для бензинів (за винятком газового ) ; лігроїну ; гасу ; дизельного палива.
Прилад для визначення фракційного складу нафтопродуктів складається (рис. 4.1) :
1) зі скляної колби ємністю 125 мл з бічної відвідною трубкою ;
2 ) холодильника , виконаного у вигляді водяної ванни з трубкою що в ній проходить;
3 ) приймача конденсатомірного циліндра на 100 мл ;
4 ) малого циліндра на 10 мл ;
5 ) електроколбонагрівача з регулювальним реостатом ;
6 ) термометра.
Скляна колба для зменшення втрат тепла може бути поміщена в жерстяний кожух. На колбонагрівач покладена азбестова прокладка з отвором для дна колби . При перегонці бензину діаметр отвору повинен бути рівним 30 мм , а при перегонці гасу і дизельного палива - 50 мм. При визначенні фракційного складу дизельного палива в ванні холодильника повинна бути проточна вода з температурою на виході не вище +30 ° С , а при випробуванні бензину - вода з льодом.
Рис. 4.1 Схема установки для фракційної перегонки світлих нафтопродуктів: 1 - холодильник, 2 - мірний циліндр; 3 - колба з відвідною трубкою; 4 - електроплитка; 5 - металевий кожух, 6 - термометр; 7 - відвідна трубка; 8 - трубка холодильника
Порядок проведення фракційної перегонки наступний.
1. Випробне паливо слід попередньо ретельно збезводнити . Вода, що потрапила разом з нафтопродуктом в колбу , призведе при перегонці до миттєвого скипання і викиду вмісту через горло колби і майже неминучої пожежі. Паливо зневоднюється відстоюванням і обробляється хлористим кальцієм. Починаючи роботу потрібно перевірити відсутність слідів води і каламуті на дні склянки з зразком палива. При виявленні їх зразок до випробування не допускається.
2 . Сухим і чистим вимірювальним циліндром відміряти 100 мл зневодненого палива і обережно перелити його в колбу 3 , стежачи за тим , щоб воно не потрапило в відвідну трубку колби 7 . Для цього потрібно тримати колбу відвідною трубкою вгору. випробуваний продукт повинен мати температуру 20 ± 3 ° С.
3 . У шийку колби з паливом вставити термометр 6 , вмонтований у щільно пригнану пробку так , щоб вісь термометра збігалася з віссю шийки колби , а верхній край ртутної кульки термометра знаходився на рівні нижнього краю відвідної трубки в місці припою.
4 . Відвідну трубку 7 колби з'єднати з верхнім кінцем трубки 8 холодильника за допомогою щільно пригнаної пробки так , щоб відвідна трубка колби входила в трубку холодильника на 25-50 мм і не торкалася стінок останньої.
5 . На колбу 3 з бензином надіти термозахисний металевий кожух 5
6 . Вимірювальний циліндр 2 , яким відмірювалось випробне паливо , не висушуючи , поставити так , щоб зливна трубка холодильника входила в циліндр не менше ніж на 25 мм , але не нижче мітки 100 мм і не торкалася б його стінок . Отвір циліндра прикрити зверху ватою або листом фільтрувального паперу.
7 . Заповнити холодильник водою і підтримувати її рівень постійним трохи вище зливного отвору . Циркуляція води повинна бути постійною.
8 . Визначити барометричний тиск.
9 . Заготовити табл. 4 для запису результатів випробувань .
10 . Відрегулювати нагрів колби так , щоб перша крапля дистиляту впала з трубки холодильника в мірний циліндр не раніше , ніж через 5 і не пізніше , ніж через 10 хвилин після початку нагрівання.
11 . Записати температуру падіння першої краплі як температуру початку перегонки в табл. 4 .
12 . Після падіння першої краплі перегонку вести з рівномірною швидкістю 4-5 мл за хвилину ( 2-2,5 краплі в секунду) , вимірювальний циліндр підсунути до кінця трубки холодильника так , щоб дистилят стікав по стінці циліндра.
13. Записати температури , що відповідають моментам , коли рівень рідини в мірному циліндрі доходить до поділок , відповідних 10 , 20 , 30 , 40 , 50 , 60 , 70 , 80 , 90 % від початкової кількості взятого бензину 100 мл .
14. Після того як рівень бензину в циліндрі досягне 90 мл , посилити нагрів колби так , щоб до кінця розгонки залишалося від 3 до 5 хв.
15 . Записати температуру кінця перегонки. Для автомобільних бензинів моментом кінця перегонки вважається момент , коли ртутний стовпчик термометра після деякої зупинки на якийсь висоті почне опускатися. Максимальну температуру , показану термометром , записують як температуру кінця перегонки. Дизельне паливо закінчують досліджувати після перегону 96 % , лігроін і гас - 98 %.
16 . Після закінчення перегонки вимкнути нагрів колби , дати їй охолонути , злити воду з холодильника і розібрати прилад .
17. Залишок з колби перелити в малий мірний циліндр і записати його обсяг .
18 . Різниця між 100 мл і сумою обсягів дистиляту і залишку записати як втрати при перегонці .
19. Привести температури до нормального барометричного тиску за формулою
Тзам- заміряна температура;
С – поправка на барометричний тиск.
С = 0,00009 ( 101,3·103 - р ) (273 + Тзам) або
С = 0,00012 ( 760 – р1 ) (273 + Тзам).
р - барометричний тиск , Па; p1 - барометричний тиск , мм рт. ст.
У табл. 4.1 наведено наближене значення поправок , обчислених за наведеною формулою .
Поправки додаються у разі , коли барометричний тиск нижче 100000 Па (750 мм рт. ст. ) , і віднімаються , коли тиск вищий 102600 Па ( 770 мм рт. Ст ) . При барометричному тиску 100000-102600 Па ( 750-770 мм рт. ст. ) поправки не вносять.
Таблиця 4.1. Величина поправок на барометричний тиск
| Температурные Предели,˚С | Поправка,˚С, на разность в давлении на каждые | |
| 103 Па | 10мм рт.ст. | |
| 10-30 | 0,26 | 0,35 |
| 31-50 | 0,29 | 0,38 |
| 51-70 | 0,30 | 0,40 |
| 71-90 | 0,32 | 0,42 |
| 91-110 | 0,34 | 0,45 |
| 111-130 | 0,35 | 0, 47 |
| 131-150 | 0,38 | 0,50 |
| 151-170 | 0,39 | 0,52 |
| 171-190 | 0,41 | 0,54 |
| 191-210 | 0,43 | 0,57 |
| 211-230 | 0,44 | 0,59 |
| 231-250 | 0,46 | 0,62 |
| 251-270 | 0,48 | 0,64 |
| 271-290 | 0,50 | 0,66 |
| 291-310 | 0,52 | 0,69 |
| 311-330 | 0,53 | 0,14 |
| 331-350 | 0,56 | 0,74 |
| 351-370 | 0,57 | 0,76 |
| 371-390 | 0,59 | 0,78 |
| 391-410 | 0,60 | 0,81 |
| Температура,˚С | Конец перегонки | Количество,% | ||||||||||
| Начало перегонки | Выкипание,% | Остаток в колбе, % | Поте- ри, % | |||||||||
Таблиця 4.2. Результати дослідів