Методические указания по проведению лабораторных работ для студентов автотранспортного техникума (стр. 2 из 8)
Плотность нефтепродуктов замеряется по ГОСТ 3900-85 с помощью прибора – нефтеденсиметра (ареометра). Сущность определения заключается в погружении денсиметра в жидкость и отсчете плотности по его шкале. Чем больше плотность топлива, тем большая выталкивающая сила действует на нефтеденсиметр и тем на меньшую глубину он погружается в жидкость (и наоборот).
Плотности различных нефтепродуктов при 20 град. (г/см3/:
бензины авиационные – 0,74 – 0,75;
бензины автомобильные – 0,69 – 0,76;
дизельное топливо – 0,83 – 0.91;
керосины – 0,75 – 0,83.
В чистый стеклянный цилиндр емкостью 250 мл и диаметром 50 мм налить испытуемое топливо, дать ему отстояться, чтобы выделились пузырьки воздуха и топливо приняло температуру окружающего воздуха (допускается отклонение не более 5 град.).
Выбрать нефтеденсиметр 1 с соответствующим делением шкалы и, держа его за верхнюю часть, осторожно и медленно погрузить в стеклянный цилиндр с топливом 2, чтобы он не касался стенок цилиндра. Нельзя преждевременно выпускать из рук нефтеденсиметр, т.к. при его быстром погружении в жидкость он может удариться о дно цилиндра и разбиться. Также нельзя погружать его сверх меры, т.к. топливо смочит стержень денсиметра выше отметки шкалы, которая соответствует плотности данной жидкости, и утяжелит его и исказит показания (рис. 1)
Рис. 1. Схема нефтеденсиметра
После того как нефтеденсиметр установится и колебания его прекратятся, следует произвести отсчет по верхнему краю мениска. При отсчете глаз наблюдателя должен находиться на уровне мениска (рис. 1). Отсчет, произведенный по шкале нефтеденсиметра, дает плотность топлива при температуре измерения (она указывается на шкале термометра нефтеденсиметра)
Для пересчета полученного значения плотности на стандартную температуру t = 20 С используется формула:
Р20 = Рt + Y ( t – 20),
Где Рt – плотность испытуемого топлива при температуре
испытания, г/см3;
Y – температурная поправка на плотность, определяемая
по таблице;
t - температура, при которой определялась плотность.
Таблица 1
Температурная поправка на 1 С
Замеренная Температурная Замеренная Температурная
плотность поправка на 1 С плотность поправка на 1 С
0,72-0,7299 0,000870 0,82-0,8299 0,000738
0,73-0,7399 0,000857 0,83-0.8399 0,000725
0,74-0,7499 0,000844 0,84-0,8499 0,000712
0,75-0,7599 0,000831 0,85-0,8599 0,000699
0,76-0,7699 0,000818 0,86-0.8699 0,000686
0,77-0,7799 0,000805 0,87-0,8799 0,000678
Продолжение таблицы 1
Замеренная Температурная Замеренная Температурная
плотность поправка на 1 С плотность поправка на 1 С
0,78-0,7899 0,000792 0,88-0,8899 0,000660
0,79-0.7999 0,000778 0,89-0,8999 0,000647
0,80-0,8099 0,000765 0,90-0.9099 0,000633
0.81-0.8199 0.000752 0,91-0.9199 0,000620
5.5.Определение давления насыщенных паров бензина
Давление насыщенных паров характеризует испаряемость головных фракций бензинов, и прежде всего их пусковые качества. Это давление в Па, развиваемое парами топлива в момент равновесия между жидкой и паровыми фазами, и определяется согласно ГОСТ 1756-52, который предусматривает замер давления при температуре +38 С и при соотношении объемов жидкой и паровой фаз бензина 1:4. Госстандартом нормируется давление насыщенных паров для летних бензинов – до 670 гПа, зимних – оно должно быть в пределах 670-930 гПа. Превышение указанных значений не допускается.
Чем выше давление насыщенных паров, тем легче испаряется бензин и тем быстрее происходят пуск и прогрев ДВС. Однако, если оно велико, то бензин может испариться до смесительной камеры карбюратора, что приведет к ухудшению наполнения цилиндров, образованию «паровых пробок» в системе питания и снижению мощности ДВС, перебоям в работе и остановке двигателя.
Перед испытанием пробу топлива и нижнюю камеру прибора следует предварительно охладить от 0 до -4 С.
Определить начальную температуру верхней камеры прибора, вложив в камеру термометр и продержав его там не менее 5 мин.
Как можно быстрее полностью заполнить нижнюю камеру охлажденным топливом (чтобы избежать потерь легких фракций топлива) и быстро соединить обе камеры, уплотнив соединение с помощью гаечного ключа, т.к. неплотное уплотнение камер влечет за собой довольно большие ошибки.
Собранный прибор опрокинуть и сильно несколько раз встряхнуть
(для переливания топлива из нижней камеры в верхнюю с целью ускорения испарения топлива).
Прибор перевести в вертикальное положение и погрузить в водяную баню, следя за тем, чтобы не было утечки паров топлива через неплотности. При обнаружении утечки – испытание прекратить, а новое провести с другой порцией топлива.
Спустя 5 мин. после погружения прибора в водяную баню отметить показания манометра. Затем вытащить прибор из водяной бани, опрокинуть его и несколько раз встряхнуть и снова погрузить в водяную баню.
Данную операцию повторяют через каждые 3-5 мин., причем как можно быстрее, чтобы прибор не успел охладиться. Такие операции проводятся до тех пор, пока давление в приборе не стабилизируется, после чего показание манометра фиксируются в мм рт. ст., а затем переводятся в гПа.
Далее прибор следует вытащить из водяной бани, разобрать, топливо слить в банку с отработанными образцами и резиновой грушей продуть верхнюю и нижнюю камеры для удаления паров бензина.
При сборке прибора в верхней камере присутствовал воздух с парами воды, которые при нагреве принимали участие в повышении давления насыщенных паров. Поэтому необходимо внести поправку в показания манометра, величина которой зависит от начальной температуры верхней камеры и барометрического давления в момент сборки прибора.
Поправка берется из таблицы 2 и вычитается из показаний манометра. Если барометрическое давление в момент испытания имеет промежуточное значение между указанными в табл.2, то оно округляется в ближайшую сторону.
Таблица 2
Поправка для определения истинного давления насыщенных
паров
начальная темпера- Поправки для различных значений баромет-
тура верхней Каме- рического давления, Па
ры прибора, град.
1 2 3 4 5 6
10 116 115 114 113 112
11 112 111 110 109 108
12 109 108 107 106 105
13 105 104 103 102 101
14 101 100 99 99 98
15 98 97 96 95 94
16 94 93 92 91 90
17 89 88 88 88 87
18 86 85 84 84 83
19 83 82 81 80 80
20 78 78 77 77 76
21 74 74 73 73 72
22 70 70 69 69 68
23 67 66 66 65 65
24 63 62 62 61 61
Продолжение таблицы 2
1 2 3 4 5 6
25 59 58 58 57 57
26 55 54 54 53 54
27 51 50 50 49 49
6.Контрольные вопросы
1.Назовите основные показатели качества автомобильного бензина.
2.Как можно определить в топливе наличие водорастворимых кислот, щелочей и непредельных углеводородов ? Как их наличие в топливе влияет на работу двигателя и его систем ?
3.Как определяется плотность топлива, значение плотности ?
4.Какое влияние на показатели топлива влияет давление насыщенных паров топлива ? Что оно характеризует ?
5.При каких условиях определяется давление насыщенных паров топлива ?
6.Назовите основные марки автомобильных бензинов и возможные условия их применения.
Лабораторная работа № 2
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ФРАКЦИОННОГО СОСТАВА
ТОПЛИВА
1.Цель работы
Определить фракционный состав топлива, то есть зависимость между количеством его (в процентах по объему) и температурой, при которой оно перегоняется; оценить качество топлива; установить область применения.
2.Общие положения
Фракционный состав, также как и давление насыщенных паров бензина определяют его способность образовывать однородную бензино-воздушную смесь нужного состава при различных условиях работы ДВС, в том числе при низких и высоких температурах, минимальной и максимальной частоте вращения коленчатого вала и т.д., то есть определяют карбюрационные качества бензина, от которых зависит безотказность работы двигателя.
По фракционному составу судят об испаряемости топлива, т.е. его способности переходить из жидкого состояния в газообразное. От испаряемости бензина зависит качество бензино-воздушной смеси, ее однородность и состав.
Бензин – это сложная смесь углеводородов, которые выкипают в пределах +35 +200 С.
Для характеристики фракционного состава в стандартах указывается температура, при которой перегоняется 10%, 50% и 90% бензина, а также температура начала и конца перегонки, которые являются важнейшими показателями, характеризующими сгорание топлива.
Температура выкипания 10% топлива характеризует его пусковые качества.Чем ниже эта температура, тем легче пуск холодного ДВС.
Однако, если бензин имеет слишком низкие температуры начала перегонки и перегонки 10%, в системе питания могут образоваться газовые и паровые пробки, что вызовет обеднение горючей смеси, которая приведет к перебоям или остановке ДВС.
После пуска двигателя, интенсивность его прогрева, устойчивость работы на малой частоте вращения коленчатого вала и приемистость
зависят главным образом от температуры перегонки 50% бензина.
Чем ниже эта температура, тем устойчивее работает ДВС, тем выше его приемистость, тем быстрее обеспечивается рабочая смесь нужного состава. Применение бензина с низкой t 50 может понизить коэффициент наполнения цилиндров и мощность ДВС.
По температура перегонки 90% и конца кипения судят о наличии в бензинах тяжелых трудноиспаряемых фракций, об интенсивности и полноте сгорания рабочей смеси и т.д. Чем ниже эта температура, тем полнее испаряется бензин в цилиндрах ДВС, тем меньше нагар, тем выше качество бензина.