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

Т_зам - заміряна температура;

С – поправка на барометричний тиск.

С = 0,00009 (101,3·10³ - р) (273 + Т_зам) або

С = 0,00012 (760 – р₁) (273 + Т_зам).

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