Определение цетанового числа дизельного топлива

Склонность дизельного топлива к самовоспламенению и возникновению жесткой работы оценивают по цетановому числу.

Цетановое число – это показатель самовоспламеняемости дизельного топлива, численно равный объемному проценту цетана в эталонной смеси, которая в условиях испытания равноценна по воспламеняемости испытуемому топливу. Самовоспламеняемость смеси численно равно процентному содержанию (по объему) цетана. Цетан обладает высокой склонностью к самовоспламенению (имеет малую задержку самовоспламенения), и его воспламеняемость условно принята за 100 ед., а a-метилнафталин, наоборот, имеет большую задержку самовоспламенения, и его воспламеняемость принята за 0. Если смесь, например, состоит из 40 % цетана (нормальный гексадекан С₁₆Н₃₄) и 60 % a-метилнафталина (ароматический углеводород С₁₁Н₁₀), то принято считать, что её цетановое число равно 40.

Определение цетанового числа производится на установках ИТ9-3М (рис. 2.5) или ИТД-69, основным агрегатом которых является одноцилиндровый предкамерный дизель с рабочим объемом 652 см³  и переменной степенью сжатия. Для современных быстроходных дизелей применяют топлива с цетановыми числами 45 - 50. Однако дизельные топлива должны иметь величину цетанового числа в определенных оптимальных пределах. Применение топлив с цетановым числом менее 40 может привести к жесткой работе двигателя. Повышение цетанового числа выше 50 нецелесообразно, так как все топливо не воспламеняется сразу и при этом зиждется экономичность двигателя и наблюдается сильное дымление.

Более высокое цетановое число обеспечивает меньшее время пуска при данной температуре.

Рис. 2.5. Установка ИТ9-3М для определения цетанового числа

по методу совпадения вспышек

Цетановые числа дизельных топлив, используемых в ряде стран: Португалия –50,0; Финляндия – 47,8; Италия – 50,8; Швеция – 48,5; Бенилюкс – 50,1; Испания – 51,0; Турция – 55,0; Франция – 51,8; Великобритания – 52,0.

Дизельное топливо с низким цетановым числом – это источник загрязнения окружающей среды и самого двигателя. При снижении цетанового числа от 55 единиц до 40 единиц повышается выброс вредных и опасных веществ (СО в 2 раза, СН – 1,5 раза, окись азота – в 1,5 раза, сажи на 50 %).

Цетановое число дизельного топлива приближенно может быть подсчитано при температуре +20 ⁰С по формуле (отличается от действительного на 2-3 ед.):

,

где - вязкость топлива при 20 ⁰С;

 - плотность топлива при 20 ⁰С.

Если известен групповой химический состав дизельного топлива, то цетановое число можно подсчитать по формуле:

ЦЧ = 0,85 П + 0,1 Н – 0,2 А,

Где П, Н, А – содержание в топливе парафиновых, нафтеновых и ароматических углеводородов, % по весу.

По ГОСТ 305-82 цетановое число дизельного топлива должно быть не менее 45.

Величина поверхностного натяжения  (эрг/см²) характеризует испаряемость и распыливаемость топлива и влияет на параметры факела. Её можно определить по формуле:

.

Для лучших сортов дизельных топлив поверхностное натяжение лежит в пределах 27-28 эрг/см². Для тяжелых сортов топлив и топлив, хранящихся длительное время, эта величина достигает 29-30 эрг/см².

Формула для подсчета цетанового числа

=_____________________________________