Детонационная стойкость бензинов

Детонационная стойкость определяет способность топлива к нормальному горению, не сопровождаемому процессами взрывного характера - детонацией. Явление детонации связано с накоплением в объеме горения активных частиц - перекисей, способных при критической концентрации привести к взрывному распаду их с последующим самовоспламенением топлива, а затем к возникновению ударной волны и сгоранию оставшейся смеси со сверхзвуковой скоростью.

Антидетонационные свойства бензинов зависят от их химического состава. Наименьшей склонностью к детонации обладают изоалканы и ароматические углеводороды, наибольшей - алканы нормального строения, способные легко окисляться с образованием перекисных соединений. Алканы и нафтеновые углеводороды занимают в этом ряду промежуточное положение.

Оценка антидетонационных свойств бензинов производится по октановому числу методом сравнения их с двумя эталонными соединениями: 2,2,4-триметилпентаном (изооктаном), стойкость которого условно принята за 100 пунктов, и н-гептаном с нулевой стойкостью. Октановое число (о. ч.) бензина равно процентному содержанию изооктана в смеси с н-гептаном, которая при стандартных условиях испытания детонирует так же, как и испытуемый бензин. Обычно применяют два метода для определения октановых чисел - моторный и исследовательский. Октановое число бензина, найденное по исследовательскому методу, несколько выше октанового числа, определенного по моторному методу. Эта разница называется чувствительностью (она зависит от химического состава топлива). [13]

Одним из путей повышения детонационной стойкости бензинов является добавление присадок и высокооктановых добавок.

Определение детонационной стойкости осуществляется на специальных установках типа УИТ-85. Эти установки достаточно объемны и дорогостоящи. Ввиду больших габаритов двигателей им также необходим отдельный фундамент, так что такие установки обычно устанавливают на первых этажах или в подвальных помещениях.

Относительно доступным вариантом определения детонационной стойкости топлив являются портативные октанометры марки Shatox (рис. 19). Принцип их действия заключается на определении диэлектрических свойств топлив с учетом температуры топлива. Данные октанометры крайне просты в работе: достаточно залить нефтепродукт в измерительный стакан и выбрать на экране дисплея необходимый анализ. Таким образом, весь анализ будет длиться не более 1 минуты. Но следует иметь в виду, что такой экспресс-метод будет давать менее точные значения октановых чисел, чем установки УИТ-85.

Рисунок 19 - Октанометр

Существуют некоторые аналитические зависимости для определения детонационной стойкости бензинов. Так, для расчета октанового числа (по моторному методу) прямогонных бензинов фракции н.к. - 200°С получено уравнение:

(16)

Для бензинов с о.ч. больше 62 рекомендуется уравнение (17), по которому о.ч. определяется в зависимости от плотности бензина и температуры его выкипания 10 и 90 %-ного отгона (t_10% и t_90%):

(17)