Лаболаторно-практические работы

ЛАБОЛАТОРНО-ПРАКТИЧЕСКИЕ РАБОТЫ

ПО КУРСУ

«ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ЭКОНОМИЯ ТОПЛИВНО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ РЕСУРСОВ»

Учебно-методическое пособие

 

 

                                                            Специальность: 190603 – «Сервис транспортных

                                                                        и технологических машин и оборудования

                                                (Автомобильный транспорт)

 

Череповец

2010

 

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

1.Общие указания к выполнению лабораторных работ                                     3

1.1.Краткая инструкция для студентов по технике безопасности при выполнении практических работ.                                                                                                            4

1.2.Предупреждение пожаров, ожогов отравленийи травм                                 5

2.Требования российских стандартов к качеству бензинов                               6                     

3.Лабораторные работы. Свойства топлив к поршневым двигателям

3.1. Лабораторная работа №1. Физико - химические показатели качества

       бензина                                                                                                              9      

3.2.Лабораторная работа №2. Фракционный состав топлив                 18

3.3.Лабораторная работа №3. Определение сорта дизельного топлива.    27

 

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК                                                         

 

 

ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ

Лабораторный практикум по эксплуатационным материалам имеет целью познакомить студентов с основными приёмами испытания качества топлив, смазочных материалов и технических жидкостей и научить их правильно давать оценку эксплуатационным свойствам этих продуктов по данным анализа или паспорта.

Успешное выполнение заданий лабораторного практикума зависит от предварительной подготовки студентов к лабораторным занятиям, строгого соблюдения методики проведения испытаний и соблюдения в лаборатории правил техники безопасности и противопожарных мер.

На рабочем месте имеется всё необходимое для выполнения задания и не должно быть ничего, что отвлекало бы внимание работающего и мешало проведению работы. Грязные посуда и приборы, плохая подгонка деталей в местах соединения частей приборов, неправильно использованные реактивы искажают результаты испытания, поэтому к нему приступают лишь после того, как аппарат или прибор собран и проверен.

Пробу продукта, подлежащего анализу перед испытанием тщательно перемешивают взбалтыванием. Продукт, использованный для определения тех или иных показателей, ни в коем случае обратно в склянку с пробой не выливают, так как он при анализе частично потерял первоначальные качества. Исключение составляет только испытание по определению плотности, проделав которое продукт можно слить обратно в склянку с образцом и использовать для других испытаний.

Работы должны выполняться студентами с заданными образцами продуктов и в точном соответствии с методическими указаниями. Непродуманность или поспешность в выполнении испытания не только исказят результат работы, но могут также привести к порче приборов и даже к несчастному случаю.

По окончании испытания прибор разбирают, и рабочее место приводят в порядок.

В отчёте по выполненной работе должны быть освещены вопросы:

–номер и наименование работы;

–характеристика исследуемого показателя качества и его размерность;

–сущность испытания;

–краткое описание хода испытания с зарисовкой принципиальных схем приборов;

–наименование продукта (номер пробы) и данные опыта;

–расчёт показателя, при необходимости делается графическое построение;

–сценка результата испытания, включая сравнение с нормами ГОСТ и оценку поведения продукта при его использовании на автомобилях.

 

КРАТКАЯ ИНСТРУКЦИЯ ДЛЯ СТУДЕНТОВ ПО ТЕХНИКЕ

ТРЕБОВАНИЯ РОССИЙСКИХ СТАНДАРТОВ К КАЧЕСТВУ

БЕНЗИНОВ

 

Автомобильные бензины включены в номенклатуру продукции, подлежащей обязательной сертификации. Нормативную базу подтверждения соответствия при обязательной сертификации в системе ГОСТ Р составляют стандарты.

На автомобильные бензины, обязательная сертификация которых проводится с 1993 г., распространялись ГОСТ 2084-77 «Бензины автомобильные. Технические условия» и ГОСТ Р 51105-97 «Топлива для двигателей внутреннего сгорания. Неэтилированный бензин. Технические условия».

В то же время выпускалось много марок автомобильных бензинов по отдельным техническим условиям, обязательная сертификация которых ранее не проводилась в связи с отсутствием нормативной базы.

С введением в действие с 1 июля 2000г. ГОСТ Р 51313-99 «Бензины автомобильные. Общие технические требования» обязательной сертификации на соответствие подлежат автомобильные бензины, выпускаемые по всем видам документации.

С 1 июля 2003 отменен ГОСТ 2084-77, благодаря чему ГОСТ Р 51105-97 стал обязательным. Это изменение повысило требования к качеству топлива, сократило номенклатуру выпускаемых бензинов и запретило выпуск этилированных бензинов на территории всей страны.

Согласно ему производят четыре сорта топлива - «Нормаль-80», «Регуляр-
92», «Премиум-95» и «Супер-98». Настоящий стандарт распространяется на
неэтилированные бензины для автомобильного транспорта, применяемые в
качестве топлива для автомобильных и мотоциклетных двигателей, а также
двигателей   другого   назначения,   рассчитанных   на использование

этилированного и неэтилированного бензина.

Автомобильные бензины должны изготавливаться в соответствии с требованиями ГОСТ Р 51105-97 по технологической документации, утвержденной в установленном порядке.

При производстве автомобильных бензинов допускается применять
кислородсодержащие компоненты, другие высокооктановые добавки, а также
антиокислительные и моющие присадки, улучшающие экологические
показатели бензинов и допущенные к применению. По физико-химическим и
эксплуатационным показателям   автомобильные бензины должны

соответствовать нормам и требованиям, указанным в таблице 1.

Физико-химические свойства топлива должны обеспечивать:

1.Возможность бесперебойной подачи топлива из топливного бака к карбюратору, форсункам или газовому смесителю.

2.Образование гомогенной горючей смеси, т. е. полное его испарение.

3.Нормальное сгорание без самовоспламенения и детонации.

4.Минимальное коррозионное действие на детали двигателя.

5.Минимальное  отложение нагара в камере сгорания и смолистых отложений на деталях системы питания.

6.Химическую стабильность при длительном хранении и транспортировке.

7.Невысокую токсичность до сгорания и минимальное образование продуктов высокой токсичности после сгорания.

Физико-химические и эксплуатационные показатели автомобильных бензинов согласно ГОСТ Р 51105-97 «Топлива для двигателей внутреннего сгорания. Неэтилированный бензин. Технические условия»

Таблица 1

Наименование показателя	Нормаль-80	Регуляр-92	Премиум-95	Супер-98
1. Октановое число, не менее: по моторному методу по исследовательскому методу	76,0 80,0	80 92, 0	85,0 95,0	88,0  98,0
2. Концентрация свинца, г/дм^3, не более	0,010
3. Концентрация марганца,г/дм^3, не более	50		-	-
4. Концентрация фактических смол, мг/100 см^3, не более	5,0
5. Индукционный период бензина, мин, не менее	360
6. Массовая доля серы,%, не более	0,05
7. Объемная доля бензола, %, не более	5
8. Испытания на медной пластине	Выдерживает, класс 1
9. Внешний вид	Чистый, прозрачный
10. Плотность при 15°С, кг/м^3	700-750	725-780	725-780	725-780

 

Основные отличия от предшествующего ГОСТ 2084-77:

–Запрещено   использование  тетраэтилсвинца  при   производстве автомобильного бензина.

–С целью ускорения перехода на производство неэтилированных бензинов взамен этиловой жидкости допускается использование марганцевого антидетонатора в концентрации не более - 50 мгМп/дм для марки «Нормаль-80».

–В соответствии с европейскими требованиями по ограничению содержания бензола введен показатель «объемная доля бензола» - не более 5%.

–Установлена норма по показателю «плотность при 15°С».

–Ужесточена норма на массовую долю серы - до 0,05%.

–Для обеспечения нормальной эксплуатации автомобилей и рационального использования бензинов введено пять классов испаряемости для применения в различных климатических районах.

Не весь бензин, предлагаемый к продаже, произведен непосредственно на заводах. Часть его, в лучшем случае, «модифицируют» с нарушением технологии производства небольшие фирмы, имеющие лицензию. В основном это

заключается в изготовлении суррогатных бензинов из низкооктановых компонентов путем добавления разрешенных антидетонационных присадок в концентрациях, превышающих допустимые нормы или добавления неразрешенных антидетонационных присадок (тетраэтилсвинца). Использование такого топлива в большинстве случаев приводит к нарушению нормальной работы двигателя и даже выходу его из строя. Чтобы избежать этого, необходимо помнить следующее:

–Не существует экспресс-методов выявления фальсифицированного бензина. Более того, грамотно фальсифицированный бензин непросто выявить и в лабораторных условиях.

–При изготовлении фальсифицированного бензина основной упор делают на октановое число, в эксплуатации такой бензин легко выводит из строя двигатель.

–Запах, цвет и плотность бензина могут быть использованы как первичные признаки качества. Наиболее популярно перенасыщение бензина ферроценом, что дает желтый цвет. Бензин не должен иметь запах ацетона, растворителя, нафталина. А вот сладковатый запах эфира и побелевшие руки после бензина свидетельствуют о присутствии метилтретичнобутилового эфира (МТБЭ), что редко встречается для фальсифицированных бензинов.

–Только определение  октанового числа легких фракций позволяет определить качество базового бензина, использованного при производстве.

ДВИГАТЕЛЯМ

 

Лабораторная работа №1

Теоретические положения

Внешний вид. По стандарту в бензине не допускается наличие мутности, взвешенных и осевших на дно посторонних примесей, в том числе и воды.

     Цвет. Неэтилированные бензины бесцветны. Этилированные бензины специально окрашивают: бензин А-76 в жёлтый; АИ-93 оранжево-красный; АИ-98 жёлтый цвет.

Иногда неэтилированные бензины обладают желтоватым цветом, вызванным наличием в них смолистых веществ.

Посторонние примеси, попадающие в бензин при транспортировке,
хранении, приемоотпускных   операциях вместе   со смолистыми и нагарообразующими веществами увеличивают интенсивность накопления высокотемпературных отложений. Кроме того, абразивные частицы повышают скорость изнашивания деталей двигателя.

Мутность бензина говорит о присутствии в нем воды. Количество воды, находящейся в свободном состоянии, зависит от условий транспортировки, хранения и может быть значительным. Вода теоретически (если она во взвешенном состоянии) улучшает процесс сгорания и повышает детонационную стойкость бензина, а практически вызывает сильную коррозию всех элементов топливной системы. Вода вызывает перебои в работе двигателя, а в зимнее время может вызвать остановку двигателя из-за обледенения карбюратора и замерзания в магистралях топливной системы.

Цвет бензина служит первичным признаком определения качества. Бензин либо бесцветен, либо имеет бледно-желтый цвет, обусловленный в основном присутствием антидетонаторов.

В бензиновых двигателях не допускается наличие растворимых кислот и щелочей.

Антидетонаторы - специальные присадки повышающие октановое число.
Наибольшее распространение сегодня получили оксигенаты, маргенецсодержащие, железосодержащие антидетонаторы.

Антидетонационные присадки.                             Таблица 2

Тип добавки или присадки	Ограничение концентрации	Причина ограничения	Макс, прирост ОЧ^1
Оксигенаты	15%	Относительно низкая теплота сгорания и высокая агрессивность по отношению к резинам	4-6
Свинецсодержащие	0,17 г Рb/л	Высокий уровень токсичности и нагарообразования в камере сгорания	8
Марганецсодержащие	50 м г Мn/л	Повышенный износ и нагарообразование на свечах зажигания и в камере сгорания	5-6
Железосодержащие	38 м г Fe/л	Повышенный износ и нагарообразование на свечах зажигания и в камере сгорания	3-4
Ароматические амины	1-1,3%	Осмоление деталей двигателя и топливной системы. Увеличение износа деталей ЦПГ^2	6

 

Массовая доля серы. Общее содержание серы характеризует суммарное количество всех сернистых соединений в топливе, которые при сгорании образуют кислородные соединения серы SO₂, SO₃. При взаимодействии с водой образуются сернистая и серная кислоты, вызывающие коррозию и способствующие процессам образования отложений и износу двигателя.

Экспериментальными работами установлено, что при увеличении серы с 0,05 до 0,10% износ деталей двигателя возрастает в 1,5-2,0 раза, а при повышении количества серы до 0,20 % - еще вдвое.

Основная масса сернистых соединений, содержащихся в нефти, при получении топлива перегоняется с углеводородами, выкипающими при температуре выше 200°С. Поэтому общее количество серы в бензине редко превышает 0,05%.

Коррозионная активность моторных топлив и наличия активной среды. Требования ГОСТ предусматривают полное отсутствие активной серы. Однако при производстве бензинов из нефти с высоким содержанием серы полное удаление серы весьма затруднительно. Поэтому в нормах ГОСТ на бензин допускается сравнительно небольшое содержание в нем серы, не превышающее 0,15%.

Некоторые соединения серы, вызывающие особенно сильную коррозию металлов и в частности меди и ее сплавов, в бензинах и других топливах совершенно не допускаются. Эти соединения условно называют активной серой.

К активной сере относятся – элементарная сера S₂, меркаптаны (соединения вида RSH) и сероводород H₂S.

Бензины и другие топлива, содержащие активную серу, к применению не допускаются. Проверка бензина на отсутствие в нем активной серы производится методом испытания на медную пластинку.

При наличии в бензине активной серы медная пластинка покрывается темным налетом (от серо-стального до черного цвета в зависимости от содержания активной серы). В этом случае бензин или другое топливо бракуется и к эксплуатации не допускается.

Приняты два метода испытания топлив на медную пластинку – стандартный и ускоренный. По стандартному методу испытание длится 3 часа при температуре +50⁰С, при ускоренном методе – 18 мин при температуре 100⁰С.

Плотность бензина. Плотность при температуре 20°С должна находится в заданном диапазоне. Плотность бензина относится к температуре 20°С и к плотности воды при температуре 4°С, принятой за единицу. Плотность обозначается ρ.

Превышениеплотности как-либо на работе двигателя не сказывается и важна только при транспортировке и определении стоимости, так как оптом продается по весу, а в розницу - по объему, но может служить критерием определения качества.

Как известно, фонды на автомобильный бензин устанавливаются в весовых единицах, отоваривание и учёт на нефтебазах и при оптовых перевозках также производится в весовых единицах. Розничная продажа бензина и его отпуск при заправке баков транспортных средств производится в литрах. Утвержденные нормы расхода бензина автотранспортом устанавливаются также в литрах.

Следовательно, система учёта и отчётности, а также расчёты при составлении заявок на снабжение должны предусматривать перевод количества бензина из весовых единиц в объемные и обратно. Кроме того, контроль наличия и остатков в ёмкостях автомобильных заправочных станций (АЗС) также невозможен без чётко налаженного перевода весовых единиц измерения в объёмные.

Для пересчёта количества бензина в объёмных единицах в весовые достаточно умножить объёмное количество бензина, замеренное при какой-либо температуре, на плотность бензина при той же температуре, т.е.

G_T = V_T*ρ_t,

где G_T – количество бензина в весовых единицах, (кг); V_T – количество бензина в объёмных единицах, (л); ρ_t – плотность бензина при той же температуре, (г/см³).

Или при обратном пересчёте и тех же обозначениях V_T = G_T*/ρ_t.

Практическое определение плотности бензина при данной температуре и приведение её к заданной температуре составляет основное целевое назначение работы.

    Плотность измеряется массой тела, заключённой в единице его объёма и имеет размерность в системе СГС г/см³ (ГОСТ 3900-47), в системе СИ кг/м³.

Плотность не следует смешивать с удельным весом, который представляет собой отношение веса тела к весу воды в том же объёме. За единицу массы принята масса воды объёмом 1см³ при +40С. Следовательно, удельный вес, отнесённый к воде, имеющей температуре +40С, численно равен плотности. В системе СИ удельный вес имеет размерность н/м³.

Если же удельный вес отнесен к воде, имеющей другую температуру, как в некоторых старых стандартах к 15⁰С или 20⁰С, то он численно не равен плотности.

По действующему стандарту плотность обозначается буквой ρ_t, где t – температура бензина.

Удельный вес обозначается буквой , где t₁ – температура бензина, t₂ – температура воды, к которой отнесён удельный вес (например , , и т.д.).

Плотность бензина принято указывать при температуре +20⁰С. Если температура бензина в момент определения его плотности отличалась от указанной (рис.3), следует ввести температурную поправку.

Средние температурные поправки плотности нефтепродуктов.

Таблица 3

Замеренная плотность неф- тепродуктов	Температур- ная поправка на 1^0С	Замеренная плотность неф- тепродуктов	Температурная поправка на 1^0С
0,720 – 0,7299	0,000870	0,820 – 0,8299	0,000738
0,730 – 0,7399	0,000857	0,830 – 0,8399	0,000725
0,740 – 0,7499	0,000844	0,840 – 0,8499	0,000712
0,750 – 0,7599	0,000831	0,850 – 0,8599	0,000699
0,760 – 0,7699	0,000818	0,860 – 0,8699	0,000686
0,770 – 0,7799	0,000805	0,870 – 0,8799	0,000673
0,780 – 0,7899	0,000792	0,880 – 0,8899	0,000660
0,790 – 0,7999	0,000778	0,890 – 0,8999	0,000647
0,800 – 0,8099	0,000765	0,900 – 0,9099	0,000633
0,810 – 0,8199	0,000752	0,910 – 0,9199	0,000620

Аппаратура и реактивы

1.Воронки делительные вместимостью 50-100 мл.

2.Мерный цилиндр на 10 мл.

3.Пробирки из бесцветного стекла.

4.Пипетки.

5.Вода дистиллированная по ГОСТ 5607-53, проверенная на нейтральность.

6.Фенолфталеин по ГОСТ 5850-51, 1%-ный спиртовой раствор.

7.Метилоранж 0,02%-ный водный раствор.

8.Химический штатив.

9. Пластинки из электролитной меди.

10. Автомобильные бензины марок: АИ-80, АИ-92, АИ-95, АИ-98.

11. Термометр.

12. Набор ареометров (нефтеденсиметров) по ГОСТ 1284-41 с ценой деления 0,0005 г/см³ или 0,001 г/см²; ГОСТ 1289-41.

 

Порядок проведения работ

Аппаратура и реактивы

1.Колба коническая вместимостью 250 мл.

2.Обратный холодильник.

3.Водяная баня.

4.Пластинки размером 40х10х2 мм. из электролитической меди.

5.Газовая горелка или электроплитка.

Проведение испытаний

1).Испытуемое топливо заливают (на высоту 20–25 мм) в небольшую коническую колбу и в последней подвешивают на медной проволочке, тщательно отшлифовывают пластинку (40х10х2 мм) из электролитической меди и опускают в колбу так, чтобы она была погружена в топливо приблизительно на половину высоты (рис.2). Дотрагиваться руками до пластинки при подготовке её и опускании в колбу нельзя.

2).Колбу закрывают корковой пробкой с вмонтированным в ней обратным холодильником, охлаждаемым проточной водой, и опускают точно на 18 мин в кипящую водяную баню (100⁰С).

3).По прошествии 18 мин колбу быстро вынимают из бани, медную пластинку извлекают и тщательно осматривают.

 

Рис.2. Определение активной серы (проба на медную пластинку)

По полученным результатам судят о присутствии или отсутствии в топливах активной серы и, следовательно, о доступности или недоступности применения его для автомобилей.

Результаты испытаний, после их оценки, занести в таблицу № 4.

Проведение испытаний

Определение плотности бензинов проводится в соответствии с ГОСТ 3900-83.

1).Для определения плотности бензина стеклянный цилиндр устанавливается на прочный горизонтальный стол.

2).По стеклянной палочке осторожно наливают в него бензин (рис. 2), причем температура бензина не должна отклоняться от температуры в помещении, где производят измерение более, чем на ±5⁰С.

3).Далее, чистый и сухой нефтеденсиметр медленно погружают в бензин до момента его свободной плавучести.

4).Отсчёт производится по верхнему краю мениска.

Во избежание явления параллакса и связанной с этим ошибкой, глаз наблюдателя должен находится на уровне мениска. Температура бензина определяется термометром.

5).Привести полученную плотность при температуре испытаний к плотности ρ₂₀ по формуле   ρ₂₀ = ρ_t +γ (t - 20), где ρ - плотность при температуре испытании; γ - температурная поправка (табл. 4); t - температура испытаний, °С.

Плотность бензина принято указывать при температуре +20⁰С. Если температура бензина в момент определения его плотности отличалась от указанной (см. табл. 3), следует ввести температурную поправку.

Результаты испытаний, после их оценки, занести в таблицу № 4.

Проведение испытаний

По стандарту в бензине не допускается наличие мутности, взвешенных и осевших на дно посторонних примесей, в том числе и воды.

Мутность бензина говорит о присутствии в нем воды. Цвет бензина служит первичным признаком определения качества.

1).Для определения качества бензина стеклянный прозрачный сосуд с испытуемым топливом устанавливается на прочный горизонтальный стол и выдерживается в неподвижном состоянии в течение 20÷30 мин.

2).Даётся оценка испытуемого топлива на наличие мутности, взвешенных и осевших на дно посторонних примесей, в том числе и воды.

3).Испытуемое топливо взбалтывается и снова даётся оценка качества топлива по внешнему виду

Результаты испытаний, после их оценки, занести в таблицу № 4.

Результаты экспериментальных данных.         Таблица 4

Наименование показателя	АИ-80	АИ-92	АИ-95	АИ-98	Заключение по бензину
	Результат исследования
Испытание на наличие кислот, щелочей
Испытания на медной пластине
Внешний вид
Плотность при 20°С, г/см

 

           В соответствие с заключениями испытуемых бензинов по исследуемым показателям записать вывод их качества.

Контрольные вопросы

1.Каким образом можно визуально определить присутствие примеси воды в бензинах? Какое влияние она оказывает на работу и эксплуатационные характеристики двигателя?

2.Какие показатели могут быть использованы как первичные признаки качества бензина? Как по цвету и запаху бензина можно предположить, какие антидетонаторные присадки использовались при его изготовлении?

3.В чем состоит сущность механизма коррозии, вызываемой присутствием соединений серы в топливе? Напишите анодный и катодный процессы коррозии.

4.В чем состоит сущность метода «испытание на медной пластине»?

Лабораторная работа №2

ФРАКЦИОННЫЙ СОСТАВ ТОПЛИВ

Цель работы: определение фракционного состава автомобильного бензина и прогнозирование его эксплуатационных свойств на основании полученных данных.

Теоретические положения.

 1.1. Испаряемость бензинов. Бензин, который поступает в систему питания карбюраторного двигателя, должен образовывать топливовоздушную смесь определенного состава, обеспечивающую полноту сгорания на всех режимах работы двигателя. Горючая смесь должна иметь определенные соотношения паров бензина и воздуха. Качество горючей смеси зависит от карбюрационных свойств бензина: испаряемости, скрытой теплоты парообразования, упругости паров, плотности, вязкости и поверхностного натяжения. Основное влияние на качество смеси оказывает испаряемость.

Испаряемость - это способность топлива переходить из жидкого состояния в парообразное. Испарение может быть статическим, когда нефтепродукт испаряется с неподвижной поверхности в неподвижный воздух, и динамическим - при движении продукта и воздуха. На интенсивность испарения оказывают влияние многие факторы: температура окружающей атмосферы и нефтепродукта, давление насыщенных паров, теплопроводность, теплоемкость, величина поверхности и др. Образование горючей смеси в двигателях осуществляется при динамическом испарении, когда основное влияние оказывают скорость движения сред и степень распыления бензина.

Испаряемость бензинов оценивают фракционным составом. Поскольку бензин, как и другие нефтепродукты, не является индивидуальным соединением, а смесью углеводородов, он не имеет фиксированной температуры кипения, а испаряется в интервале температуры 35-200°С.

По ГОСТу Р 51105-97 (табл. 2) каждая марка бензина делится по испаряемости на пять классов в зависимости от климатического района страны:

–Класс I, район характеризуется теплым климатом с мягкой зимой (побережье Черного моря, Северный Кавказ, Калмыкия).

–Класс II, район характеризуется умеренно-холодным климатом (Западная Сибирь).

–Класс III, район характеризуется умеренным климатом (центральные области страны).

–Класс IV, район с очень холодным климатом (Якутск, Оймякон и другие).

–Класс V, район с холодным климатом (например, Салехард).

Показатели испаряемости согласно ГОСТ Р 51105-97 «Топлива для двигателей внутреннего сгорания. Неэтилированный бензин. Технические условия»

Таблица 5

Наименование показателя	Класс 1	Класс 2	Класс 3	Класс 4	Класс 5
1. Давление насыщенных паров бензина, кПа минимум максимум	35 70	45 80	55 90	60 95	80 100
2. Фракционный состав:
температура начала перегонки, °С, не ниже	35	35	не нормализуется
пределы перегонки, °С, не выше: 10% 50% 90%	75 120 190	70 115 185	65 110 180	60 105 170	55 100 160
конец кипения, °С, не выше	215
доля остатка в колбе, %, (по объему)	2

 

В стандарте на бензины нормированы характерные точки. К ним относятся температура начала кипения и температура, при которой выкипает 10, 50 и 90 % топлива (по объему). Кроме того, нормированы температура конца кипения, остаток топлива в колбе после окончания перегонки, а также суммарный остаток и потери при перегонке.

Аппаратура и реактивы

1.Прибор для перегонки (разгонки) нефтепродуктов по ГОСТ 1392-63 (рис. 3).

2.Цилиндры измерительные на 100 и 10 мл. по ГОСТ 1770-64.

3.Круглодонная колба на 200 мл.

4.Термометр с корковой пробкой.

5.Горелка газовая или электрическая плитка.

6.Автомобильные бензины марок АИ-80, АИ-92, АИ-95, АИ-98;

Проведение испытаний

 

Определение фракционного состава бензинов проводится в соответствии с ГОСТ 2177-82.

Ход работы

1.Сухим чистым цилиндром отмерить 100 мл испытуемого бензина и осторожно перелить его в колбу.

2.Колбу с бензином ставят на асбестовую прокладку внутренним диаметром 30 мм. Отводную трубку колбы соединяют с верхним концом трубки холодильника. Закрывают колбу асбестом.

3.В шейку колбы вставляют притертый термометр, так чтобы верх ртутного шарика находился на уровне отводной трубки.

4.Измерительный цилиндр, которым отмеривали бензин, ставят, не высушивая, под нижний конец трубки холодильника. Трубка должна входить в цилиндр на глубину, не менее чем 25 мм.

5.На время перегонки отверстие цилиндра закрывают ватой.

6.Подключить воду к холодильнику, температуру воды поддерживать не выше 5°С.

7.Включить нагрев колбы.

8.Во время перегонки регистрируют температуру начала кипения -падения первой капли в цилиндр (t_HK). Дальнейшую перегонку ведут со скоростью 4-5 мл/мин, что соответствует 20-25 каплям за 10 секунд. Запись показаний термометра производится через каждые 10 мл перегонки дистиллята.

9.Регистрируют температуры соответствующие моментам, когда уровень

(t₁₀%, t₅₀%, t₉₀%) жидкости в цилиндре доходит до 10, 50, 90 мл   t₅₀%,

Рис. 3. Прибор для определения фракционного состава бензина: 1– колба с испытуемым топливом; 2 – холодильник; 3 – термометр; 4 – мерный цилиндр; 5 –электрическая плитка; 6 – защитный кожух.

10. Перегонка считается законченной, когда прекратится рост температуры и наступит ее небольшое падение. Наивысшая достигнутая температура считается температурой конца кипения топлива (t_цк).

11.После остывания колбы из неё вынимают термометр и снимают с прибора. Оставшийся в колбе остаток сливают в измерительный цилиндр на 10 мл и замеряют с точностью до 0,1 мл.

Обработка результатов

По результатам перегонки, которые должны быть записаны в таблицу 6, строится график.

По вертикали откладывается объём дистиллята в %, а по горизон­тали - температура. Кривая должна иметь плавный характер и не дохо­дить до 100% на величину остатка в колбе и потерь при перегонке, т.е. практически на 2-3%.

Результаты экспериментального определения показателей фракционного

состава автомобильного бензина

Таблица 6

Наименование показателя	Значение
температура начала перегонки, °С
температура перегонки, ^0С    10%    50%    90%
конец кипения, °С
доля остатка в колбе, % (по объему)

3. Номограмма для определения влияния фракционного состава бензина на

Вывод

Данные перегонки и октановое число топлива (приближенно подсчитанное по формуле) сравнивается с нормами ГОСТ на бензин и дается заключение, что данный бензин по фракционному составу соответствует нормам ГОСТ на такую-то марку бензина.

Контрольные вопросы

1.Какие показатели определяют испаряемость топлив?

2.Какие эксплуатационные показатели двигателей можно прогнозировать по фракционному составу бензина?

3.Какие фракции бензина оказывают значительное влияние на пусковые характеристики двигателя? В чем состоит негативное действие паровоздушных пробок на работу двигателя?

4.Какие фракции бензина оказывают влияние на интенсивность износа деталей двигателя? Как это проявляется?

5.В чем состоит принципиальное отличие летнего и зимнего видов бензинов?

Лабораторная работа 3

Теоретические положения.

Аппаратура и реактивы

1.Капиллярный вискозиметр.

2.Водяной термостат с электроподогревом и мешалкой.

3.Секундомер.

4.Стаканчик емкостью 50-100 мл.

5.Образец дизельного топлива.

Подготовка к испытанию

Для определения вязкости налить из бутылки в открытый сосуд (стаканчик) 30-40 мл испытуемого образца дизельного топлива (не содержащего воды и механических примесей).

Надев на отводную трубку 3 вискозиметра (см. рис 6) резиновую трубку длиной 15–20 см, перевернуть вискозиметр и опустить его узкое колено 1 в сосуд с испытуемым образцом топлива. Зажать большим пальцем правой руки широкое колено 2 и, взяв свободный конец резиновой трубки в рот, засосать образец дизельного топлива так, чтобы оно заполнило без пузырьков и разрывов всю внутреннюю полость от конца колена 1 до метки В. В тот момент, когда уровень топлива (при засасывании) достигнет метки В, повернуть вискозиметр в нормальное положение, освободить от зажатия пальцем широкое колено и снять резиновую трубку.

Надеть на узкое колено 1 резиновую трубку, погрузить вискозиметр (примерно до середины верхнего расширения 7) в стакан с водой, надеть резиновый манжет на широкое колено 2 и осторожно закрепить его в зажиме штатива, обратив особое внимание на то, чтобы вискозиметр принял вертикальное положение.

При работе с вискозиметром необходимо проявлять максимум осторожности, чтобы не сломать и не загрязнить его. Для этого необходимо соблюдать следующие правила:

а) при заполнении, установке и других операций держать вискози-
метр только за одно колено (или широкое, или узкое);

б) надевая или снимая резиновую трубку, держать вискозиметр за
то колено, на которое надевается или с которого снимается эта трубка;

в) не допускать попадания в вискозиметр воздуха;

г) не затягивать чрезмерно сильно зажим при закреплении виско-
зиметра в штативе.

Установить и поддерживать в термостате необходимую для испытания температуру 20±0,1⁰С. Контроль температуры вести по термометру с ценой деления шкалы 0,10С.

При нагреве жидкости в термостате до заданной температуры необходимо избегать перегрева её, что достигается медленным нагреванием стакана, начиная с того момента, когда температура на 3–5⁰С ниже заданной.

Выдержать вискозиметр с дизельным топливом при температуре испытания в течение 10 мин.

Проведение испытания

Медленно засосать дизельное топливо, находящееся во время тер-мостатирования в расширении 6, в узкое колено немного выше метки А (см. рис. 6), следя за тем, чтобы в капилляре 5 и в расширении 4 не образовалось пузырьков воздуха и разрывов жидкости.