Определение сорта дизельного топлива

Цель работы: определение кинематической вязкости, плотности и цетанового числа дизельного топлива

Теоретические положения.

Определение кинематической вязкости дизельных топлив

 

Подача топлива в цилиндры двигателя, его движение по трубопроводам и распыл зависят от вязкости, т.е. от свойств жидкости, в данном случае топлива, оказывать сопротивление перемещению её частиц относительно друг друга под влиянием действующих на них сил.

Различают вязкость динамическую, кинематическую и условную.

При практических и теоретических расчетах часто приходится встречаться с кинематической вязкостью, равной отношению динамической вязкости к плотности жидкости при той же температуре. Единицей кинематической вязкости является стокс. Одна сотая доля стокса называется сантистоксом и обозначается I сет.

Вязкость является одной из важнейших характеристик качества дизельного топлива. Слишком большая вязкость топлива затрудняет прокачиваемость его через фильтры и трубопроводы, а также приводит к плохому распыливанию при впрыске в цилиндры двигателя. При применении дизельных топлив с очень малой вязкостью ухудшается смазка топливного насоса и возрастает его износ. Кроме того, увеличивается подтекание через зазоры насоса и форсунки.

Все это привело к ограничению вязкости дизельных топлив и установлению для неё верхнего и нижнего пределов. Существующие ГОСТы устанавливают эти пределы для каждого сорта дизельного топлива.

Определение кинематической вязкости. Кинематическая вязкость обычно определяется в капиллярном вискозиметре. Стандартизованный в СССР капиллярный вискозиметр (ГОСТ 33-53) изображен на рисунке 6. Этот вискозиметр представляет собой стеклянную U-образную трубку, в одно колено которой впаян капилляр 6, переходящий в две расширенные емкости.

Рис. 6. Капиллярный вискозиметр

Вискозиметр заполняется испытуемой жидкостью и помещается в термостат (обычно в стеклянный стакан с водой или какой-либо другой термостатной жидкостью), где и принимает температуру опыта (например, 20⁰С). Испытуемой жидкости дают возможность перетекать из правого колена вискозиметра в левое и с помощью секундомера замеряют время протекания определенного объема жидкости, находящейся между двумя метками А и В нижнего расширения правого колена.

Кинематическая вязкость испытуемой жидкости (в случае ламинарного потока) прямо пропорциональна времени истечения

Н_t=c·t

 где с – постоянная вискозиметра (сст/сек), зависящая в основном от геометрических размеров прибора, в частности, от длины и диаметра капилляра.

Постоянной вискозиметра называют отношение кинематической вязкости калибровочной жидкости при температуре +20⁰С к среднему времени её истечения, через капилляр вискозиметра.

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.

Наблюдая за спусканием жидкости в расширении, пустить секундомер в момент прохождения уровня жидкости через метку А.

Записав время истечения, отмеченное секундомером, с точностью до 0,2 сек, повторить опыт не менее двух раз, чтобы получить три замера, отличающихся друг от друга не более, чем на 0,5%.

Вычислить кинематическую вязкость испытуемого дизельного топлива при температуре испытания по формуле Н= c·t. Постоянную вискозиметра С взять из паспорта на вискозиметр. Значение t берется как среднее арифметическое из трех отсчетов времени истечения испытуемого топлива. Результаты вычисления выразить в Cст и округлить, оставив три значащие цифры (например: 0,835; 0,883).