Определение плотности нефтепродуктов

ВВЕДЕНИЕ

 

Виртуальная лаборатория представляет собой программно-аппаратный комплекс, позволяющий проводить опыты без непосредственного контакта с реальной установкой или при полном отсутствии таковой.

Виртуальные лабораторные работы имеют следующие преимущества:

- отсутствие необходимости приобретения дорогостоящего оборудования и реактивов. Из-за недостаточного финансирования во многих лабораториях установлено старое оборудование, которое может искажать результаты опытов и служить потенциальным источником опасности для обучающихся.

- возможность моделирования процессов, протекание которых принципиально невозможно в лабораторных условиях. Наглядная визуализация на экране компьютера.

- возможность проникновения в тонкости процессов и наблюдения происходящего в другом масштабе времени, что актуально для процессов, протекающих за долю секунды, или напротив, длящихся в течение нескольких часов.

- безопасность. Безопасность является немаловажным плюсом использования виртуальных лабораторий в случаях, где идет работа, например с высокими температурами или химическими веществами.

- экономия времени и ресурсов для ввода результатов в электронный формат.

- возможность использования виртуальных лабораторных работ в дистанционном обучении, когда в принципе отсутствует возможность работы в лабораториях кафедры.

Настоящие методические указания составлены с целью изучения и освоения лабораторных работ для определения физико-химических свойств нефти и нефтепродуктов. Такие физико-химические показатели нефти, как плотность, температура застывания, вязкость, дают определенную характеристику ее товарных качеств. Некоторые из них входят в государственные стандарты (ГОСТ) на товарные нефтепродукты, косвенно или непосредственно характеризуя их эксплуатационные свойства. Другие используются при расчете и проектировании нефтепроводов, нефтеперерабатывающей аппаратуры и т.д.

Лабораторная работа № 1

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЛОТНОСТИ НЕФТЕПРОДУКТОВ

 

Цель - приобретение навыков определения плотности нефтепродуктов.

Задачи:

1. Изучить зависимость плотности нефтепродукта от марки нефтепродукта.

2. Изучить принцип определения плотности нефтепродуктов.

3. Провести исследования.

4. Подготовить выводы по результатам исследований.

5. Подготовить отчет и защитить его.

Теоретическая часть

Общие сведения

Различают абсолютную и относительную плотность вещества.

Абсолютная плотность вещества - это масса, содержащаяся в единице объема. В системе СИ размерность плотности - кг/м³. За единицу плотности принимают массу 1 м³ дистиллированной воды при температуре 4°С.

Относительная плотность вещества - отношение его массы к массе дистиллированной воды при 1°С, взятой в том же объеме. Относительная плотность - величина безразмерная.

Нефтепродукты и вода имеют неодинаковые коэффициенты расширения. В связи с этим необходимо при определении плотности указывать температуры нефтепродукта и воды, при которых проводилось определение. В РФ относительную плотность нефтепродуктов определяют при температуре 20°С. Плотность нефтепродукта может быть замерена при любой температуре, однако результат приводят к температуре 20°С.

В соответствии с действующим стандартом плотность нефтепродукта обозначается . Здесь цифра 20 указывает, что плотность нефтепродукта относят к нормальной температуре 20°С, а цифра 4 обозначает, что плотность нефтепродукта относят к плотности воды при 4°С, принятой за единицу.

Относительная плотность автомобильных бензинов колеблется в пределах 0,69...0,75, дизельного топлива - 0,82...0,86, а абсолютная плотность этих видов топлива в системе СИ соответственно 690...750 и 820...860 кг/м³.

В стандартах на топливо плотность не нормируется, однако определять ее по ГОСТу обязательно. Это необходимо для учета расхода и движения нефтепродуктов на нефтескладах и заправочных станциях, так как приход фиксируют в единицах массы (кг, т), а расход при заправке тракторов и автомобилей учитывается в единицах объема (л). Поэтому для пересчета топлива из единиц массы в единицы объема и обратно нужно знать плотность получаемых и отпускаемых нефтепродуктов.

Подготовка к определению

Плотность нефтепродуктов определяют с помощью ареометров (нефтеденсиметров), гидростатических весов Вестфаля и пикнометров. В практике работы нефтескладов обычно используют нефтеденсиметры.

Нефтеденсиметр представляет собой стеклянный пустотелый поплавок, внизу которого

находится балласт, а сверху - тонкая трубка со шкалой. Некоторые нефтеденсиметры снабжены внутренним термометром. На рис. 1 показан прибор для определения плотности нефтепродуктов.

1.3. Порядок определения

В стеклянный цилиндр осторожно наливают испытуемый нефтепродукт, температура которого может отклоняться от температуры окружающей среды не более чем на ±5°С.

Чистый и сухой нефтеденсиметр медленно и осторожно опускают в нефтепродукт, держа его за верхний конец. Во избежание повреждения нефтеденсиметр вводят до дна цилиндра или до погружения всей шкалы, а затем убирают руку.

После того как нефтеденсиметр установится, и прекратятся его колебания, снимают показания по верхнему краю мениска. При отсчете глаз должен находиться на уровне мениска (рис. 1, линия отчета – 2), а нефтеденсиметр не должен касаться стенок цилиндра.

Одновременно с отсчетом показания по шкале нефтсденсиметра устанавливают температуру нефтепродукта по внутреннему или дополнительному термометру, вводя его в нефтепродукт рядом с нефтеденсиметром.

При отсчете по шкале нефтеденсиметра получают плотность нефтепродукта при температуре испытания. Значением этой плотности пользуются для определения объемного количества нефтепродукта (или для обратного пересчета).

 

Рисунок. 1. Отсчет плотности по шкале нефтеденсиметра

1 - шкала плотности; 2 - линия отсчета; 3 - термометр; 4 - груз

Обработка результатов

Замеренную плотность приводят к плотности при нормальной температуре по формуле:

где - плотность испытуемого нефтепродукта при температуре испытания;

γ- средняя температурная поправка плотности (таблица 1);

t- температура испытания, °С.

Эта формула была предложена Д.И. Менделеевым. Она показывает, что плотность нефтепродуктов уменьшается с повышением температуры и увеличивается с ее понижением.

 

Таблица 1

Средние температурные поправки для нефтепродуктов

 

Относительная плотность	Температурная поправка на 1°С	Относительная плотность	Температурная поправка на 1°С
0,6900…0,6999	0,000910	0,8500…0,8599	0,000699
0,7000…0,7099	0,000897	0,8600…0,8699	0,000686
0,7100…0,7199	0,000884	0,8700…0,8799	0,000673
0,7200…0,7299	0,000870	0,8800…0,8899	0,000660
0,7300…0,7399	0,000857	0,8900…0,8999	0,000647
0,7400…0,7499	0,000844	0,9000…0,9099	0,000633
0,7500…0,7599	0,000831	0,9100…0,9199	0,000620
0,7600…0,7699	0,000818	0,9200…0,9299	0,000607
0,7700…0,7799	0,000808	0,9300…0,9399	0,000594
0,7800…0,7899	0,000792	0,9400…0,9499	0,000581
0,7900…0,7999	0,000778	0,9500…0,9599	0,000567
0,8000…0,8099	0,000765	0,9600…0,9699	0,000554
0,8100…0,8199	0,000752	0,9700…0,9799	0,000541
0,8200…0,8299	0,000738	0,9800…0,9899	0,000528
0,8300…0,8399	0,000725	0,9900…0,9999	0,000515
0,8400…0,8499	0,000712

Порядок выполнения работы

1. Достаньте канистру из шкафа, поставьте на стол. Открутите крышку и налейте топливо в стеклянную колбу (0,7 дм³). Закрутите крышку, уберите канистру в шкаф.

2. Возьмите в руки нефтеденсиметр и примените его к колбе с топливом. Нефтеденсиметр медленно опускается в топливо. Дождитесь прекращения колебаний. Снимите показания.

3. Извлеките нефтеденсиметр, положите его на стол. Слейте топливо в канистру для отработанного материала. Поставьте колбу на стол. Закрутите крышку канистры.

4. Повторите эксперимент с остальными образцами.

 

Рисунок. 3 Стеклянный цилиндр, нефтеденсиметр, мультичасы

 

 

Рис. 4. Канистра для отработанного топлива

Отчет

Отчет должен содержать:

1. Название лабораторной работы.

2. Цель и задачи лабораторной работы.

3. Порядок проведения лабораторной работы (включая описание прибора для определения плотности нефтепродуктов).

4. Полученные в ходе лабораторной работы данные и результат их обработки (занесенные в таблицу).

 

№ опыта	Плотность нефтепродукта
1.
2.
3.

5. Выводы по проведенному эксперименту.

 

6. Контрольные вопросы

1. Дайте определение абсолютной плотности.

2. Дайте определение относительной плотности.

3. Назовите стандартную температуру для определения плотности нефтепродуктов.

4. Назовите единицу измерения абсолютной плотности в системе СИ.

5. Назовите единицу измерения относительной плотности в системе СИ.

6. Какие шкалы имеет ареометр (нефтеденсиметр)?

7. Опишите порядок определения плотности нефтепродуктов.

8. Опишите порядок определения плотности вязких нефтепродуктов.

9. Назовите формулу для перевода плотности нефтепродукта к плотности измеренной при нормальных условиях (формула Д. И. Менделеева).

 

Лабораторная работа № 2

 

Теоретическая часть

При нагревании моторные масла испаряются. Пары масла, смешиваясь с воздухом, образуют взрывчатую смесь.

Температура вспышки - это минимальная температура, при которой пары масла, нагретого в специальном приборе (рис. 6), образуют с воздухом смесь, воспламеняющуюся от постороннего источника огня.

Температура воспламенения - это такая температура нагретого масла, при которой оно загорается самопроизвольно.

Температуры вспышки и воспламенения характеризуют огнеопасность нефтепродукта. По температуре вспышки можно судить о характере углеводородов, входящих в состав масла, а также о наличии примеси топлива в нем. В присутствии топлива значительно снижается температура вспышки масел: при попадании в масло 1% бензина вспышка снижается с 200 до 170°С, а наличие в масле 6% бензина - снижает ее почти в два раза. Вследствие этого увеличивается расход смазочного масла.

На температуру вспышки оказывают влияние давление и влажность воздуха. С повышением атмосферного давления температура вспышки несколько увеличивается, а с возрастанием влажности воздуха - снижается. Смесь паров масла с воздухом воспламеняется при определенной минимальной концентрации паров в воздухе, которая соответствует нижнему пределу взрываемости.

Обработка результатов

Расхождения между двумя параллельными определениями при температуре вспышки до 150°С не должны превышать 4°С, а при температуре вспышки свыше 150°С – 6°С. Расхождения между двумя параллельными определениями температуры воспламенения не должны превышать 6°С.

Показатели	Марка моторного масла	Среднее значение по результатам двух опытов	Значение температуры вспышки по ГОСТ
Опыт №1	Опыт № 2
tвсп, °С
tвоспл, °С

По окончании работы студентом делается вывод о соответствии температуры вспышки испытуемого моторного масла значениям ГОСТ (приложение 1, 2), огнеопасности и пригодности его к применению.

 

Приложение 1

 

Таблица 2 - Характеристики масел групп Г₁, В и В₁

 

Показатели	М-6з/12Г1	М52/10Г1	М-4з/6В1	М-8В	М-6з/10В
Температура, °С: вспышки в открытом тигле, не ниже

Приложение 2

 

Таблица 3 - Характеристики масел группы Г₂ для автотракторных и транспортных двигателей

 

Показатели	М-8Г2	М-10 Г2	М-8Г2к	М-10Г2к	М-14Г2к	М-8Г2У	М10Г2У
Темп., °С, вспышки в открытом тигле, не ниже

4. Контрольные вопросы

1. Что образует взрывчатую смесь?

2. Дать определение температуры вспышки?

3. Дать определение температуры воспламенения?

4. Какие показатели характеризуют огнеопасность нефтепродукта?

5. О каких параметрах можно судить по температуре вспышки масла?

6. На сколько градусов изменяется температура вспышки при попадании в масло 1% бензина?

7. Какие параметры оказывают влияние на температуру вспышки масла?

8. Что можно определить по нижнему пределу взрываемости?

9. С какой скоростью производится нагрев образца масла?

10. Какова должна быть толщина песка под меньшим тиглем?

11. Сколько масла требуется налить в тигель?

12. Как определить температуру вспышки?

13. Что принимают за температуру воспламенения?

14. Перечислите составляющие прибора для определения температуры вспышки?

Отчет

Отчет должен содержать:

1. Цель лабораторной работы.

2. Задачи лабораторной работы.

3. Приборы и материалы (зарисовать прибор и перечислить марки испытуемых образов масла).

4. Ход работы (перечислить основные этапы проведения лабораторной работы).

5. Результаты измерений (таблица).

6. Вывод.

Лабораторная работа № 3

Теория

Общие сведения

Сернистые соединения по коррозионной агрессивности подразделяют на активные и неактивные. Их содержание в топливе отрицательно сказывается на его эксплуатационных свойствах, таких как стабильность, способность к нагарообразованию, коррозионная агрессивность и др. Активные сернистые соединения вызывают коррозию металлов даже при нормальных условиях.

Неактивные сернистые соединения не опасны для резервуаров, трубопроводов, топливных баков и других деталей автомобилей, так как при контакте с металлами коррозионный процесс не возникает.

При сгорании, как активные, так и неактивные соединения образуют серный и сернистый ангидриды SO₂ и SO₃, а при конденсации из продуктов сгорания воды, соединяясь с ней, соответственно сернистую и серную кислоты. Серный ангидрид при работе прогретого двигателя вызывает газовую коррозию цилиндра, поршня и выпускных клапанов. По результатам многочисленных экспериментов и практическим данным установлено, что коррозионный износ в значительной степени зависит от изношенности двигателя, количества серы, содержащейся в топливе, и конкретных условий эксплуатации: при увеличении содержания серы в бензине от 0,05 до 0,1% износ двигателей возрастает в 1,5-2 раза, с 0,1 до 0,2% - еще в 1,5-2 раза, а с 0,2 по 0,3% - в 1,3-1,7 раза (рис. 10).

 

Рисунок. 10. Влияние серы, содержащейся в бензине, на износ двигателя

1 – толкатели; 2 – поршневые кольца; 3 – стержень клапана; 4 – цилиндр

Полное удаление серы из топлива - процесс трудоемкий и требует больших затрат. Часть сернистых соединений, в основном неактивных, в количестве, практически не влияющем на износ двигателя, в топливе остается. Максимальное содержание серы в отечественных автомобильных бензинах регламентируется ГОСТ 2084-77 и равно 0,12%.

Испытание на медной пластинке проводится в целях определения наличия в топливе активных сернистых соединений.

Сущность определения заключается в фиксировании изменения (или в отсутствии изменения) цвета медной пластинки под воздействием топлива в стандартных условиях испытания (рис. 1.2).

 

Подготовка к определению

Для определения применяют пластинки из электролитной меди марок М0 или М1 размером 40×10×2 мм. Новые пластинки изготовляют с шероховатостью поверхностей, соответствующей восьмому классу чистоты.

Непосредственно перед определением пластинки шлифуют шкуркой или шлифовальным порошком на вате, смоченной в изооктане (зернистость абразивного материала - 6-8). Шлифовка ведется вдоль обрабатываемой пластинки (туда и обратно). Пятна и царапины на всех шести сторонах пластинки удаляют шлифовальным порошком более крупной зернистости. Для получения гладкой поверхности пластинки обрабатывают шлифовальным микропорошком (корунд или карбокорунд зернистостью № 14 или №10) на вате, смоченной в изооктане, до удаления всех следов, оставшихся от первой обработки. Затем пластинки промывают спиртом и высушивают. Для каждого испытуемого топлива проводят не менее двух параллельных определений.

Испытуемое топливо фильтруют через бумажный фильтр и наливают в пробирки по 10 см³ в каждую. В пробирки с топливом подготовленные пластинки опускают пинцетом и закрывают их корковыми пробками.

 

 

Рисунок 11. Испытание на медной пластинке

1 – горелка; 2 – пинцет; 3 – шлифовальная шкурка; 4 – стакан с термостатирующей жидкостью; 5 – пробирка с испытуемым продуктом и медными пластинками; 6 – термометр; 7 – склянка со шлифовальным порошком; 8 – фильтр; 9 – колба с изооктаном; 10 – фарфоровая чашка; 11 – колба со спиртом, 12 – вата

1.3. Порядок определения

Пробирки с испытуемым топливом и медными пластинками помещают в вертикальном положении в нагретую баню. При анализе топлив для реактивных двигателей в баню в качестве термостатирующей жидкости заливают глицерин или масло вазелиновое медицинское. При анализе всех остальных топлив в баню заливают в воду.

Уровень жидкости в бане должен быть выше уровня топлива в пробирках не менее чем на 30 мм.

Температура жидкости в бане во время определения должна быть:

 при анализе топлива для реактивных двигателей 100±1°С;

 при анализе всех остальных топлив 50±2°С.

Изменение цвета пластинки характеризует наличие в топливе сернистых соединений.

Порядок выполнения работы

1. Достаньте из шкафа канистру с топливом, поставьте ее на стол рядом с вытяжным шкафом.

2. Снимите с колбы пробку, положите ее на стол. Открутите крышку с канистры и налейте топливо в колбу (80% объема колбы). Закрутите крышку канистры, канистру уберите в шкаф. Важное условие – любые емкости с жидкими материалами нужно сразу закрывать после использования.

3. Включите водяную баню. Изначальная температура такая же, как и в комнате - 20⁰С.

При включении бани температура начнет повышаться:

 значение min соответствует комнатной температуре;

 значение max соответствует 60⁰С.

Скорость набора температуры постоянна и равна 10⁰С/мин.

Если выключить баню, температура начнет понижаться (10⁰С/мин).

4. Рассмотрите лежащие пластинки в ящике. Левый щелчок мыши ставит пластинку на уровне глаз и увеличивает ее в 2-3 раза. Повторный щелчок мыши возвращает пластинку на место.

5. Непосредственно перед определением пластинки шлифуют очень мелкой наждачной бумагой. Шлифовка ведется вдоль обрабатываемой пластинки (туда и обратно). Возьмите пластинку в руки и примените ее к наждачной бумаге, лежащей на столе. Автоматически начнется шлифовка пластинки о бумагу (туда/обратно – 10 циклов), далее пластинка перевернется на другую сторону и опять произойдет шлифовка.

6. Для получения более гладкой поверхности пластинки обрабатывают шлифовальным микропорошком (карбокорунд) на вате, смоченной в изооктане. Возьмите емкость с карбокорундом, открутите крышку и отсыпьте часть порошка в специальную белую керамическую чашу. Чаша засыпается наполовину.

7. Снимите пробку с емкости с изооктаном, возьмите в руки ватку, примените к изооктану.

8. Затем ватку обмакните в насыпанный карбокорунд. Примените ватку к пластинке меди.

9. Затем пластинки протирают спиртом, идентично процедуре с изооктаном, но без карбокорунда. Для каждого образца топлива подготовьте 4 медные пластинки.

11. Испытуемое топливо налейте в пробирки по 10 см³ в каждую. Высота пробирки 18 см.

12. В пробирки с топливом опустите пинцетом подготовленные пластинки и закройте их пробками.

13. Пробирки с испытуемым топливом и медными пластинками поместите в вертикальном положении в нагретую баню (отверстия деревянной доски). Время выдерживания - 12 мин, в реальности – 120. Время считается только с момента установления температуры испытания - 50-60⁰С.

14. После прохождения необходимого времени достаньте пробирки и поставьте их в штатив. Откройте крышку одной из пробирок и при помощи пинцета извлеките пластинку на стол. Левый щелчок мыши ставит пластинку на уровне глаз и увеличивает ее в 2-3 раза. Повторный левый возвращает пластинку на место. Цвет пластинки может поменяться.

Отчет

Отчет должен содержать:

1. Цель лабораторной работы.

2. Рисунок прибора для определения содержания сернистых соединений в бензине.

3. Порядок проведения лабораторной работы.

4. Полученные в ходе лабораторной работы данные и результат их обработки (занесенные в таблицу).

 

Таблица 4

Опытные данные

№ опыта	Цвет образца

5. Контрольные вопросы

1. Каково влияние сернистых соединений на эксплуатационные свойства двигателя?

2. В чем сущность определения содержания сернистых соединений в бензинах?

3. В чем заключается подготовка к определению содержания сернистых соединений в бензинах?

4. Каков порядок определения содержания сернистых соединений в бензинах?

5. Каково максимальное содержание серы в отечественных автомобильных бензинах допускает ГОСТ?

 

Лабораторная работа № 4

Теория

Определение температуры вспышки используют для оценки качества нефтепродуктов и для классификации производства, помещений и установок по степени пожарной опасности.

Температура вспышки - это минимальная температура, при которой пары топлива, нагреваемые в закрытом тигле, образуют с окружающим воздухом горючую смесь, вспыхивающую при поднесении к ней пламени. Температура вспышки характеризует огнеопасность нефтепродукта при его транспортировании, хранении и заправке. Температура вспышки в закрытом тигле должна быть для дизельного топлива летнего не ниже 40°С, зимнего - не ниже 35°С и арктического - не ниже 30°С. Чем выше температура вспышки, тем меньше пожарная опасность топлива.

Сущность метода заключается в определении самой низкой температуры топлива, при которой в условиях испытания над его поверхностью образуется смесь паров с воздухом, которая вспыхивает при поднесении пламени, но не способна к дальнейшему горению.

Если испытуемый нефтепродукт содержит более 0,05% воды, его обезвоживают. Тигель прибора промывают бензином Б-70 и тщательно высушивают. Испытуемый нефтепродукт и тигель должны иметь температуру не менее чем на 20°С ниже предполагаемой температуры вспышки.

Нефтепродукт наливают в тигель до метки, закрывают крышкой, вставляют термометр и помещают тигель в нагревательную баню. При анализе нефтепродуктов с температурой вспышки до 50° С нагревательная баня должна быть предварительно охлаждена до комнатной температуры (20±5°С).

Прибор помещают в таком месте, где нет заметного движения воздуха и где свет настолько затемнен, что вспышка хорошо видна. Для лучшей защиты от движения воздуха и влияния света прибор окружают щитом из листовой кровельной стали, окрашенным с внутренней стороны черной краской. Перед определением записывают барометрическое давление.

Оборудование и инструменты

Установка

Аппарат для определения температуры вспышки нефтепродуктов в закрытом тигле показан на рис. 3.3. Тигель 5, крышка 3, заслонки 2 и мешалки 4 аппарата изготовлены из латуни. На крышке расположен пружинный механизм 7 перемещения заслонки и термометр 4. В комплект аппарата входят воздушная баня. Тигель из гнезда бани вынимают с помощью ухвата. На внутренней стороне тигля выполнен круговой уступ, указывающий уровень испытуемого дизельного топлива. Три отверстия трапецеидальной формы в крышке закрывают заслонкой 2. При вращении заслонки рукояткой отверстие открывается, к нему подносится лучина. В первоначальное положение заслонка возвращается под действием принудительного механизма, расположенного в рукоятке перемещения заслонки. Дизельное топливо перемешивается мешалкой с лопастями, приводимой во вращение механическим приводом от руки испытателя;

Рисунок 15. Аппарат для определения температуры вспышки
1 - термометр; 2 - заслонка; 3 - крышка - переходная муфта термометра; 4 - мешалка; 5 - тигель; 6 - штифт крышки; 7 - пружинный механизм

частота вращения мешалки 90..120 мин^-1. Аппарат снабжен регулятором скорости нагревания.

Электрическое питание аппарата происходит от сети переменного тока напряжением 220 В, частотой 50 Гц; мощность, потребляемая аппаратом, не более 1000 Вт.

Для контроля вспышки дизельного топлива используют стеклянный термометр типа ТН-1 №1 со шкалой от 0°С до +170 °С.

Приложение 1

 

Таблица 5 - Характеристики дизельного топлива (ГОСТ 305-82)

 

Показатели	Норма для марок
Л		А
Цетановое число, не менее
Фракционный состав: 50% перегоняется при температуре, ^0С, не выше 90% перегоняется при температуре (конец перегонки) ^0С, не выше
Кинематическая вязкость при 20°С, мм^2/с	3,0-6,0	1,8-5,0	1,5-4,0
Температура застывания, 0С, не выше, для климатической зоны: умеренной холодной	-10 -	-35 -45	- -55
Температура помутнения, ^0С, не выше, для климатической зоны: умеренной холодной	-5 -	-25 -35	- -
Температура вспышки в закрытом тигле, °С, не ниже: для тепловозных, судовых дизелей и газовых турбин для дизелей общего назначения
Массовая доля серы, %, не более, в топливе: вида I вида II	0,20 0,50	0,20 0,50	0,20 0,40
Массовая доля меркаптановой серы, %, не более	0,01	0,01	0,01
Содержание фактических смол, мг/100 см топлива, не более
Кислотность, мгКОН/100 см^3 топлива, не более
Плотность при 20°С, кг/м^3, не более

 

Примечание. Для топлив марок Л, 3,А: содержание сероводорода, водорастворимых кислот и щелочей, механических примесей и воды отсутствие, испытание на медной пластинке - выдерживают.

 

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

Подготовка к исследованиям

1. Откройте шкаф и возьмите одну из канистр с топливом. Топливо для дизелей общего назначения (приложение 1).

2.Часть выбранного топлива залейте в тигель 3. Поместите канистру с топливом обратно в шкаф.

4. Вставьте тигель в аппарат для определения температуры вспышки

5. Закройте тигель крышкой.

6. Подключите газовый шланг к отверстию на крышке тигля.

7. Укрепите на крышке стеклянный термометр.

8. Переведите тумблер в положение "ВКЛ"; регулятор подачи газа - в положение "ОТКРЫТ"; тумблер запальника - на максимум. Можете приступать к исследованиям.

Рисунок.16. Канистры с различными видами топлива

.

Рисунок. 17. Тигель

 

Рисунок. 18. Взятие образца топлива

 

Рисунок.19. Аппарат для определения температуры вспышки

 

 

Рисунок. 20. Стеклянный термометр (ТН-1 №1)

 

Рисунок. 21. Крышка тигля

1 - мешалка; 2 - корпус; 3 - заслонка; 4 - газовая горелка;

5 - отверстие для подвода газа; 6 - отверстие для термометра;

7 - пружинный механизм

Рисунок. 22. Аппарат для определения температуры вспышки в собранном состоянии

 

Исследование нефтепродуктов

1. Нефтепродукт в собранном приборе нагревают следующим образом: при анализе нефтепродуктов с температурой вспышки до 50°С температуру повышают регулятором нагрева со скоростью 1°С в 1 мин при непрерывном перемешивании с начала и до конца определения. При анализе нефтепродуктов с температурой вспышки от 50°С до 150°С начальный нагрев ведут со скоростью 5-8°С, а при анализе нефтепродуктов с температурой вспышки выше 150°С - со скоростью 10-12°С в 1 мин при периодическом перемешивании.

Когда нефтепродукт нагревается до температуры на 20°С ниже предполагаемой температуры вспышки, нагрев ведут так, чтобы температура повышалась на 1°С в 1 мин.

При температуре на 10°С ниже ожидаемой температуры вспышки начинают проводить испытание на вспышку через 1°С для нефтепродуктов с температурой вспышки до 50°С и через 2°С - для нефтепродуктов с температурой вспышки выше 50°С. При этом нефтепродукт непрерывно перемешивают вращением мешалки (в этой лабораторной работе данное действие происходит автоматически через гибкую передачу от аппарата). Только в момент испытания на вспышку перемешивание прекращают. Поворотом пружинного рычага открывают окно крышки тигля, и подносят зажженную лучину к отверстию (в этой лабораторной работе данное действие происходит автоматически от постоянно горящей газовой горелки, окно крышки тигля открывается пользователем с помощью пружинного механизма). Окно крышки открывают на 1 сек. Если вспышка не произошла, то продукт вновь перемешивают, повторяя операцию через 1-2°С.

За температуру вспышки принимают температуру, показываемую термометром при появлении первого синего пламени над поверхностью нефтепродукта. Расхождение между параллельными определениями температуры вспышки в закрытом тигле не должны превышать следующих величин: при температуре вспышки до 50°±1°С; при температуре вспышки выше 50°С±2°С.

2. Температура нагревания отражается в верхнем углу монитора. Температурный момент вспышки зафиксируйте в таблице 3.1.

3. Выключите прибор тумблером в положение «ВЫКЛ», регулятор нагрева переведите в нулевое положение (в данной лабораторной работе подача газа и запальник отключатся автоматически).

4. Разберите прибор в обратной последовательности.

5. Откройте крышку канистры для отработанного топлива. Слейте топливо, закройте крышку.

6. Приступайте к следующим исследованиям в той же последовательности, указанной в подразделе 4.1.

Рисунок. 23. Канистра для отработанного топлива

 

Обработка результатов

При давлении выше или ниже 101,325 кПа (760 мм рт. ст.) вводят поправку на стандартное давление. Ее определяют по формуле:

 

или

(1)

где и р— фактическое барометрическое давление, соответственно кПа и мм рт. ст.

Можно также воспользоваться поправками, приведенными в табл.3.1.

Температуру вспышки с поправкой вычисляют алгебраическим сложением найденной температуры и поправки. За результат испытаний принимают среднее арифметическое двух последовательных определений.

 

(2)

 

где t–температура воспламенения испытуемого ДТ;
t^*– поправка на барометрическое давление.

По окончании вычислений делается вывод о пригодности к применению данного образца топлива и о характере работы двигателя на этом топливе.

 

Таблица 6 - Поправка на барометрическое давление

 

Давление, кПа	Давление, мм рт. ст.	Температурная поправка, °C
84,8…88,4	636…663	+4
88,5…92,1	664…691	+3
92,2…95,7	692…718	+2
95,8…99,4	719…746	+1
103,2…106,8	774…801	-1

Отчет

Отчет должен включать в себя:

1. Название лабораторной работы.

2. Цель лабораторной работы (студент должен сформулировать самостоятельно).

3. Приборы и материалы (рисунок, название и описание).

4. Порядок выполнения работы.

 

Результаты испытания

№ опыта	Температура вспышки	Поправка на барометрическое давление	Температура вспышки с поправкой на барометрическое давление	Температура вспышки по ГОСТ

6. Контрольные вопросы

1. Назначение определения температуры вспышки.

2. Что такое температура вспышки топлива?

3. Что характеризует температура вспышки нефтепродукта?

4. Какая температура вспышки в закрытом тигле характерна для дизельного топлива?

5. В чем заключается сущность метода определения температуры вспышки топлива?

 

Лабораторная работа № 5

 

Теория

Пенетрацией называют величину, показывающую, на какую глубину погружается в испытуемую смазку конус стандартного прибора за 5 сек. Число пенетрации численно равно глубине погружения конуса прибора, выраженной в десятых долях миллиметра. Пенетрация — показатель условный, не имеющий физического смысла, и не определяет поведение смазок в эксплуатации. В то же время, так как этот показатель быстро определяется, им пользуются в производственных условиях для оценки идентичности рецептуры и соблюдения технологии изготовления смазок.

Смазки по величине пенетрации разделяют на девять классов (таблица 7).

 

Таблица 7 - Классификация пластичных смазок по величине пенетрации