Лабораторная работа № 11 Определение теплотворной способности расчётным способом

На практике и в технике при оценке топлив пользуются термином теплотворная способность, подразумевая под этим количество теплоты, выделяемой при полном сгорании единицы массы или объёма топлива. Эта величина, указывающая на содержание тепловой энергии, характеризует качество топлива.

Различают высшую и низшую теплотворные способности нефтепродуктов (топлив). Высшая теплотворная способность отличается от низшей на величину теплоты полной конденсации водяных паров, образующихся при сгорании углеводородов. На практике приходится иметь дело с низшей теплотворной способностью, так как при сжигании топлива вся вода, находящаяся в нём, как таковая, или образующаяся при горении, превращается в пар, который уносится в трубу вместе с дымовыми газами. Таким образом, теплота, затраченная на превращение этой воды в пар, будет потеряна.

Теплотворная способность топлива может быть определена двумя способами:

1. по теоретическим или по эмпирическим формулам;

2. экспериментально – сжиганием в калориметрической бомбе.

В нефтяной практике большее распространение получили эмпирические формулы, в которых теплотворная способность выражается как функция плотности. Из числа эмпирических наибольшее распространение получила формула Крэга:

Q_в = 4,19(12400 - 2100² ) (кДж/кг) (22)

Q_н = 4,19(11088 + 757 -2100² ) (кДж/кг) (23)

где  - относительная плотность топлива, ( ).

Формулы применимы для нефтяных топлив с плотностью от 0,510 до 0,990 и дают расхождения с опытными данными до 3%.

Лабораторная работа № 12 Определение коэффициента фильтруемости дизельного топлива

Этот показатель определяет эффективность и надёжность работы двигателя, особенно его топливной аппаратуры. Для плунжеров и гильз топливных насосов зазоры составляют 1,5 – 4,0 мкм. Частицы загрязнений, размер которых 4,0 мкм, вызывают повышенный износ деталей топливной аппаратуры, что предопределяет и соответствующие требования к очистке топлива.

Чистоту топлива оценивают коэффициентом фильтруемости , который представляет собой отношение времени фильтрования через фильтр из бумаги БФДТ при атмосферном давлении десятой порции фильтруемого топлива к первой. На фильтруемость топлив влияет наличие воды, механических примесей, смолистых веществ, мыл нафтеновых кислот. В товарных дизельных топливах содержится в основном растворённая вода от 0,002 до 0,008%, которая не влияет на коэффициент фильтруемости. Нерастворённая в топливе вода – 0,01% и более – приводит к повышению коэффициента фильтруемости. Однако влияние этого фактора неоднозначно, присутствие в топливе поверхностно-активных веществ – мыл нафтеновфх кислот, смолистых и сероорганических соединений – усугубляет отрицательное влияние эмульсионной воды на фильтруемость топлив. Достаточно (15-20)10^-4 % мыл нафтеновых кислот, образующихся при защелачивании топлив, чтобы коэффициент фильтруемости повысился с 2 до 4-5.

Содержание механических примесей в товарных дизельных топливах, выпускаемых нефтеперерабатывающими предприятиями, составляет 0,002-0,004 %. Это количество не отражается на коэффициенте фильтруемости при исключении других отрицательных факторов. Коэффициент фильтруемости дизельных топлив, отправляемых с предприятий, находится в пределах 1,5-2,5.

Аппаратура, посуда, реактивы

прибор для определения коэффициента фильтруемости;

стаканы стеклянные 100 см³;

секундомер;

Подготовка к испытанию

Д ля определения коэффициента фильтруемости топлива пробу тщательно перемешивают в течение 2-3 мин и отбирают 100 см³ в стеклянную посуду. Перед испытанием пробу топлива выдерживают при температуре испытания (температура окружающей среды).

Проведение испытания

Кран прибора (7), изображённого на рисунке 1, перекрывают, затем заполняют стеклянную трубку прибора (1) исследуемым дизельным топливом немного выше верхней метки. Во избежание образования в приборе воздушных пузырьков топливо следует наливать по стенке стеклянной трубки.

П

Рис. 16 - Прибор для определения коэффициента фильтруемости:

1-трубка стеклянная градуированная; 2‑оправа металлическая; 3 и 9-кольца резиновые, прокладки; 4‑оправа фильтра; 5‑корпус; 6‑фильтр; 7‑кран стеклянный; 8‑седло фильтра

осле 2 мин выдержки топлива в приборе открывают стеклянный кран (7), когда мениск опустится до верхней метки включают секундомер и измеряют время истечения 2 мл топлива (V₁ за t₁) от верхней метки градуированной стеклянной трубки В до средней метки А. Не прекращая фильтрования, в градуированную стеклянную трубку прибора из стакана заливают 2,5 мл топлива(V₂), и когда уровень топлива достигнет верхней метки В, вновь измеряют время истечения 2 мл топлива (t₂) от метки В до метки А. Для определения коэффициента фильтруемости должно быть проведено 10 аналогичных замеров.

Обработка результатов

Коэффициент фильтруемости топлива К выражают отношением времени фильтрации в минутах каждых последующих 2 мл топлива t_n ко времени фильтрации первых 2 мл t₁

(24)

Коэффициент фильтруемости первого замера К₁ равен единице.

За результат определения принимают отношение времени истечения последних 2 мл топлива (t₁₀) к первым 2 мл (t₁)

(25)

При испытании топлива, коэффициент фильтруемости которого резко возрастает, испытание заканчивают при достижении К_n 5.

За результат испытания принимают среднее арифметическое двух параллельных определений.

Точность метода.

Допускаемые расхождения между двумя параллельными определениями не должны превышать 10% от величины меньшего результата.

Литература

1. Гуревич И.Л. Технология переработки нефти и газа. Ч. 1. – М.: Химия, 1972. – 360 с.

2. Рыбак Б.М. анализ нефти и нефтепродуктов. – М.: Государственное научно-техническое издательство нефтяной и горно-топливной литературы, 1962. – 888 с.

3. Топлива, смазочные материалы, технические жидкости. Ассортимент и применение. Спр./И.Г. Анисимов и др.; под ред. В.М. Школьникова. Изд. 2-ое. – М.: Изд. Центр "Техинформ", 1999. – 596 с.

4. Дияров И.Н. и др. Химия нефти. – Л.: Химия,1990. – 240 с.

5. нефтепродукты. Методы испытаний. Ч 1-3. – М.: Издательство стандартов, 1977.

6. Белянин Б.В., Эрих В.Н. Технический анализ нефтепродуктов и газа. Л.: Химия, 1970. – 344 с.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение	3
Техника безопасности	3
Лабораторная работа № 1 Определение содержания воды в нефти (нефтепродуктах)	4
Лабораторная работа № 2 Определение температуры вспышки нефтепродуктов в закрытом тигле	6
Лабораторная работа № 3 Определение йодных чисел и содержания непредельных углеводородов в нефтепродуктах	9
Лабораторная работа № 4 Определение содержания хлористых солей в нефти	12
Лабораторная работа № 5 Определение кинематической вязкости нефтепродуктов	14
Лабораторная работа № 6 Определение плотности нефтепродуктов	17
Лабораторная работа № 7 Ускоренный метод определения серы в нефти и нефтепродуктах	25
Лабораторная работа № 8 Определение давления насыщенных паров лёгких нефтепродуктов	27
Лабораторная работа № 9 Определение фракционного состава светлых нефтепродуктов	30
Лабораторная работа № 10 Определение температуры застывания нефтепродуктов	33
Лабораторная работа № 11 Определение теплотворной способности расчётным способом	35
Лабораторная работа № 12 Определение коэффициента фильтруемости дизельного топлива	36
Литература	39

42