1. Определение эксплуатационных свойствсудовых топлив Цель определения работы: приобретение основных показателей навыков качества экспериментального топлив и умения самостоятельно принимать решения о возможности их применения в судовых дизелях и выбирать рациональные режимы топливоподготовки. Ход работы: Топливо - мазут Ф-5. Вязкость ν – 40,29сек. Плотность ρ – 920 кг/м3. t0 вспышки – 1200С. Приведение полученной плотности нефтепродукта к его плотности при нормальной t. 𝜌420 = 𝜌4𝑡 + 𝛾(𝑡 − 20) Где 𝜌420 - плотность нефтепродукта при температуре испытания; γ – температурная поправка плотности; t – температура испытания, °С. 𝜌420 = 920 + 0,607(22 − 20) = 921,214кг/м3 Определение вязкости, нефтепродуктов по времени испытания через калиброванные отверстия: 40,29:10,71=3,76 (значения условной вязкости) Переводим в кинематическую вязкость согласно таблице получаем 12 мм2/с (сСт). Определение t0 вспышки, равно 1200С. Основные направления использования мазута: - разные сферы промышленного производства; - жилищно-коммунальное хозяйство; - аграрный сектор; - эксплуатация водного транспорта разных видов и габаритов. 1 Мазут − распространенный вид топлива для котельных, отапливающих объекты разного назначения. Топочные мазуты обеих марок используются в качестве сырья для производства флотского мазута, горючего для отопления бункеров, тяжелого горючего для силовых установок крейцкопфного типа. Этот продукт нефтепереработки нашел применение и в бытовом секторе. Он служит топливом с мало- и среднемощных отопительных системах, использующихся для обогрева частных домов и коттеджей. Владельцы фермерских хозяйств могут использовать данный материал в системах заготовки кормов для скота. Флотский Ф5 − может использоваться в качестве горючего в судовых электрических установках. Для его сгорания требуется больше энергии. При этом выход энергии при сгорании минимален за счет массовой доли серы до 2% Определение температуры вспышки нефтепродуктов производят путем визуального наблюдения воспламенения паров нефтепродуктов от нагретой электрическим током спирали специального воспламенителя. Расчетный углеродно-ароматический индекс (CCАI). CCAI = ρi5 − 140.7lglg(v50 + 0,85) − 80,6 ССАI=916,9-140,7lglg(42-0,85)-80,6=606,68 После проведенного расчета ССАI определения характеристик топлив можно сделать вывод, что возможно применять анализируемого топлива в конкретных типах высокооборотных дизелей. Так как в этих продуктах значение 606,68 не выше 840...850. То есть соответствие полученных значений показателей качества топлива документации. 2 требованиям нормативной Контрольные вопросы. 1. Что характеризует плотность топлива? Единицы ее измерения. Плотность – это отношение массы вещества к единице объема, вы раженное в граммах на кубический сантиметр (г/см3) или в килограммах на кубический метр (кг/м3). 2. Характерные значения плотности топлива для дистиллятных и тяжелых сортов. Для нефтепродуктов в качестве показателя плотности используют отношение их плотности при 20 °С к плотности дистиллированной воды при 4 °С. Эта величина обозначается р204 и колеблется в следующих пределах: 830...910 – для дистиллятных топлив; 920...1010 – для остаточных тяжелых топлив. 3. Как изменяется плотность топлива от температуры? Плотность топлива зависит от температуры, впрочем, как и для любой другой жидкости: при повышении температуры плотность топлива снижается и наоборот – при снижении температуры плотность топлива увеличивается. 4. Единицы измерения вязкости топлива. Кинематическая вязкость выражается отношением коэффициента внутреннего трения к плотности жидкости и измеряется в системе СИ в квадратных метрах на секунду (см2/с), стоксах (1 Ст = 10–4 м2/с) или сантистоксах(1 сСт = 10–6 м2/с = 1 мм2/с). 5. Как изменяется вязкость топлива от температуры? Приведите примерный вид зависимости. Зависимость вязкости топлива от температуры широко применяется при использовании тяжелых топлив на судах. Эти топлива при температурах окружающей среды имеют высокие значения вязкости, затрудняющие или препятствующие их применению. Поэтому высоковязкие топлива подогревают в танках запаса с использованием паровых змеевиков для обеспечения текучести при перекачивании, что может быть обеспечено, 3 если их вязкостьу приемного патрубка не будет превышать 600–800 мм2/с. 6. Оптимальная температура подогрева топлива перед ТНВД. Как ее определить? Подогрев в целях снижения вязкости необходим также в отстойных и рас ходных цистернах (до температур на 15°С ниже температуры вспышки), перед сепарацией (до 95 °С) и непосредственно перед ТНВД дизелей до значений вязкости 10–15 мм2/с. Выбор температуры подогрева зависит от величины стандартной вязкости используемого топлива и осуществляется по специальным номограммам. 7. В чем заключается негативное воздействие низкой вязкости топливана работу дизеля? Минимальная вязкость топлива, обеспечивающая надежную смазку деталей впрыскивающей системы дизеля, составляет 10,0–15,0 сСт. При вязкости ниже этого предела возможны зависание прецизионных пар топливной аппаратуры и их интенсивный износ. Слишком малая вязкость топлива может привести к повышенному износу топливной аппаратуры, так как топливо является для нее одновременно и смазкой. 8. В чем заключается негативное воздействие высокой вязкости топливана работу дизеля? При повышении вязкости увеличивается давление в магистрали высокого давления, что может явиться причиной выхода из строя трубопроводов, топливных насосов высокого давления (ТНВД) и их приводов. В связи с этим перед подачей к ТНВД высоковязкого топлива необходим соответствующий подогрев его до уровня, рекомендуемого заводомизготовителем. 9. Как показатель CCAI связан с характером протекания рабочего процесса дизеля? Осведомленность о порядке величин CCAI топлива необходима для того, чтобы, во-первых, была возможность определить, подходит рассматриваемое топливо для данного двигателя или нет, а, во-вторых, чтобы получить априорную 4 информацию о том, как будет происходить сгорание нового топлива, и заранее принять необходимые меры. 10. Назовите предельные значения показателя CCAI для различных типов судовых дизелей. Верхний предел значения CCAI тяжелых остаточных топлив высокооборотных дизелей – не выше 840...850; для среднеоборотных – не выше 870...890; для малооборотных – не выше 900...910. 11. К чему может привести работа дизеля на топливах с показателем CCAI,превышающим предельное значение, и почему? Увеличение ССАI способствует рост плотности понятно, потому как при этом увеличивается количество тяжелых углеводородов (высокомолекулярных асфальтосмолистых соединений). В то же время увеличение вязкости снижает CCAI, что объясняется увеличением содержания в топливе парафиновых соединений обладающих хорошей воспламеняемостью и сгоранием. На основании этого можно сказать, что следует избегать использования топлив, обладающих высокой плотностью, и не бояться применения топлив, обладающих высокой вязкостью. Не рекомендуется использовать топлива с показателями самовоспламеняемости, не укладывающимися в рекомендуемые пределы. Если работа на таком топливе неизбежна и температуры на выхлопе объективно увеличились, необходимо во избежание тепловой перегрузки двигателя снизить его рабочую нагрузку. 12. Какие свойства топлив характеризует температура вспышки? Температура вспышки характеризует температуру кипения, испаряемость и упругость паров топлива. 13. Дайте определение понятия «температура вспышки топлива». Температура вспышки топлива – это минимальная температура нагрева нефтепродукта, при которой его пары в смеси с окружающим воздухом вспыхивают при поднесении открытого пламени. 5 14. Допустимые значения температуры вспышки топлив применяемых на судах. Все нефтепродукты по температуре вспышки паров делят на два класса. К первому относят нефтепродукты с температурой вспышки паров, не превышающей 61оС в закрытом тигле или 66оС в открытом тигле. Нефтепродукты этого класса называют легковоспламеняющимися. Ко второму классу относят нефтепродукты, температура вспышки которых выше 61оС в закрытом тигле или выше 66оС в открытом. Нефтепродукты этого класса называют горючими. 15. Как связана температура вспышки топлива с температурой его подогрева в расходных и отстойных танках? В соответствии с Правилами Российского морского регистра судоходства, часть VIII «Системы и трубопроводы», п. 13.3.4. Максимальная температура подогретого топлива в цистернах должна быть на 150С ниже температуры вспышки топлива. 16. Методика определения режимов топливоподготовки с помощью специальных диаграмм. Покажите на примере. На рисунке 1 приведена диаграмма зависимости вязкости от температуры в логарифмических координатах. На диаграмму нанесены наклонные линии, которые соответствуют изменению вязкости от температуры для конкретных типов топлив. Чем выше вязкость топлива, тем круче идет его вязкостно-температурная кривая. На диаграмме выделена рабочая зона осуществляется подача вязкости, при которой топлива в цилиндры. Диапазон вязкости, при которой допускается впрыск топлива, указан на оси ординат справа (10–15 сСт). По известной вязкости топлива и значению температуры, при которой она определена, отмечается точка в месте их пересечения. Через эту точку проводят нисходящую или восходящую линию, эквидистантную наклонным линиям, имеющимся на диаграмме, до пересечения с горизонтальной линией, соответствующей на оси ординат требуемой вязкости, которую следует 6 поддерживать перед топливоподающей или перекачивающей системой. Из точки их пересечения опускаем вертикальную линию вниз до пересечения с осью абсцисс и находим соответственно для данного топлива температуру его подогрева до требуемой вязкости. Пример. Определить температуру подогрева топлива MFO-120 перед ТНВД. Вязкость топлива равна 120 сСт при 50 ºС. Отмечаем точку на кривой 6 (рис. 1), соответствующую данному топливу. Опускаемся по кривой 6 вниз до пересечения с горизонтальными линиями 15 и 10 сСт. Из точки их пересечения опускаем вертикальные линии вниз до пересечения с осью абсцисс и находим для данного топлива температуры его подогрева: для вязкости 15 сСт она равна 108 ºС, а для 10 сСт – 120 ºС. 17. В чем заключается суть методики определения вязкости топлива? Метод определения вязкости нефтепродуктов по времени истечения через калиброванное отверстие основан на зависимости времени истечения через калиброванное отверстие 100 мл нефтепродукта от вязкости последнего при температуре испытания. 7 Перед испытанием необходимо замерить температуру нефтепродукта и сделать соответствующую запись в бланке результатов анализа. Затем закрыть отверстие испытуемым индикатора вязкости нефтепродуктом, штырем и предварительно заполнить его перемешанным пятиминутным встряхиванием в пробоотборнике, заполненном не более чем на температуру, вязкости. его 3/4 после Под объема. С помощью термометра вторично измерить чего отверстие долить нефтепродукт до края индикатора индикатора вязкости подставить мерный цилиндр, выдернуть штырь и одновременно включить секундомер. Когда нефтепродукт заполнит цилиндр до метки «100 мл», выключить секундомер, закрыть отверстие индикатора вязкости штырем и определить отсчет в секундах. Полученное значение разделить на 10,71 (время истечения 100 мл дистиллированной воды), значение условной вязкости перевести в кинематическую вязкость. 8
