Воспламеняемость дизельного топлива и цетановое число

В дизельный двигатель в конце хода сжатия в сжатый и нагретый воздух под большим давлением впрыскивается порция топлива. Мельчайшие капельки топлива переходят в парообразное состояние и распределяются в воздухе. Через малый промежуток времени топливо самовоспламеняется и полностью сгорает. Время между началом впрыска и воспламенением топлива называется периодом задержки самовоспламенения. Наиболее существенное эксплуатационное свойство дизельных топлив − их способность быстро самовоспламеняться и плавно сгорать, что обеспечивает нормальное нарастание давления и работу двигателя без стуков. Воспламенительные свойства топлив зависят от их химического и фракционного состава, т.е. от способности компонентов топлива к самовоспламенению. Парафиновые углеводороды имеют самые низкие температуры самовоспламенения, поэтому дизельные топлива из парафинистых нефтей обладают хорошими эксплуатационными свойствами. Наоборот, ароматические углеводороды имеют очень высокие температуры самовоспламенения и ухудшают процесс сгорания топлива.

Воспламеняемость дизельного топлива оценивается цетановым числом (ц.ч.). В качестве эталонов для его определения принимают н-цетан (гексадекан) С₁₆Н₃₄ с ц.ч. = 100 и α-метилнафталин с ц.ч. = 0.

Цетановым числом называется содержание (в % об.) цетана в смеси с α-метилнафталином, эквивалентной по самовоспламеняемости испытуемому топливу при сравнении топлив в стандартных условиях испытания. [14]

Оценка воспламенительных свойств топлив проводится методом сравнения их с эталонными топливами на одноцилиндровой установке. Цетановые числа дизельных топлив нормируются в интервале 40-50 ед. Определить цетановое число дизельного топлива можно не только экспериментальным методом, но и с помощью различных аналитических зависимостей (по химическому составу топлива, дизельному индексу, анилиновой точке). Наиболее простой способ определения цетанового числа по следующим уравнениям (по данным разных авторов):

для фракции 350-350°С Ц.ч.=263 - 254· ,

для фракции 200-350°С Ц.ч. =305,2 - 297,5· .

Цетановое число также может быть определено портативными октанометрами, о которых упоминалось в разделе по детонационной стойкости бензинов.

Фракционный состав дизельного топлива

Фракционный состав оказывает большое влияние не только на скорость испарения дизельной фракции и скорость образования смеси с воздухом после впрыскивания, но и на распыливание, полноту сгорания, дымность выхлопа, нагароотложение и разжижение картерного масла. При высоком содержании легких фракций увеличивается давление сгорания, т.е. двигатель работает более жестко. Этот показатель нормируется температурой 10% отгона. Утяжеленное топливо хуже распыливается, в результате чего уменьшается скорость образования рабочей смеси, ухудшается ее однородность, а это приводит к повышенному давлению и снижению экономичности двигателя (контроль осуществляется температурами 50 и 96 % отгона). В то же время облегчение фракционного состава ухудшает самовоспламеняемость топлива. Таким образом, в дизельном топливе легкие, средние и тяжелые фракции нефти должны содержаться в оптимальных соотношениях.

Определение фракционного состава осуществляется по ГОСТ 2177-99. Полученные в ходе анализа данные фракционного состава исследуемого дизельного топлива необходимо сравнить с техническими условиями ГОСТ 305-82 на дизельные топлива.

Температура вспышки

Это температура, при которой пары нефтепродукта, нагреваемого в стандартных условиях, образуют с окружающим воздухом смесь, вспыхивающую при поднесении к ней пламени. Температура вспышки является нормируемым показателем дизельных топлив и смазочных масел. Высококипящие углеводороды повышают температуру вспышки, низкокипящие - снижают ее. По температуре вспышки можно составить представление не только об огнеопасности нефтепродукта, но и о характере углеводородов, входящих в его состав, а также о наличии примесей легкоиспаряющихся компонентов, ухудшающих эксплуатационные характеристики нефтепродукта.

Температура вспышки зависит как от физико-химических свойств нефтепродукта, так и от методики определения и конструкции прибора. Определять температуру вспышки можно в приборах открытого и закрытого типа, различающихся между собой условиями испарения в них испытуемого продукта.

Температура вспышки дизельных топлив для быстроходных двигателей определяется в аппаратах закрытого типа в приборе ПВНЭ по ГОСТ 6356-75. Полученные результаты необходимо сравнить с требованиями ГОСТ 305-82 и сделать соответствующий вывод.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: