Файл: Итинская, Н. И. Топливо, смазочные материалы и технические жидкости учеб. пособие.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 14.10.2024
Просмотров: 110
Скачиваний: 1
выбрасываемые вместе с выхлопными газами. Такие по мещения должны быть оборудованы приточно-вытяжной вентиляцией с верхним и нижним отсосами.
§ 12. Методические указания к выполнению лабораторной работы и типовые задачи
По материалу, изложенному во II и III главах, выпол няется одна лабораторная работа № 3 «Исследование топ лива для карбюраторных двигателей». На выполнение ра боты требуется 4 ч.
Цель работы. Ознакомить студентов с методами опреде ления основных физико-химических констант топлива для карбюраторного двигателя. Научить разбираться в пас портах и ГОСТах. По анализу продуктов сгорания опре делить коэффициент избытка воздуха и подсчитать теп лоту сгорания горючей смеси. Определить сорт и марку топлива и дать заключение о его эксплуатационных свойст вах.
Содержание работы. Студенту дается образец топлива и к нему ряд дополнительных данных, которые требуют дли тельного времени при исследовании или не могут быть оп ределены из-за отсутствия аппаратуры. Например, могут быть даны: октановое число, содержание серы, индукци онный период. Если не определялась теплота сгорания во второй работе, то дается количество углерода и водорода для подсчета (?низ по формуле Менделеева.
Самостоятельно выполняются следующие работы.
По результату осмотра образца дают заключение о на личии воды и механических примесей (глава II, § 2), наличии этиловой жидкости (глава III, § 5). Определяют фракционный состав (глава II, § 8). Строят кривую раз гонки бензина и дают ее анализ (глава III, § 2). Опреде ляют содержание органических и минеральных кислот (глава II, § 10 и глава III, § 7). Определяют содержание фактических смол (глава II, § 9) и склонность топлива к нагарообразованию (глава III, § 6). Проводят анализ про дуктов сгорания и подсчитывают коэффициент избытка воздуха (глава II, § 6). Подсчитывают Qro смеси (глава И, § 7).
Результаты исследования. По полученным данным нуж но составить паспорт исследуемого топлива. Образец для бензина АИ-93 (зимний) ГОСТ 2084—67 приведен в табл. 10. В графу испытания записать результаты анализа и
107
данные, полученные от преподавателя. По паспорту по добрать сорт и марку образца и выписать данные, требуе мые ГОСТом. По имеющимся отклонениям дать заключение о качестве исследуемого топлива и возможностях его ис пользования.
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а 10 |
|
|
|
|
|
|
|
Требова |
Данные |
Откло |
Показатель качества |
|
|
ния |
|||||
|
|
испытания |
нения |
|||||
|
|
|
|
|
|
гост |
||
Октановое число: |
|
|
не менее |
85 |
85 |
Нет |
||
по моторному методу, |
||||||||
по исследовательскому |
методу, |
93 |
94 |
+1 |
||||
не менее |
г/кг, |
не более |
|
0,82 |
Отсут |
Бензин |
||
Содержание ТЭС, |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
ствует |
неэтили |
|
|
|
|
|
|
|
|
рован |
Фракционный состав: |
|
|
|
|
|
ный |
||
|
|
|
Не нор |
32 |
Нет |
|||
Начало кипения t a |
|
|
|
|||||
10% перегоняется при t°, не выше |
мируется |
60 |
—5 |
|||||
55 |
||||||||
50% |
» |
» |
t ° |
» |
» |
100 |
112 |
—12 |
90% |
» |
» |
t° |
» |
» |
160 |
173 |
—13 |
Конец кипения /°, не выше |
|
185 |
190 |
—5 |
||||
Остаток и потери, %, не более |
не |
4 |
6 |
—2 |
||||
Кислотность, |
мг |
КОН/100 |
мл, |
3 |
4 |
—1 |
||
более |
|
|
|
|
|
|
|
|
Содержание |
.фактических |
смол, |
7 |
23 |
—16 |
|||
мг/100 мл, не более |
|
|
|
|
|
|
||
Индукционный период, мин, не менее |
900 |
900 |
Нет |
|||||
Содержание серы, %, не более |
|
0,10 |
0,08 |
+0,02 |
||||
Водорастворимые кислоты и щелочи |
Отсут |
Отсут |
Нет |
|||||
Механические примеси |
|
|
|
ствуют |
ствуют |
— |
||
|
|
|
Отсут |
Следы |
||||
Содержание воды |
|
|
|
|
ствуют |
Отсут |
Нет |
|
|
|
|
|
Отсут |
||||
Оценка |
процесса горения |
|
ствует |
ствует |
|
|||
|
|
|
|
|||||
Теплота сгорания: |
|
|
|
|
10 500 |
|
|
|
Фниз.топлива» Ккал/кг |
|
|
10 520 |
+20 |
||||
Qrop.смеси» ККал/кг |
|
|
664 |
580 |
—84 |
Заключение о качестве. Бензин АИ-93 выпускается этилированный и неэтилированный. Исследуемый бензин неэтилированный, получен каталитическим крекингом с добавлением высокооктановых компонентов. Применяется зимой в высокофорсированных автомобильных двигателях ВАЗ-2101, МЗМА-412, «Волга» ГАЗ-24 и др.
108
Исследуемый бензин хорошей детонационной стойко сти, но имеет ухудшенный фракционный состав, несколь ко затруднен пуск двигателя, хуже рабочая фракция, повышенный конец кипения, что не обеспечивает полноту сгорания топлива и несколько повышает расход бензи на. Резко увеличено содержание фактических смол, что при применении бензина приведет к повышенному нагарообразованию. Стабильность бензина высокая и отве чает требованию ГОСТа; можно предположить, что плохие условия транспорта или хранения привели к резкому по вышению фактических смол. Заметных отклонений по кор розийным свойствам нет. Значительное снижение Qrop смеси свидетельствует о том, что установка, где проводилось сжигание бензина, отрегулирована неправильно (высо кий коэффициент избытка воздуха).
ТИПОВЫЕ ЗАДАЧИ
Задача № i
1.Определите теплоту сгорания 5 л нормальной смеси углево
дорода С8Н16, имеющего р£° = 0,740.
|
|
Р е ш е н и е |
|
|
|
|
а) Определяем молекулярную массу: |
|
|
|
|||
М = 8 X 12 + |
1,008 X 16 = |
96 + |
16, |
128 = |
112,128. |
|
б) Зная молекулярную массу, подсчитываем |
% углерода и |
|||||
водорода: |
|
|
|
|
|
|
112,128 —100 |
v |
9600 |
0_ |
|
С = 85,52 |
|
96 - X |
Л |
112,120— |
' |
11 = 14,48. |
в) Определяем массу сгоревшего углеводорода:
|
|
0,740 X 5 = |
3,700 кг. |
|
|
||
г) |
Определяем Q mi3 |
по формуле Q Ha3 = |
81С + 246Н ккал/кг. |
||||
(?низ= 81 X 85,52 + 246 X 14,48 = 10 489,2 |
ккал/кг, |
или |
|||||
43 949 |
кДж/кг. |
|
|
|
|
|
|
д) Определяем теоретически необходимое для горения коли |
|||||||
чество |
воздуха |
LTeop: |
|
|
|
|
|
, |
2,67-С+8Н |
, |
, |
2,67-85,524-8-14,48 |
~ |
||
Чеор— |
23,2 |
кг/кг, Т-теор-- |
23,2 |
||||
|
|
|
= |
14,83 |
кг/кг. |
|
|
109
е) Определяем <?гор. смеси (нормальной):
crop, |
с низ топлива ккал/кг для нормальной смеси а = 1, |
||
смеси i _|_aьтеор |
|
||
|
Qгор. смеси |
10 489,2 |
10 489,2 |
|
Г + 1 4 ^ 3 = |
Т 5 Ж =662 ККЙЛ/КГ- |
|
|
|
||
ж) |
Общее количество тепла будет: |
||
662 Х3,7 = 2449,4 ккал/кг, или 2449,4 X4,1868 = 10 255,1 кДж/кг. |
|||
|
|
Задача |
№ 2 |
Бензин следующего состава: С = 85,6%, Н = 14,2%, S =0,1%; 0 = 0,1% сгорал в двигателе, который имел степень сжатия е =7,5. Состав выхлопных газов: С02 = 11,5%; 0 2 = 3,2%; СО = 1,0%!
Установить марку бензина, на котором должен работать дви гатель и определить @гор. смеси.
Р е ш е н и е
а) Если степень сжатия двигателя 7,5, то бензин должен быть марки А-76.
б) Определяем <?низ бензина
*?низ ~ 81С + 246Н —26 (О—S) ккал/кг,
Q низ = 81 ’85,6-)-246-14,2 —26 (0,1 —0,1) = 10 426,8 ккал/кг, или 10 426,8-4,1868 = 43 654,9 кДж/кг.
в) Определяем коэффициент избытка воздуха а:
а = 7 ~ зЖ (57-0,5СОТ [N* = Ю0~(СО2 + 0 2 + СО) = 85,2%];
N,
1
, 3,67 (3,2-0,5-1,0 ) ~ 1,ld85,2
г) Определяем Q гор. смеси
'гор. смеси |
Qниз топлива |
|
|
1+«%теор |
|
|
|
|
|
|
|
L теор |
- 2.67-C + 8H + S - |
-О кг/кг; |
|
|
23,2 |
|
|
теор |
_ 2 167-85,6 + 8-14,2 + 0,1— 0,1 |
||
- |
2s ~2— -------------= 14,74 кг/кг, |
||
п |
10 426,8 |
’ |
„ |
’'гор. смеси |
1 + 1 ^1 3 . 1 4 ^ 4 — 590,5 ккал/кг = 2472,3 кДж/кг. |
110
Вопросы для повторения
1.Какие эксплуатационные требования предъявляются к топливу для карбюраторных двигателей?
2.Какие точки характеризуют кривую разгонки бензина?
3.Как определить минимальную температуру окружающей среды, при которой возможен пуск двигателя?
4.В чем сущность детонационного горения и каковы внешние признаки детонации?
5.Какие факторы способствуют возникновению детонации?
6.Какие углеводороды наименее склонны к детонации и почему?
7.Что такое октановое число топлива?
8.В чем сущность моторного и исследовательского методов опре деления октанового числа?
9.Что показывает сортность топлива?
10.Какие бензины называются этилированными.
11.Что называется индукционным периодом и что он характе ризует?
12.Каковы причины смолообразования и нагарообразования в дви гателе?
13.Что обусловливает корродирующие действия топлива?
14.Какие соединения вызывают коррозию резервуаров, цистерн, баков?
15.Какие соединения, содержащиеся в топливе, вызывают корро
зию деталей двигателя?
16. Какие марки автомобильных бензинов широко используются в сельском хозяйстве сейчас и какие для перспективных двига телей?
17.Какие авиационные бензины используются в сельском хозяйстве, их марки и свойства?
18.В чем разница между тракторным и осветительным керосинами, их использование в сельском хозяйстве?
19.За счет чего меняются свойства карбюраторных топлив при транспорте и хранении?
20.Меры борьбы с количественными потерями бензинов.
21.Охарактеризуйте качественные потери бензинов и меры борьбы
сними.
22.Какие качественные и количественные потери происходят при испарении бензина?
23.Меры предосторожности при работе с бензинами, керосинами.
24.Меры предосторожности при работе с этилированным бензином.