Плотность бензина и дизельного топлива: Плотность нефтепродуктов и расчет плотности

Плотность нефтепродуктов и расчет плотности

ПЛОТНОСТЬ НЕФТЕПРОДУКТОВ

НЕФТЕПРОДУКТЫ	ПЛОТНОСТЬ ПРИ 20* С, г/см3
Авиационный бензин	0,73-0,75
Автомобильный бензин	0,71-0,76
Топливо для реактивных двигателей	0,76-0,84
Дизельное топливо	0,80-0,85
Моторное масло	0,88-0,94
Мазут	0,92-0,99
Нефть	0,74-0,97

 

Точный расчет плотности нефтепродукта

Для того чтобы определить при помощи этой таблицы плотность нефтепродукта при данной температуре, необходимо:

таблица средних температурных поправок плотности нефтепродуктов.

 

Плотность при 20oС	Температурная поправка на 1oС	Плотность при 20oС	Температурная поправка на 1oС
0,650-0,659	0,000962	0,8300-0,8399	0,000725
0,660-0,669	0,000949	0,8400-0,8499	0,000712
0,670-0,679	0,000936	0,8500-0,8599	0,000699
0,680-0,689	0,000925	0,8600-0,8699	0,000686
0,6900-0,6999	0,000910	0,8700-0,8799	0,000673
0,7000-0,7099	0,000897	0,8800-0,8899	0,000660
0,7100-0,7199	0,000884	0,8900-0,8999	0,000647
0,7200-0,7299	0,000870	0,9000-0,9099	0,000633
0,7300-0,7399	0,000857	0,9100-0,9199	0,000620
0,7400-0,7499	0,000844	0,9200-0,9299	0,000607
0,7500-0,7599	0,000831	0,9300-0,9399	0,000594
0,7600-0,7699	0,000818	0,9400-0,9499	0,000581
0,7700-0,7799	0,000805	0,9500-0,9599	0,000567
0,7800-0,7899	0,000792	0,9600-0,9699	0,000554
0,7900-0,7999	0,000778	0,9700-0,9799	0,000541
0,8000-0,8099	0,000765	0,9800-0,9899	0,000528
0,8100-0,8199	0,000752	0,9900-1,000	0,000515
0,8200-0,8299	0,000738

 

а) найти по паспорту плотность нефтепродукта при +20^oС;

б) измерить среднюю температуру груза в цистерне;

в) определить разность между +20^oС и средней температурой груза;

г) по графе температурной поправки найти поправку на 1^oС, соответствующую плотность данного продукта при +20^oС;

д) умножить температурную поправку плотности на разность температур;

е) полученное в п. «д» произведение вычесть из значения плотности при +20^oС, если средняя температура нефтепродукта в цистерне выше +20^oС, или прибавить это произведение, если температура продукта ниже +20^oС.

Примеры.

Плотность нефтепродукта при +20^oС, по данным паспорта 0,8240. Температура нефтепродукта в цистерне +23^oС. Определить по таблице плотность нефтепродукта при

этой температуре.

Находим:

а) разность температур 23^o — 20^o =3^o;

б) температурную поправку на 1^oС по таблице для плотности 0,8240, состовляющую 0,000738;

в) температурную поправку на 3^o:

0,000738*3=0,002214, или округленно 0,0022;

г) искомую плотность нефтепродукта при температуре +23^oС (поправку нужно вычесть, так как температура груза в цистерне выше +20

oС), равную 0,8240-0,0022=0,8218, или округленно 0,8220.

2. Плотность нефтепродукта при +20^oС, по данным паспорта, 0,7520. Температура груза в цистерне -12^oС. Определить плотность нефтепродукта при этой температуре.

Находим:

а) разность температур +20^oС — (-12^oС)=32^oС;

б) температурную поправку на 1^oС по таблице для плотности 0,7520, составляющую 0,000831;

в) температурную поправку на 32^o, равную 0,000831*32=0,026592, или округленно 0,0266;

г) искомую плотность нефтепродукта при температуре -12^oС (поправку нужно прибавить, так как температура груза в цистерне ниже +20^oС), равную 0,7520+0,0266=0,7786, или округленно 0,7785.

АИ 92, АИ 95, ГОСТы, в чем она измеряется и как правильно проводить замеры

Оглавление:

1. ГОСТы, регулирующие марки бензинов.
2. Как производятся расчеты.

3. Для чего нужно выполнять измерения.
4. Как измерить плотность.
5. Показатели АИ 92
6. Какие показатели соответствуют АИ 95
7. Табличные плотностные показатели бензина

Нефтепродукты отличаются по составу, области применения, физическим и химическим свойствам, методам производства. Кроме октанового числа (благодаря которому можно оценить детонационные характеристики), есть еще один определяющий показатель – плотность бензина. Удельный вес позволяет оценить физические и эксплуатационные свойства топлива, а еще – применяется для расчета объема и массы бензина, который важен при транспортировке нефтепродуктов, их хранении и проведении калибровочных работ для бензиновых двигателей и различных приборов.

Плотность измеряется в килограммах (иногда граммах) на кубический метр (предел показателя – 780). Плотность не применяется для оценки качества топлива. Она зависит от нефтепродуктов, которые использовались при производстве бензина.

1. ГОСТы, регулирующие марки бензинов.

Развитие нефтехимической отрасли и ужесточение требований к экологии привело к разработке регламентов и стандартов нефтехимической продукции. Так, с 2002 года действует ГОСТ Р 51866-2002, который определяет нормы наличия металлических соединений в бензине. Он регулирует производство высокооктановых бензинов класса «премиум» (95, 98 и их виды).

ГОСТ 32513-2013 введен после разработки стандарта ЕВРО-4 на бензин. Также в 2015 году были приняты ТУ 0251-001-12150839-2015, которые определяют нормы производства современных марок топлива.

Автомобили, нефтепродукты и топливо, которое ввозится на территорию России, соответствуют нормам ЕВРО-5. В нем регулируется более двадцати показателей топлива, включая отказ от использования веществ, которые вредят экологии (ядовитые соединения, металлосодержащие компоненты).

Стоит учитывать, что в зависимости от технологических процессов завода-изготовителя, различаются технические характеристики и плотность бензина. ГОСТы только регулируют соблюдение минимальных обязательных требований.

2. Как производятся расчеты 

Измерения плотности керосина, солярки, бензина должны производиться при определенной температуре. На данный момент ГОСТ устанавливает температуру 15ºC на бензин (ранее данное значение было на 20 градусах). Поэтому при расчете нужно учитывать информацию, которая указана в паспорте на продукт, ведь результаты будут отличаться.

При отсутствии специализированного оборудования производят теоретические расчеты, исходя из данных, которые содержатся в паспорте. Для вычисления необходимо (исходная температура принимается 20ºC):

• найти показатель плотности;

• вычислить температуру исследуемого топлива;

• определить разницу между температурными значениями;

• в таблице поправок плотностных показателей нефтепродуктов найти значение изменения на 1 градус;

• умножить поправку на температурную разницу;

• произвести окончательные расчеты – прибавить (если температура ниже 20 градусов) к паспортным показателям полученные результаты или вычесть (если выше).

Все вычисления производятся без использования лабораторного оборудования.

3. Для чего нужно выполнять измерения

Плотность помогает оценить марку бензина и его объемный вес. Данное значение необходимо при отпуске топлива и приеме продукции. 

Из-за колебаний температуры показатели топлива могут различаться, что может стать причиной разногласий при отпуске и приемке нефтепродуктов. Поэтому для стандартизации процесса измерения плотности нефтепродуктов разработаны правила пересчета количества нефтепродуктов в зависимости от средних показателей по маркам топлива.

При этом плотность помогает определять химический состав бензина и идентифицировать его. У каждой марки есть свои показатели плотности, которые варьируются в небольших пределах. Например, если при измерении получили данные, которые выше или ниже нормативных показателей, то без проведения лабораторного химического анализа нельзя убедиться в достоверности представленной марки топлива.

Также благодаря вычислению плотности бензина можно определять приблизительную массу больших объемов нефтепродуктов (например, в резервуарах), когда выполнить взвешивание невозможно. Данные методики измерений указаны в ГОСТ Р 8.595-2004.

4. Как измерить плотность

Обязательное условие при проведении измерений – организация одинаковых условий, ведь плотность представляет собой отношение массы к объему. Чтобы получить результат, нужно:

• взять любую емкость с градуированными делениями;

• взвесить емкость;

• влить в емкость 100 мл топлива;

• выполнить взвешивание жидкости и найти разницу значений измерений;

• результат разделить на объем топлива.

Удобнее будет воспользоваться ареометром. Это специализированный измерительный прибор, который выглядит как стеклянная колба. Он оснащен измерительной шкалой, встроенным термометром. Работа прибора основана на принципе Архимеда.

5. Показатели АИ 92

В большинстве автомобилей используется топливо марки 92. Данный бензин имеет высокую детонационную стойкость. При исследовании показывает октановое число АИ 91 или 82,5 (моторный метод). Плотность при 15ºC находится в интервале от 740 до 770 кг на 1 м3.

6. Какие показатели соответствуют АИ 95

Бензин марки 95 показывает при моторном методе исследования октановое число до 85, АИ показатели – до 95. Бензин отличается наличием ароматических компонентов, повышенными эксплуатационными качествами. В 95-м бензине класса «супер» отсутствует свинец. Плотность при температуре 15ºC данного бензина варьируется от 745 до 755 кг на 1 м3.

7. Табличные плотностные показатели бензина

Плотность нефтепродуктов, которые используются в автомобильной промышленности, составляет от 700 до 780 кг на 1 м3. При этом в зависимости от типа нефтепродуктов и входящих в состав соединений будут изменяться показатели плотности. Так, у ароматических соединений меньшие значения по сравнению с алифатическими.

Но данная величина – непостоянная. Она изменяется в зависимости от температуры. При ее повышении показатели снижаются, а при понижении – увеличиваются. Поэтому специалисты разработали показатели, которые отражают плотность нефтепродуктов в зависимости от температурного режима и условий его хранения. 

Приблизительные значения при 15ºC 

Марка бензина	Плотностные показатели, кг/м3
92	760
95	750
98	780
Премиум 95	725–780
Супер 98	725–780

Плотность бензина: описание свойства топлива

Бензин это один из нефтепродуктов, используемых в качестве топлива для транспортных средств, представляет собой взрывоопасную горючую смесь углеводородов. Температура кипения у него варьируется от 33 до 205 градусов по Цельсию: это зависит от присадок, которые входят в топливо. Теплотворная способность примерно 10 200 ккал/кг (46 МДж/кг, 32,7 МДж/литр). Температура замерзания −72 °C опять же при  использовании специальных присадок.

Основные свойства бензина

Как уже было сказано, бензин получают из нефти, причем, что из нее производится около 50% бензина. Сюда можно отнести нефтяные газы, природный бензин, бензин, который получается в результате крекинг-процесса – то есть это все продукты, которые так или иначе могут быть использованы в качестве топлива.

 Загрузка …

Воспламенение бензина – это одно из основных его физико-химических свойств, оно происходит в двигателях внутреннего сгорания принудительным образом: при помощи искры. Отсюда исходит популярное выражение при поиске поломки в автомобилях «куда исчезла искра?». Да, без этого ваш автомобиль сам не сдвинется с места. Это топливо подразделяется на автомобильный и авиационный бензин. Но несмотря на такое четкое разделение оба вида топлива имеют сходные характеристики, о которых и поговорим ниже.

Для спокойной и бесперебойной работы двигателей бензин должен строго соответствовать ряду требований, например:

• испаряемость;
• стабильный углеводородный состав, предотвращающий процессы детонации в автомобиле;
• достаточный срок хранения в течение которого он не испортится и не потеряет своих качеств;
• отсутствие агрессивного влияния на детали автомобиля, топливный бак и сами емкости для его хранения;
• экологичность – степень выброса вредных веществ при переработке бензина, также в немалой степени зависит от его свойств и качества.

Как видно, основной состав бензина это углеводороды:

1. предельные;
2. непредельные;
3. нафтеновые;
4. ароматические.

Кроме них для лучшей работы двигателей и повышения качества топлива могут входить различные присадки:

• сера;
• азот;
• кислосодержащие соединения.

Бензин является самой легкой фракцией нефти, как уже говорилось его получают путем перегонки нефти различными процессами. У каждого вида бензина есть свой фракционный состав, от которого зависит запуск двигателя, легкость движения, сгорание в полном объеме топлива и степень износа деталей. Как правило, фракция этого вида топлива определяется общими стандартами ГОСТ 2177-99 обязательными к соблюдению.

Чем легче бензин, тем проще запустить двигатель, особенно это важно при низких температурах в зимнее время или в условиях Крайнего севера. Для того чтобы разбудить холодный двигатель нужно чтобы около 10 % горючего выкипело при температуре 55 градусов. Такие цифры сгодятся для зимы, в летний период этот показатель поднимается до уровня 70 градусов. Таким образом, легкий фракции бензина очень нужны во время запуска двигателя и его прогрева.

Другая часть бензина носит название рабочей фракции, от ее испарения зависит работ двигателя тоже в немалой степени, а именно:

№	Полезная информация
1	получение горючей смеси для работы автомобиля в разных условиях и режимах
2	длительность прогрева, который запускают легкие фракции
3	приемистость (при изменении допустим скоростного режима или стиля езды)

Интервал температур в своем минимуме должен содержать в себе значение около 90%, это улучшает качество горючего и уменьшает негативное влияние на детали автомобиля, то есть бережет его. Предел температуры, при которой выкипает 90 % топлива, иногда называют «точкой росы».

Выделим важнейшие свойства бензина с точки зрения физики и химии:

• однородность;
• плотность – должна колебаться в пределах от 690 до 750 килограмм на кубический метр;
• вязкость – важный параметр, который позволяет бензину свободно проходить через жиклеры;
• испаряемость – обеспечивает легкий запуск двигателя и другие важные этапы работы автомобиля;
• давление паров в процессе испарения топлива – для избежания процессов конденсации;
• сгорание бензина – это реакция взаимодействия углеводородов с кислородом при которой происходят реакции горения и воспламенения;
• стойкость к замерзанию – это достигается путем добавления различного рода присадок в топливо, особенно это свойство бензина, актуально в регионах с холодным климатом.

В нашей стране можно найти следующие марки бензина (согласно ГОСТ Р 51105-97), где цифра в названии вида бензина обозначает его октановое число:

1. Нормаль-80;
2. Регуляр-92;
3. Премиум-95;
4. Супер-98.

Не забываем конечно же и о нововведениях, например со стороны такого мощного производителя как Лукойл, это бензин с присадками Экто и дорогой, но по их заверениям чуть ли не волшебный бензин с октановым числом 100.

Плотность и ее изменения

Плотность бензина одно из основных его качеств и характеризует его производительность и напрямую зависит от плотности нефти из которой бензин и был получен. В соответствии с ГОСТ Р 52368-2005 при температуре 15 градусов по Цельсию выше нуля плотность этого горючего должна оставаться в пределах 0,820-0,845 г/см3, а по ГОСТ 305-82 не должна превышать 0,860 – но это уже при температуре на 5 градусов выше – 20.

 

При росте температуры плотность горючего падает, а при понижении, напротив, увеличивается. С учетом того что эта величина непостоянная, специалисты создали таблицы, по которым видно на каком уровне должна находится плотность бензина в зависимости от условий его хранения. «Один литр на одну тонну на один градус» – именно такое изменение объема происходит от изменения плотности топлива.

Примечательно, что для дизельного топлива влияние температуры на топливо составляет около 0,0007 грамм на кубический сантиметр с каждым градусом.

Плотность это очень хитрый показатель, из-за которого возникает постоянное недопонимание между поставщиком нефтепродуктов и их получателем. Например, в летний период приезжает бензовоз и сливает в емкости АЗС 10 тонн дизельного топлива при его плотности примерно в значении 840. При изменении климатических условий в рамках одного дня, например, наступила ночь – температура также падает, допустим, на 4 градуса.

Ареометр для бензина

Как мы помним, при снижении температуры плотность топлива увеличивается и сокращает при этом его объемы. Как результат, заплатив деньги за один объем топлива при похолодании АЗС получает уже совершенно иные цифры.

Но такие физические преобразования давно ни для кого не секрет, это становится причиной, почему  резервуары для бензина АЗС старается поддерживать с повышенной температурой. Водители тоже могут пользоваться уловками такого рода, играя с плотностью: заправляться лучше утром или глубокой ночью, когда дневная температура уже снизилась.

В целом плотность бензина легко вычислить, не прибегая к сложным лабораторным исследованиям. При выборе топлива для вашего автомобиля не забывайте общие рекомендации, читайте мануал и тестируйте бензин, который предлагает ваша любимая АЗС.

YouTube responded with an error: The request cannot be completed because you have exceeded your <a href="/youtube/v3/getting-started#quota">quota</a>.

Список используемой литературы:

Бензин и дизельное топливо | Автомобильный справочник

 

Бензин и дизельное топливо — продукты дистилляции сырой нефти. Они состоят из множества различных углеводородов. Температура кипения бензина находится в диапазоне от 30 до 210 °С, а дизельного то­плива — от 180 до 370 °С. Дизельное топливо воспламеняется в среднем при температуре приблизительно 350 °С (нижний предел — 220 °С), то есть значительно при меньших температурах, по сравнению с бензином (в среднем-500 °С).

 

Содержание

 

 

Характеристики автомобильного топлива

 

Теплотворная способность топлива

 

Обычно чистая теплотворная способность H_n обуславливает энергетическое содержание топлива; она соответствует используемому количеству теплоты, выделяемому во время полного сгорания. Полная теплотворная спо­собность H_g, с другой стороны, определяет полную теплоту, включая как механически создаваемое тепло, так и тепло, выделяемое при конденсации водяных паров. Однако, этот компонент не учитывается примени­тельно к автомобилям.

Чистая теплотворная способность дизель­ного топлива, равная 42,9-43,1 МДж/кг, не­много выше, чем у бензина (40,1-41,9 МДж/кг).

Окислители, то есть, топлива или компо­ненты топлива, содержащие кислород, такие как спиртовые топлива, эфир или метиловые эфиры жирной кислоты, имеют меньшую теплотворную способность, чем чистые угле­водороды, поскольку кислород, присутству­ющий в этих соединениях, не способствует процессу сгорания. Поэтому двигатель, име­ющий сопоставимую мощность с мотором, питаемым обычным топливом, имеет повы­шенный расход топлива.

 

Теплота сгорания топливовоздушной смеси

 

Теплота сгорания топливовоздушной смеси определяет выходную мощность двигателя. При стехиометрическом соотношении воздух/топливо теплота сгорания для сжижен­ных газообразных и жидких автомобильных топлив составляет примерно 3,5-3,7 МДж/м³.

 

Содержание серы в автомобильном топливе

 

В интересах сокращения эмиссии диоксида серы SO₂ и защиты каталитических нейтра­лизаторов отработавших газов, содержание серы в бензине и дизельном топливе было ограничено с 2009 года до 10 мг/кг на всей территории Европы. Топливо, соответствую­щее этому предельному значению, известно как «топливо, свободное от серы». Таким об­разом, достигается обессеривание топлива. До 2009 года для использования в Европе было разрешено, введенное в начале 2005 года, использование топлива с содержанием серы <50 мг/кг. Германия занимает лидирую­щие позиции в обессеривании топлива — уже с 2003 года, под действием мер в области на­логообложения, в этой стране используется топливо, свободное от серы.

В США, предельное значение содержания серы в бензинах, выпускаемых в промыш­ленном масштабе, с 2006 года ограничивается величиной 80 мг/кг, при этом среднее значение для общего количества проданного и импортированного топлива составляет 30 мг/кг. Отдельные штаты, например, Кали­форния, установили более низкие ограниче­ния.

Кроме того, с 2006 года в США выпуска­ется свободное от серы дизельное топливо (содержание серы составляет максимум 15 мг/кг, ULSD — дизель с ультранизким со­держанием серы). К концу 2009 года, однако, только 20% топлива имело содержание серы не более 500 мг/кг.

Содержание серы в сертифицированном топливе служит основанием для изменения регулирующих документов.

 

Бензины

 

В Германии продаются следующие бензины: Normal, Super и Super Plus. Отдельные по­ставщики заменили Super Plus на топливо с октановым числом 100 (V-Power 100, Ultimate 100, Super 100), у которых, кроме октанового числа, были изменены присадки.

В США бензин продается под марками Regular и Premium; они примерно сопо­ставимы, соответственно, с выпускаемыми в Германии Normal и Super. Бензины Super или Premium, благодаря более высокому ароматическому содержанию основы и добавлению компонентов, содержащих кисло­род, демонстрируют высокое сопротивление детонации и имеют более предпочтительное применение в двигателях с более высокой степенью сжатия.

Переформулированный бензин — термин, используемый для описания бензина, кото­рый, благодаря измененному составу, отли­чается меньшими испаряемостью и эмиссией отработавших газов, чем обычный бензин. Требования к переформулированному бен­зину приводятся в Законе о чистом воздухе, принятом в США в 1990 году. Этот закон регламентирует, например, меньшие значения давления насыщенных паров, содержания ароматиков и бензола и температуры выкипа­ния. Он также предписывает использование присадок, очищающих топливную систему от загрязнений и отложений.

 

Топливные стандарты для бензинов

 

Европейский стандарт EN 228 (2008) опре­деляет требования к неэтилированному бен­зину для использования в двигателях с искро­вым зажиганием. Определенные для каждой страны отдельные значения изложены в на­циональных приложениях к этому стандарту. Этилированный бензин в Европе запрещен. Технические требования США к топливам для двигателей с искровым зажиганием содер­жатся в ASTM D4814 (ASTM — Американское общество по испытанию материалов).

Большинство топлив для двигателей с ис­кровым зажиганием, которые продаются се­годня, имеют в своем составе компоненты, которые содержат кислород (окисляются). В этом отношении особое практическое зна­чение получил этанол, так как «Директива биотоплива ЕС» предусматривает минималь­ный объем выпуска для возобновляемого топлива (см. Альтернативные виды топлива).

Многие страны определили минимальные доли для биогенных компонентов в бензинах, которые достигнуты по большей части за счет использования биоэтанола. Но также исполь­зуются и эфиры, произведенные из мета­нола или этанола — МТВЕ (метилбутиловые эфиры) и ЕТВЕ (этилбутиловые эфиры), их добавляют в Европе до 15% по объему.

Добавление спиртов может привести к не­которым трудностям. Спирты увеличивают испаряемость, могут повредить материалы, используемые в топливной системе, напри­мер, могут вызвать распухание эластомера и коррозию. Кроме того, в зависимости от содержания алкоголя и температуры, появ­ление даже небольшого количества воды мо­жет привести к расслоению и формированию водной спиртовой фазы.

 

Эфиры в бензине

 

Эфиры не сталкиваются с проблемой рас­слоения. Эфиры, обладая более низким дав­лением насыщенных паров, более высокой теплотворной способностью и более высоким октановым числом, чем этанол, являются хи­мически устойчивыми компонентами с хоро­шей физической совместимостью. Поэтому они демонстрируют преимущества с точки зрения, как логистики, так и работы двигателя. По причинам большей устойчивости и боль­шего сохранения СO₂, при установлении квот для биогенного топлива, в основном отдается предпочтение ЕТВЕ. Существующие заводы МТВЕ переоборудуются на производство ЕТВЕ.

В европейском стандарте бензина EN 228 содержание этанола ограничено 5% по объему (Е5). В Америке примерно одна треть всех бензинов содержит этанол — до 10% по объему (Е10), для которого дав­ление насыщенных паров, превышающее приблизительно 7 кПа, разрешено согласно американскому стандарту ASTM D4814.

В настоящее время на европейском рынке не все транспортные средства оборудованы материалами, позволяющими функциони­ровать с Е10. Европейский стандарт для Е10 продолжает действовать. Чтобы позво­лить топливу Е10 быть введенным на немец­ком рынке, в апреле 2010 года был издан стандарт Е DIN 51626-1:2010-04. Он уста­навливает, в дополнение к характеристикам Е10, требования, охраняющие существую­щий стандарт с максимальным содержанием этанола 5% по объему для транспортных средств, которые не являются совместимыми с Е10. В Бразилии бензин всегда содержит этанол в количестве 22-26% по объему.

 

Характеристики бензинов

 

Плотность бензинов

 

Европейский стандарт EN 228 ограни­чивает плотность бензинов диапазоном 720-775 кг/м³. Поскольку топливо повышен­ного качества, в основном, включает более вы­сокую пропорцию ароматических соединений, оно имеют большую плотность, чем высокоо­ктановый бензин, а также обладает немного более высокой теплотворной способностью.

 

Антидетонационные свойства (октановое число)

 

Октановое число определяет детонационную стойкость бензина (сопротивление детона­ции). Чем выше октановое число, тем больше сопротивление детонации. Наибольшей де­тонационной стойкостью обладает изооктан, его стойкость принимается за 100 единиц, наименьшей — п-гептан, стойкость которого принимается равной нулю.

Октановое число топлива определяется на стандартизированном испытательном двига­теле. Численное значение соответствует про­порции (в % по объему) изооктана в смеси изооктана и п-гептана, которая демонстри­рует то же самое сопротивление детонации, как топливо, которое будет испытываться.

 

Исследовательский и моторный методы определения октанового числа

 

Октановое число, определяемое испыта­ниями по исследовательскому методу, имеет сокращение RON (исследовательское октановое число). RON характеризует дето­национную стойкость бензинов при исполь­зовании их в двигателях, работающих в усло­виях неустановившихся режимов (движение по городу). Октановое число, определяемое испытаниями по моторному методу, имеет сокращение MON (моторное октано­вое число). MON определяет детонационную стойкость топлива при высоких скоростях.

Моторный метод отличается от исследова­тельского метода использованием предвари­тельно подогреваемых смесей, более высокой частотой вращения коленчатого вала двигателя и переменным распределением зажигания, таким образом, созданием более строгих тепловых тре­бований к топливу при испытании. Значения MON для одного и того же топлива ниже, чем RON.

 

Увеличение сопротивления детонации

 

Нормальный (неочищенный) бензин прямой гонки показывает низкие антидетонацион­ные свойства. Только смешиванием такого бензина с различными компонентами нефтеперегонки, обладающими сопротивлением детонации, (преобразованные компоненты) можно получить топливо с высоким октано­вым числом, подходящим для современных двигателей. Можно увеличить сопротивление детонации, добавляя компоненты, содержа­щие кислород, такие как спирты и эфиры.

Присадки, содержащие металл, способ­ные увеличить октановое число (например, ММТ — метилциклопентадиенил трикарбонил марганца), формируют золу вовремя сгора­ния и поэтому используются очень редко.

 

Испаряемость бензинов

 

Для обеспечения успешной эксплуатации двига­теля бензины должны удовлетворять достаточно жестким требованиям по испаряемости. С одной стороны, автомобильное топливо должно со­держать большое количество высоколетучих соединений для обеспечения надежного запуска холодного двигателя, но, с другой стороны, име­ются ограничения по испаряемости топлива, с тем чтобы не ухудшать эксплуатацию и запуск прогре­того двигателя. Кроме того, потери топлива за счет испарения, в соответствии с действующими нор­мативными актами по охране окружающей среды, должны быть на низком уровне. Испаряемость бензинов определяется различными способами.

Стандарт EN 228 классифицирует испаряе­мость топлив по классам, различающимся по уровням давления насыщенных паров, зависи­мости температуры испарения от индекса обра­зования паровой пробки VLI. В зависимости от местных климатических условий в европейских странах разработаны свои национальные стан­дарты испаряемости автомобильного топлива. Различные значения испаряемости устанавли­ваются в стандартах для лета и зимы.

 

Температура перегонки бензинов

 

Для того чтобы оценить действие топлива, необходимо рассмотреть различные значения температуры перегонки. Стандарт EN 228 опре­деляет предельные значения, установленные для испаряемых объемов топлива при 70, 100 и 150 °С. табл. «Технические характеристики бензинов в соответствии со стандартом DIN EN 228 (действует с ноября 2008 года)». Объем испаряемого топлива при 70 °С должен быть достаточным для того, чтобы гарантировать легкий запуск холодного двига­теля (это было важно для карбюраторных дви­гателей). Однако, объем перегоняемого при этой температуре топлива не должен быть слишком большим, иначе на горячем двигателе в топливе будут образовываться пузырьки пара. Объем топлива, перегоняемого при 100 °С, определяет характеристики прогретого двигателя, влияю­щие на ускорение и реакцию двигателя, на­гретого до нормальной рабочей температуры. Объем топлива, перегоняемого при 150 °С, должен быть достаточно высоким, чтобы минимизировать разжижение моторного масла. В особенности это важно для холодного двига­теля, когда плохо испаряемые нелетучие компо­ненты бензина могут пройти из камеры сгорания по стенкам цилиндров в моторное масло.

 

 

Давление насыщенных паров

 

Давление насыщенных паров, измеряемое при температуре 37,8 °С (100 °F), в соответ­ствии со стандартом EN 13016-1, является показателем безопасности, при котором то­пливо может прокачиваться из топливного бака автомобиля и закачиваться в него. У давления насыщенных паров существуют пределы, прописанные в технических требо­ваниях. В Германии, например, это максимум 60 кПа летом и максимум 90 кПа зимой.

При разработке системы впрыска топлива также важно знать давление насыщенных паров при более высоких температурах (80-100 °С), поскольку повышение давления насыщенных паров из-за примеси спиртов, например, особенно становится очевидным при более высоких температурах. Если давле­ние насыщенных паров превышает давление впрыска, например, из-за роста температуры двигателя во время эксплуатации автомо­биля, это может привести к сбоям, вызван­ным формированием пузырьков пара.

 

Фракционный состав бензина

 

По фракционному составу, выражаемому в относительном объеме испаряемого топлива, оценивается склонность топлива к перегонке.

Падение давления в топливной системе (например, во время движения автомобиля в условиях высокогорья), сопровождающееся повышением температуры топлива, способствует испаряемости топлива и изме­нению фракционного состава, приводящим к ухудшению условий эксплуатации. Стан­дарт ASTM D4814 устанавливает, например, для каждого класса испаряемости темпера­туру, при которой отношение пара к жидко­сти не должно быть больше 20.

 

Индекс образования паровой пробки

 

Индекс образования паровой пробки (VLI) является математически рассчитываемой общей суммой десятикратного давления на­сыщенных паров (в кПа при 37,8 °С) и семи­кратного объема топлива, которое испаряется при 70 °С. С помощью этого дополнительного предельного значения можно ограничить ис­паряемость топлива так, чтобы в итоге мак­симальные значения давления насыщенных паров и температуры конца кипения не могли быть достигнуты в ходе производства то­плива.

 

Присадки в бензины

 

Присадки добавляются для улучшения ка­чества топлива, чтобы противодействовать ухудшению работы двигателя и токичности отработавших газа во время эксплуатации автомобиля. Пакеты присадок в основном используются в сочетании с отдельными компонентами с различными признаками. Чрезвычайная осторожность и точность тре­буются при испытании присадок и определе­нии их оптимальных составов и концентраций. Следует избегать нежелательных побочных эффектов. Присадки обычно добавляются к индивидуально маркируемым топливам на бензозаправочных станциях нефтеперерабатывающего завода, когда автоцистерны заполнены (дозирование конечного состоя­ния). Введение присадок в топливный бак ав­томобиля подвергает транспортное средство риску технических сбоев, если эти присадки несовместимы с конструкцией автомобиля.

 

Ингибиторы загрязнения топливной системы (моющие присадки)

 

Системы подачи топлива автомобильного двигателя (топливные форсунки, пусковые клапаны) необходимо предохранять от за­грязнений и осадочных отложений. Под­держание этих систем в незагрязненном состоянии является обязательным условием безопасной эксплуатации двигателя и сни­жения до минимума содержания токсичных компонентов в отработавших газах. Для до­стижения этого в топливо добавляются спе­циальные моющие присадки.

 

Ингибиторы коррозии для бензинов

 

Проникновение извне воды/влажности может привести к коррозии компонентов топливной системы. Коррозия может быть эффективно устранена добавлением ингибиторов корро­зии, которые формируют тонкую защитную пленку на металлической поверхности.

 

Стабилизаторы окисления для бензинов

 

Присадки, противодействующие старению топлива (антиоксиданты) добавляются в то­пливо, для того чтобы улучшить его стабильность во время хранения. Эти присадки предотвращают быстрое окисление топлива кислородом воздуха.

 

Дизельное топливо

 

Топливные стандарты для дизельного топлива

 

Требования для дизельных топлив в Европе устанавливает стандарт ЕN 590 (2009). Наиболее важные характеристки дизельных топлив изложены в табл. «Основные технические характеристики дизельных топлив в соответствии со стандартом DIN EN 590 (действует с октября 2009 года)». Даже особые марки дизельных топлив, продаваемые на некоторых бензозаправочных станциях (на­пример, Super, Ultimate, V-Power), удовлетво­ряют этому стандарту. У всех этих дизельных топлив существуют различия в основных ха­рактеристиках и в составе присадок. V-Power содержит 5% по объему синтетического ди­зельного топлива.

 

 

В соответствии со стандартом EN 590, в дизельное топливо допускается добавлять до 7% по объему биодизеля (FAME — мети-лэфиры на основе жирных кислот), качество которого предусмотрено нормами EN 14214 (2009). Добавка биодизеля улучшает сма­зывающую способность топлива, но также уменьшает стабильность к окислению. С це­лью проверки стабильности к окислению, в 2009 году был дополнен стандарт EN 590, в который также был включен параметр за­паса по старению, измеряемый как индукци­онный период при 110 °С, составляющий, по крайней мере, 20 часов в условиях испыта­ний, определенных нормами EN 15751.

Стандарт США для дизельных топлив ASTM D975 определяет меньшее число характеристик и устанавливает менее стро­гие ограничения. Он разрешает добавлять максимум 5% по объему биодизеля, который должен удовлетворять требованиям стандарта ASTM D6751.

 

Характеристики дизельного топлива

 

Цетановое число и дизельный индекс

 

Цетановое число (CN) характеризует вос­пламеняемость дизельного топлива. Чем выше цетановое число, тем больше тенден­ция топлива к воспламенению. Поскольку дизельный двигатель обходится без по­даваемой извне искры зажигания, топливо должно воспламеняться спонтанно (само­воспламенение) и с минимальной задержкой воспламенения при впрыскивании в горячий воздух, сжатый в камере сгорания. Цетано­вое число, равное 100, соответствует легко воспламеняемому н-гексадекану (цетану), а цетановое число, равное 0, соответствует медленно воспламеняющемуся альфаметилнафталину. Цетановое число дизельного топлива определяется на стандартизирован­ном одноцилиндровом испытательном дви­гателе CFR (CFR — объединенный комитет по изучению моторных топлив). Степень сжатия измеряется с постоянной задержкой воспла­менения. Сравниваемые топлива, содержа­щие цетан и альфаметилнафталин, испыты­ваются с установленной степенью сжатия. Содержание цетана в смеси изменяется, пока не будет получена та же самая задержка вос­пламенения. Содержание цетана в процентах определяет цетановое число.

Цетановое число, превышающее 50, более предпочтительно для оптимальной работы современных двигателей, особенно в усло­виях холодного старта. Высококачественные дизельные топлива содержат большой про­цент парафинов с высокими цетановыми числами. Наоборот, ароматические углево­дороды имеют низкую воспламеняемость.

Еще одним параметром воспламеняемо­сти топлива является дизельный индекс, который вычисляется на основе плотности топлива и различных точек на кривой кипе­ния. Этот чисто математический параметр не принимает во внимание влияние присадок, улучшающих свойства цетана, на воспламе­няемость. Для того чтобы ограничить регу­лирование цетанового числа посредством присадок, улучшающих свойства цетана, цетановое число и дизельный индекс были включены в список требований стандарта EN 590. Топливо, цетановое число которого уве­личено присадками, улучшающими свойства цетана, действует по-другому во время сгора­ния в двигателе, чем топливо с тем же самым естественным цетановым числом.

 

Температурный диапазон изменения фракционного состава

 

Температурный диапазон изменения фрак­ционного состава топлива, то есть темпера­турный диапазон, при котором испаряется топливо, зависит от состава топлива. Низкая точка кипения делает топливо более под­ходящим для использования в условиях хо­лодного климата, но также означает более низкое цетановое число и плохая смазы­вающая способность. Это увеличивает риск изнашивания компонентов системы впрыска. Однако, если точка кипения высокая, это мо­жет привести к большей эмиссии сажи и по­явлению нагара в распылителях форсунок. Это, в свою очередь, вызывает образование отложений в результате химического раз­ложения нелетучих топливных компонентов в отверстиях и колодце распылителя и добав­ление остаточных продуктов сгорания. Когда точка кипения выше, возможно протекание топлива по стенкам цилиндров и смешива­ние с моторным маслом. Поэтому процент нелетучих топливных компонентов не дол­жен быть слишком высоким. Ограничение добавки биодизеля до максимальных 7% по объему также вызвано его высокой точкой кипения (320-360 °С).

 

Предел фильтрации дизельного топлива

 

Осаждение кристаллов парафина при низких температурах может привести к забиванию то­пливного фильтра и, в конечном счете, к пре­рыванию подачи топлива. В худшем случае макрочастицы парафина начинают выпадать при 0 °С или при еще больших температурах. Пригодность топлива для использования в холодное время оценивается «пределом фильтрации» (CFPP). Европейский стандарт EN 590 регламентирует показатель CFPP для различных классов дизельных топлив, и, кроме того, это предельное значение может быть установлено отдельными государствами-членами ЕС, в зависимости от преобладающих географических и климатических условий.

Прежде, владельцы автомобилей с ди­зельным двигателем иногда добавляли в то­пливный бак высокооктановый бензин, чтобы улучшить показатели дизельного топлива на холоде. Эта практика не требуется в настоя­щее время, когда топливо соответствует стан­дартам, и это может в любом случае привести к повреждению, особенно в системах с то­пливным впрыском под высоким давлением.

 

Точка воспламенения дизельного топлива

 

Точка воспламенения — температура, при которой количество испарений топлива, на­копившихся в атмосфере, оказывается достаточным для воспламенения топливовоз­душной смеси. Соображения безопасности (при перевозке и хранении топлив) диктуют необходимость соответствия дизельного топлива требованиям стандарта класса A III «Опасные материалы», где определено, что точка воспламенения должна быть выше 55 °С. Добавление в дизельное топливо менее 3% бензина оказывается достаточным для того, чтобы возгорание горючей смеси могло произойти при комнатной температуре.

 

Плотность дизельного топлива

 

Энергетическое содержание дизельного то­плива в единице объема увеличивается с ро­стом плотности. Учитывая постоянное срабаты­вание форсунок (то есть, постоянный впрыск определенного количества топлива), исполь­зование топлива с плотностью, изменяющейся в широких пределах, вызывает изменение со­става смеси (изменение коэффициента избытка воздуха λ) из-за колебаний теплотворной спо­собности топлива. Когда двигатель работает на топливе, у которого имеется большой разброс по плотности, это приводит к увеличению эмис­сии сажи; если плотность топлива уменьша­ется, этот параметр также снижается. Поэтому должны соблюдаться требования к низкому разбросу плотности дизельного топлива.

 

Вязкость дизельного топлива

 

Вязкость дизельного топлива — мера сопротивления течения топлива из-за внутреннего трения. Если вязкость слиш­ком мала, это приводит к увеличенным потерям утечек топлива, большему нагреванию системы впрыска и усиленному риску изнашивания и ка­витационной эрозии. Слишком большая вяз­кость, имеющая место, например, при исполь­зовании чистого биодизеля (FAME), вызывает пиковое давление впрыска при высоких темпе­ратурах в таких, например, топливных системах, как электронно-управляемые насос-форсунки, по сравнению с нефтяным дизельным топливом. И наоборот, система впрыска топлива не может развивать допустимое пиковое давление при использовании нефтяного дизельного топлива. Высокая вязкость также изменяет форму рас­пыла из-за формирования больших капель.

 

Смазывающая способность дизельного топлива

 

Смазывающая способность дизельных то­плив важна не столько при гидродинами­ческом трении, сколько при смешанном. Применение новых гидрогенизированных и десульфированных дизельных топлив с улучшенными экологическими характеристиками приводит к повышенному износу топливных насосов высокого давления.

Десульфирование также приводит к уда­лению компонентов топлива, которые важны для обеспечения смазывающей способности. В топливо приходится добавлять специ­альные присадки, улучшающие смазочную способность, чтобы избежать этих проблем. Стандарт EN 590 предписывает обеспечение минимальной смазочной способности, опре­деляемой диаметром пятна изнашивания, ко­торый должен составлять максимум 460 мкм при испытаниях на установке с высокочастот­ным возвратно-поступательным движением рабочего органа (установка HFRR).

 

Показатель углеродистых отложений

 

Показатель углеродистых отложений характери­зует свойство дизельного топлива образовывать нагар на поверхностях выпускного отверстия топливных форсунок. Механизм образования на­гара имеет комплексный характер и не поддается простому описанию. Продукты испарения дизель­ного топлива оказывают незначительное влияние на образование нагара (закоксовывание).

 

Общее загрязнение

 

К общему загрязнению относятся суммарные включения нерастворимых посторонних ма­крочастиц в топливе, таких как песок, продукты коррозии, и нерастворимых органических компо­нентов, включая продукты старения полимеров, содержащихся в топливе. Стандарт EN 590 допу­скает максимальное общее загрязнение топлива 24 мг/кг. Имеющие большую твердость силикаты, которые содержатся в минеральной пыли, осо­бенно разрушительны для топливных систем впрыска высокого давления с узкими распыливающими отверстиями. Даже фракция твердых ма­крочастиц с допустимым общим уровнем загрязнения может вызывать эрозионное и абразивное изнашивание (например, в соленоидных клапа­нах). Изнашивание такого рода приводит к утечке клапана, что понижает давление впрыска, ухуд­шает работу двигателя и увеличивает эмиссию твердых частиц с отработавшими газами. Типич­ные европейские дизельные топлива содержат приблизительно 100000 макрочастиц на 100 мл. Особенно критичные размеры макрочастиц — 4-7 мкм. Поэтому необходимы высокоэффективные топливные фильтры с хорошей эффективностью фильтрации, с тем чтобы предотвратить ущерб, наносимый макрочастицами.

 

Вода в дизельном топливе

 

Дизельное топливо может абсорбировать воду в количестве приблизительно 100 мг/кг при комнатной температуре. Предел растворимости определяется составом дизельного топлива, его присадками и окружающей температурой. Стандарт EN 590 допускает максимальное со­держание воды в топливе 200 мг/кг. Хотя во многих странах бывает более высокое содержа­ние воды в дизельном топливе, исследование рынка показывает, что содержание воды редко превышает 200 мг/кг. Образцы часто не обнару­живают воды, или обнаружение является непол­ным, так как вода оседает на стенках в форме нерастворенной «свободной» воды, или она скапливается на дне топливного бака. Принимая во внимание, что растворенная вода не повреждает топливную систему впрыска, нужно иметь ввиду, что даже очень небольшое количество свободной воды за короткий период времени может вызвать изнашивание или коррозионное повреждение компонентов системы впрыска.

 

Присадки в дизельное топливо

 

Присадки к автомобильным бензинам нахо­дят применение и для дизельного топлива. Различные вещества объединены в пакеты присадок, чтобы одной добавкой достигнуть множества целей. Поскольку полная концентрация комплекта присадок в топливе не превышает 0,1%, физические характеристики топлива — такие как плот­ность, вязкость, и фракционный состав — остаются неизменными.

 

Присадки, повышающие смазывающую способность

 

Смазывающую способность дизельных топлив с бедными свойствами смазывания, вызван­ными, например, процессами гидратации во время десульфирования, можно улучшить, до­бавляя в топливо жирные кислоты или глице­риды. Биодизель также содержит глицериды как побочный продукт. В этом случае, в дизельное топливо, если оно уже содержит какую-то добавку биодизеля, присадки, улучшающие сма­зывающую способность, можно не добавлять.

 

Присадки, повышающие цетановое число

 

Присадками, повышающими цетановое число, являются спиртовые производные сложных эфиров азотной кислоты, добавление которых приводит к сокращению задержки воспламенения. Эти присадки по­могают, особенно во время холодного пуска, предотвратить увеличение шума сгорания (шум двигателя) и сильное дымление.

 

Присадки, повышающие текучесть

 

Присадки, повышающие текучесть, состоят из полимерных материалов, которые пони­жают предел фильтрации. Они, в основном, добавляются в зимний период, чтобы гаран­тировать безотказную работу двигателя при низких температурах. Хотя эти присадки не могут предотвратить выпадение парафино­вых кристаллов в дизельном топливе, они могут строго ограничить их рост. Размеры об­разуемых кристаллов становятся настолько маленькими, что они могут проходить через поры топливного фильтра.

 

Моющие присадки

 

Моющие присадки чищают систему подачи топлива с целью формирования эффектив­ной рабочей смеси; замедляют образование отложений на поверхностях выпускного от­верстия форсунок топливного насоса.

 

Ингибиторы коррозии

 

Ингибиторы коррозии, покрывающие поверх­ности металлических деталей, повышают коррозионную стойкость металлических эле­ментов топливной системы двигателя.

 

Антипенные присадки

 

Добавление антипенной присадки позволяет избежать чрезмерного вспенивания топлива, когда автомобиль быстро заправляется го­рючим.

 

РЕКОМЕНДУЮ ЕЩЁ ПОЧИТАТЬ:

Таблица температурных поправок

Расчет плотности нефтепродуктов

Для того чтобы определить при помощи этой таблицы плотность нефтепродукта при данной температуре, необходимо:

а) найти по паспорту плотность нефтепродукта при +20oС;
б) измерить среднюю температуру груза в цистерне;
в) определить разность между +20oС и средней температурой груза;
г) в Таблице 1 по графе температурной поправки найти поправку на 1oС, соответствующую плотность данного продукта при +20oС;
д) умножить температурную поправку плотности на разность температур;
е) полученное в п. «д» произведение вычесть из значения плотности при +20oС, если средняя температура нефтепродукта в цистерне выше +20oС, или прибавить это произведение, если температура продукта ниже +20oС.

Таблица 1
Средние температурные поправки плотности нефтепродуктов

Плотность при 20oС	Температурная поправка на 1oС	Плотность при 20oС	Температурная поправка на 1oС
0,650-0,659	0,000962	0,8300-0,8399	0,000725
0,660-0,669	0,000949	0,8400-0,8499	0,000712
0,670-0,679	0,000936	0,8500-0,8599	0,000699
0,680-0,689	0,000925	0,8600-0,8699	0,000686
0,6900-0,6999	0,000910	0,8700-0,8799	0,000673
0,7000-0,7099	0,000897	0,8800-0,8899	0,000660
0,7100-0,7199	0,000884	0,8900-0,8999	0,000647
0,7200-0,7299	0,000870	0,9000-0,9099	0,000633
0,7300-0,7399	0,000857	0,9100-0,9199	0,000620
0,7400-0,7499	0,000844	0,9200-0,9299	0,000607
0,7500-0,7599	0,000831	0,9300-0,9399	0,000594
0,7600-0,7699	0,000818	0,9400-0,9499	0,000581
0,7700-0,7799	0,000805	0,9500-0,9599	0,000567
0,7800-0,7899	0,000792	0,9600-0,9699	0,000554
0,7900-0,7999	0,000778	0,9700-0,9799	0,000541
0,8000-0,8099	0,000765	0,9800-0,9899	0,000528
0,8100-0,8199	0,000752	0,9900-1,000	0,000515
0,8200-0,8299	0,000738

Примеры.

1. Плотность нефтепродукта при +20oС, по данным паспорта 0,8240. Температура нефтепродукта в цистерне +23oС. Определить плотность нефтепродукта при этой температуре.
   Находим:
   а) разность температур 23o — 20o =3o;
   б) температурную поправку на 1oС по Таблице 1 для плотности 0,8240, составляющую 0,000738;
   в) температурную поправку на 3o:
   0,000738*3=0,002214, или округленно 0,0022;
   г) искомую плотность нефтепродукта при температуре +23oС (поправку нужно вычесть, так как температура груза в цистерне выше +20oС), равную 0,8240-0,0022=0,8218, или округленно 0,8220.
2. Плотность нефтепродукта при +20oС, по данным паспорта, 0,7520. Температура груза в цистерне -12oС. Определить плотность нефтепродукта при этой температуре.
   Находим:
   а) разность температур +20oС — (-12oС)=32oС;
   б) температурную поправку на 1oС по таблице для плотности 0,7520, составляющую 0,000831;
   в) температурную поправку на 32o, равную 0,000831*32=0,026592, или округленно 0,0266;
   г) искомую плотность нефтепродукта при температуре -12oС (поправку нужно прибавить, так как температура груза в цистерне ниже +20oС), равную 0,7520+0,0266=0,7786, или округленно 0,7785.

Важный параметр ДТ «вязкость» — мера «жирности» дизтоплива

Почему необходимо каждому автолюбителю знать такой параметр, как вязкость (плотность) солярки и как она влияет на работу дизельного движка? Вязкость — это, мера «жирности» дизтоплива. Параметр вязкости иногда характеризуется как «жирность».

При проверке солярки визуальными методами, пятно ДТ хорошей плотности должно оставлять на листе бумаги после полного испарения, жирное пятно, без разводов и потемнений по краям. Если пятно еле видно или присутствуют желтоватые или коричневые оттенки или вкрапления темных частиц, то ДТ явно разбавляли.

Влияние вязкости (плотности) дизтоплива на работу ДВС

Вязкость ДТ – это способность молекул противостоять перемещению под воздействием внешних факторов. Как влияет избыточная или недостаточная плотность топлива на двигатель и топливную аппаратуру:

• Недостаточная плотность приводит к потерям топлива сквозь зазоры секций топливного насоса.
• Малая вязкость увеличивает износ деталей двигателя (плунжеров, форсунок, гильз и нагнетательных клапанов насоса). При малой вязкости «жирность» снижается и отсутствует достаточная смазка деталей двигателя и всей топливной системы.
• Высокая плотность топлива не дает топливной системе нормально прокачивать ДТ по трубопроводу и через топливные фильтры, ухудшает распыление форсунок. А это ведет к более продолжительному сгоранию и пониженному показателю испарения ДТ.
• Сопла распылителей форсунок закоксовываются и нагар оседает в камере сгорания, так как слишком плотное топливо полностью не сгорает в камере.
• В зимнее время года повышенная вязкость затрудняет пуск двигателя, так как при снижении температуры плотность еще более увеличивается. Чем выше плотность при 20 градусах, тем быстрее она увеличивается при снижении температуры. Именно поэтому зимнее ДТ менее плотное, чем летнее.

Лучшими характеристиками отличается ДТ со средней плотностью (вязкостью) — от 2,5 до 4,0 мм2/с при температуре 20 градусов. Это топливо не меняет свойств при понижении температуры, его текучесть по трубопроводу остается неизменной.

На что важно обратить внимание

Плотность взаимосвязана с температурой окружающей среды. А на НПЗ часто расчеты ведутся в тоннах (по массе). Покупатель же считает топливо в литрах. Даже при незначительном изменении температуры меняется плотность и объем ДТ, литраж уменьшается, а масса не меняется.

Поэтому расчет топлива надо проводить не по объему, а по массе, эта величина всегда постоянна. Чтобы подсчитать массу ДТ надо литраж умножить на показатель плотности.

Топливная компания «ExpressDiesel» предлагает все виды ДТ напрямую от производителя по лучшим ценам в северо-западном регионе. Мы считаем топливо по массе и всегда рады долгосрочному взаимовыгодному сотрудничеству.

Изменения физических свойств топлива при низких температурах

С понижением температуры увеличиваются вязкость и плотность бензина, вследствие чего ухудшается протекание его через жиклеры карбюратора. При понижении температуры от +40 до минус 10° С вязкость бензина увеличивается на 76%, а плотность — на 6%. Распыл бензина в смесительной камере карбюратора с увеличением поверхностного натяжения ухудшается.

Рис. Зависимость кинематической вязкости 1 и плотности 2 бензина от температуры

С понижением же температуры от +30 до минус 20° С коэффициент избытка воздуха при смесеобразовании возрастает на 18%. Минимальные температуры окружающего воздуха, при которых возможно нормальное смесеобразование при условии полного испарсния топлива, должны находиться в пределах + 1 минус 10° С для коэффициента избытка К=(1—0,6).

Испаряемость бензина зависит в основном от давления насыщенных паров: чем ниже давление, тем слабее интенсивность испарения. При понижении температуры окружающего воздуха происходит дальнейшее ухудшение испаряемости бензина, и при возрастании коэффициента избытка воздуха К до 1,4 воспламенение рабочей смеси становится практически невозможным.

Пусковые качества бензина характеризуются температурой испарения 10% его при перегонке, которая для автомобильных бензинов А-66 и А-72 равна 79 и 70° С, что обеспечивает удовлетворительный пуск холодного двигателя при температурах не ниже минус 10—15° С, что недостаточно.

Учитывая действительные условия, надо использовать северный автомобильный бензин.

Чтобы избежать повышенных износов деталей двигателей, недопустимо зимой применять топливо с повышенным (свыше 0,2%) содержанием серы.

В сортах топлива, полученных из нефти с повышенным содержанием серы, при сгорании образуется конденсат влаги, содержащейся в продуктах сгорания, который соединяется с окислами серы и образует агрессивную кислоту, воздействующую на рабочие поверхности деталей и вызывающую повышенный их износ. Установлено, что низкокипящие углеводороды при низких температурах влияют на пусковые качества бензинов и образование паровых пробок при положительных температурах окружающего воздуха.

У северных сортов бензина, обеспечивающих надежную эксплуатацию автомобилей в условиях низких температур, температура начала, кипения должна находиться в пределах 30—35° С, температура испарения 10%—в пределах 45—55° С и давление насыщенных паров — в пределах от 600 до 700 мм рт. ст. Содержание серы не должно превышать 0,1 %.

Как показали исследования, применение указанного северного сорта бензина при температуре наружного воздуха минус 30° С снижает число пусковых оборотов коленчатого вала двигателя до 22—25 об/мин, сокращает почти в 2 раза время пуска и обеспечивает устойчивую работу двигателяуже через 3—5 мин после пуска.

В результате исследований и опытной эксплуатации созданы оптимальные показатели качества бензина для северных районов, включенные в новый стандарт на автомобильные бензины ГОСТ 2084—67.

При применении северного сорта бензина летом при температуре наружного воздуха порядка +35° С образования паровых пробок не происходит. Поэтому бензин в северных районах страны может использоваться как единый всесоюзный.

Вязкость дизельного топлива, особенно летних сортов, под воздействием низких температур от минус 18 до минус 20° С увеличивается, в результате ухудшается прокачиваемость его через приборы питания, что приводит к нарушению процессов смесеобразования и сгорания в цилиндрах двигателя. При дальнейшем понижении температуры топливо из-за выпадения парафинистых отложений полностью утрачивает подвижность и текучесть. Характер изменения вязкости дизельного топлива и керосина приведен на рисунке.

Рис. Зависимость вязкости дизельного топлива 1 и керосина 2 от температуры

При значительном понижении температуры поступающего в цилиндры двигателя дизельного топлива запаздывает момент его самовоспламенения. При попадании в цилиндры дизельного топлива и воздуха, охлажденных до минус 30° С и ниже, момент воспламенения настолько опаздывает, что топливо в цилиндрах не успевает воспламениться и выбрасывается через выпускные клапаны в атмосферу. Поэтому топливо необходимо предварительно нагревать до температуры 30—40° С.

Из последних образцов топлива для дизелей следует указать на дизельное топливо ДСА для эксплуатации быстроходных дизелей в условиях низких температур, которое успешно опробовано в условиях Севера. По сравнению со стандартными топливами марки ДА (ГОСТ 4749-9 ) и марки А (ГОСТ 305—62) оно имеет улучшенные показатели.

Следует заметить, что расход топлива при пуске холодного двигателя и последующем прогреве его при оборотах холостого хода с понижением температуры увеличивается. Так, для пуска и разогрева до 60° С двигателя ЗИЛ-120 при температуре окружающего воздуха минус 20—25° С требуется 3 л бензина, а при температуре минус 30—35° С — до 5 л.

Не рекомендуется для облегчения пуска дизеля добавлять бензин в дизельное топливо. Это снижает вязкость, но повышает температуру самовоспламенения смеси. В результате пуск затрудняется еще больше.

Как измерить плотность бензина

Обновлено 22 декабря 2020 г.

Автор S. Hussain Ather

Измерение плотности бензина может дать вам лучшее понимание использования бензина для различных целей в различных типах двигателей.

Плотность бензина

Плотность жидкости — это отношение ее массы к объему. Чтобы рассчитать, разделите массу на ее объем. Например, если у вас был 1 грамм бензина размером 1.3

Плотность дизельного топлива в США зависит от его класса 1D, 2D или 4D. Топливо 1D лучше подходит для холодной погоды, поскольку оно имеет меньшее сопротивление потоку. 2D-топливо лучше подходит для более теплых наружных температур. 4D лучше подходит для тихоходных двигателей. Их плотности соответственно составляют 875 кг / м ³ , 849 кг / м ³ и 959 кг / м ³ . Европейская плотность дизеля в кг / м ^3. находится в диапазоне от 820 до 845.

Удельный вес бензина

Плотность бензина также можно определить с помощью удельного веса бензина.Удельный вес — это плотность объекта по сравнению с максимальной плотностью воды. Максимальная плотность воды составляет 1 г / мл при температуре около 4 ° C. Это означает, что если вы знаете плотность в г / мл, это значение должно быть удельным весом бензина.

Третий способ вычисления плотности газа использует закон идеального газа:

PV = nRT

, в котором P — давление, V — объем, n — количество молей, R — это постоянная идеального газа, а T — температура газа.Преобразование этого уравнения дает нВ = P / RT , в котором левая часть представляет собой отношение между n и В .

Используя это уравнение, вы можете рассчитать соотношение между количеством молей газа, имеющихся в количестве газа, и его объемом. Затем количество молей можно преобразовать в массу, используя атомную или молекулярную массу частиц газа. Поскольку этот метод предназначен для газов, бензин в жидкой форме будет сильно отличаться от результатов этого уравнения.

Экспериментальная плотность бензина

Взвесьте градуированный цилиндр, используя метрическую шкалу. Запишите это количество в граммах. Залейте в баллон 100 мл бензина и взвесьте его в граммах с помощью весов. Вычтите массу цилиндра из массы цилиндра, если он содержит бензин. Это масса бензина. Разделите это число на объем, 100 мл, чтобы получить плотность.

Зная уравнения для плотности, удельного веса и закона идеального газа, вы можете определить, как плотность изменяется в зависимости от других переменных, таких как температура, давление и объем.Выполнение серии измерений этих величин позволяет определить, как плотность изменяется в результате них или как плотность изменяется в результате одной или двух из этих трех величин, в то время как другая величина или количества остаются постоянными. Это часто удобно для практических приложений, в которых вы не знаете всей информации о каждом количестве газа.

Газы на практике

Имейте в виду, что уравнения, такие как закон идеального газа, могут работать теоретически, но на практике они не учитывают свойства газов на практике.Закон идеального газа не принимает во внимание размер молекул и межмолекулярное притяжение частиц газа.

Поскольку закон идеального газа не учитывает размеры частиц газа, он менее точен при более низкой плотности газа. При более низких плотностях объем и давление больше, так что расстояния между частицами газа становятся намного больше, чем размер частиц. Это уменьшает отклонение от теоретических расчетов по размеру частиц.

Межмолекулярные силы между частицами газа описывают силы, вызванные различиями в заряде и структуре между силами.Эти силы включают в себя дисперсионные силы, силы между диполями или заряды атомов среди частиц газа. Они вызваны электронными зарядами атомов в зависимости от того, как частицы взаимодействуют с окружающей средой среди незаряженных частиц, таких как благородные газы.

Диполь-дипольные силы, с другой стороны, представляют собой постоянные заряды на атомах и молекулах, которые используются среди полярных молекул, таких как формальдегид. Наконец, водородные связи описывают очень специфический случай диполь-дипольных сил, в котором молекулы имеют водородные связи с кислородом, азотом или фтором, которые из-за разницы в полярности между атомами являются самыми сильными из этих сил и приводят к качествам воды.

Плотность бензина по ареометру

Используйте ареометр как метод экспериментального измерения плотности. Ареометр — это устройство, которое использует принцип Архимеда для измерения удельного веса. Этот принцип гласит, что объект, плавающий в жидкости, вытесняет количество воды, равное весу объекта. Шкала измерения на боковой стороне ареометра покажет удельный вес жидкости.

Наполните прозрачную емкость бензином и осторожно поместите ареометр на поверхность бензина.Вращайте ареометр, чтобы вытеснить все пузырьки воздуха и подождать, пока положение ареометра на поверхности бензина стабилизируется. Важно удалить пузырьки воздуха, поскольку они увеличивают плавучесть ареометра.

Посмотрите на ареометр так, чтобы поверхность бензина находилась на уровне глаз. Запишите значение, связанное с маркировкой на уровне поверхности бензина. Вам нужно будет записать температуру бензина, поскольку удельный вес жидкости зависит от температуры.Проанализируйте значение удельного веса.

Бензин имеет удельный вес от 0,71 до 0,77, в зависимости от его точного состава. Ароматические соединения менее плотны, чем алифатические соединения, поэтому удельный вес бензина может указывать на относительную долю этих соединений в бензине.

Химические свойства бензина

В чем разница между дизельным топливом и бензином? Бензины обычно состоят из углеводородов, которые представляют собой цепочки углеродов, связанных вместе с ионами водорода, длина которых колеблется от четырех до 12 атомов углерода на молекулу.

Топливо, используемое в бензиновых двигателях, также содержит некоторое количество алканов (насыщенные углеводороды, то есть они имеют максимальное количество атомов водорода), циклоалканы (молекулы углеводородов, расположенные в кольцевидных образованиях) и алкены (ненасыщенные углеводороды с двойными связями). .

В дизельном топливе используются углеводородные цепи с большим числом атомов углерода, в среднем 12 атомов углерода на молекулу. Эти более крупные молекулы увеличивают его температуру испарения и увеличивают потребность в энергии от сжатия перед воспламенением.

Дизельное топливо, полученное из нефти, также содержит циклоалканы, а также разновидности бензольных колец, которые имеют алкильные группы. Бензольные кольца представляют собой гексагоноподобные структуры из шести атомов углерода каждое, а алкильные группы представляют собой удлиненные углеродно-водородные цепи, ответвляющиеся от таких молекул, как бензольные кольца.

Физика четырехтактного двигателя

Дизельное топливо использует воспламенение топлива для перемещения камеры цилиндрической формы, которая выполняет сжатие, генерирующее энергию в автомобилях.Цилиндр сжимается и расширяется в процессе работы четырехтактного двигателя. И дизельные, и бензиновые двигатели работают с использованием процесса четырехтактного двигателя, который включает впуск, сжатие, сгорание и выпуск.

1. Во время этапа впуска поршень перемещается из верхней части камеры сжатия в нижнюю, так что он втягивает смесь воздуха и топлива в цилиндр, используя разницу давлений, создаваемую в этом процессе. Клапан остается открытым во время этого этапа, так что смесь свободно протекает через него.
2. Затем, на этапе сжатия, поршень сжимает смесь в себе, увеличивая давление и генерируя потенциальную энергию. Клапаны закрываются, так что смесь остается внутри камеры. Это вызывает нагрев содержимого цилиндра. Дизельные двигатели используют большее сжатие содержимого цилиндра, чем бензиновые двигатели.
3. Этап сгорания включает вращение коленчатого вала за счет механической энергии двигателя. При такой высокой температуре эта химическая реакция происходит самопроизвольно и не требует внешней энергии.Свеча зажигания или тепло ступени сжатия либо воспламеняют смесь.
4. Наконец, этап выпуска включает перемещение поршня обратно вверх с открытым выпускным клапаном, так что процесс может повторяться. Выпускной клапан позволяет двигателю удалять израсходованное горючее.

Дизельные и бензиновые двигатели

Бензиновые и дизельные двигатели используют внутреннее сгорание для выработки химической энергии, которая преобразуется в механическую. Химическая энергия сгорания для бензиновых двигателей или сжатия воздуха в дизельных двигателях преобразуется в механическую энергию, которая перемещает поршень двигателя. Это движение поршня посредством различных ходов создает силы, приводящие в действие сам двигатель.

Бензиновые двигатели или бензиновые двигатели используют процесс искрового зажигания для воспламенения смеси воздуха и топлива и создания химической потенциальной энергии, которая преобразуется в механическую энергию на этапах процесса двигателя.

Инженеры и исследователи ищут экономичные методы выполнения этих шагов и реакций, чтобы сохранить как можно больше энергии, оставаясь при этом эффективными для бензиновых двигателей.Дизельные двигатели или двигатели с воспламенением от сжатия («двигатели CI»), напротив, используют внутреннее сгорание, при котором в камере сгорания находится воспламенение топлива, вызванное высокими температурами, когда топливо сжимается.

Это повышение температуры сопровождается уменьшением объема и повышением давления в соответствии с законами, которые демонстрируют, как меняются количества газа, такими как закон идеального газа: PV = nRT . Для этого закона P — давление, V — объем, n — количество молей газа, R — константа закона идеального газа и T Это температура.

Хотя эти уравнения могут быть верными в теории, на практике инженеры должны учитывать реальные ограничения, такие как материал, из которого изготовлен двигатель внутреннего сгорания, и то, что топливо намного более жидкое, чем чистый газ.

Эти расчеты должны учитывать, как в бензиновых двигателях двигатель сжимает топливно-воздушную смесь с помощью поршней, а свечи зажигания воспламеняют эту смесь. Дизельные двигатели, напротив, сначала сжимают воздух перед впрыском и воспламенением топлива.

Бензин и дизельное топливо

Автомобили с бензиновым двигателем более популярны в США, в то время как автомобили с дизельным двигателем составляют почти половину всех продаж автомобилей в европейских странах. Различия между ними показывают, как химические свойства бензина придают ему качества, необходимые для транспортных и инженерных целей.

Автомобили с дизельным двигателем более экономичны при движении по шоссе, потому что дизельное топливо имеет больше энергии, чем бензин. Автомобильные двигатели, работающие на дизельном топливе, также имеют больший крутящий момент или вращающую силу в своих двигателях, что означает, что эти двигатели могут ускоряться более эффективно.При движении по другим районам, например по городам, преимущество дизельного топлива менее значимо.

Дизельное топливо обычно труднее воспламенить из-за его меньшей летучести, способности вещества испаряться. Однако, когда он испаряется, его легче воспламенить, потому что он имеет более низкую температуру самовоспламенения. Бензин, с другой стороны, требует зажигания свечи зажигания.

В США практически нет разницы в стоимости бензина и дизельного топлива.Поскольку у дизельного топлива лучший пробег, его стоимость в отношении пройденных миль выше. Инженеры также измеряют выходную мощность автомобильных двигателей, используя мощность в лошадиных силах. Хотя дизельные двигатели могут ускоряться и вращаться легче, чем бензиновые, они имеют меньшую мощность в лошадиных силах.

Преимущества дизельного топлива

Наряду с высокой топливной экономичностью дизельные двигатели обычно имеют более низкие затраты на топливо, лучшие смазывающие свойства, большую плотность энергии во время процесса четырехтактного двигателя, меньшую воспламеняемость и возможность использовать биодизельное топливо, не являющееся нефтяным. это более экологично.

Свойства топлива и выбросы

Свойства топлива и выбросы

Это предварительный просмотр статьи, ограниченный некоторым исходным содержанием. Для полного доступа требуется подписка DieselNet.
Пожалуйста, войдите в систему , чтобы просмотреть полную версию этого документа.

Abstract : Существует четкая корреляция между некоторыми свойствами топлива и регулируемыми выбросами дизельного топлива. Однако сделать общие выводы сложно из-за таких факторов, как взаимная корреляция различных свойств топлива, различных технологий двигателей или циклов испытаний двигателей.В двигателях большой мощности увеличение цетанового числа снижает выбросы HC, CO и NOx, а уменьшение плотности топлива снижает NOx и PM, но увеличивает HC и CO. Двигатели малой мощности показывают другую чувствительность к топливу, чем двигатели большой мощности. Сера увеличивает содержание твердых частиц в двигателях обоих классов. Также известно, что сера мешает нескольким стратегиям контроля выбросов дизельного топлива.

Введение

Исторически свойства топлива постоянно менялись по разным причинам, включая цены на сырую нефть, качество сырой нефти, технологии нефтепереработки, относительный спрос на дизельное и бензиновое топливо и изменение технологий двигателей.В последние годы экологические соображения и законодательство о выбросах стали играть все более важную роль в рецептуре и свойствах топлива. Необходимо понимать механизмы взаимодействия между качеством топлива, технологиями двигателей и выбросами, чтобы найти наиболее эффективный подход к дизельным двигателям с низким уровнем выбросов. Для изучения влияния свойств топлива на выбросы был проведен ряд исследований. Наиболее комплексные программы включают Европейскую программу по выбросам, топливу и технологиям двигателей (EPEFE) [229] и Американскую программу исследований по улучшению качества воздуха для автомобилей / масел (AQIRP) [230] .Многие другие исследования были проведены нефтяной и моторной промышленностями, научно-исследовательскими институтами и университетами. Библиография публикаций, выбранных для моделирования эффектов выбросов топлива в двигателях большой мощности, опубликована US EPA [571] .

Несмотря на обилие экспериментальных данных, влияние некоторых свойств топлива на выбросы до сих пор не ясно. Ниже приводится список соображений, которые затрудняют интерпретацию результатов и сравнение данных из разных исследований:

• Взаимосвязь свойств топлива,
• Двигательные технологии,
• Циклы испытаний на выбросы,
• Технологии доочистки.

Взаимосвязь свойств топлива. Свойства дизельного топлива, влияющие на выбросы, обычно взаимосвязаны. Примером этого является плотность, содержание ароматических углеводородов и цетановое число. Потоки смешивания дизельного топлива с высоким содержанием ароматических углеводородов имеют высокую плотность и низкое цетановое число.

Чтобы изучить влияние определенного свойства топлива на выбросы дизельного топлива, необходимо позаботиться о том, чтобы отделить изменение конкретного свойства топлива от изменений других свойств испытуемого топлива.Некоторые исследования не привели к адекватному разделению свойств топлива. Если несколько свойств топлива изменяются одновременно, невозможно отнести какие-либо изменения выбросов к изменению одного свойства.

Двигательные технологии. Технология дизельных двигателей развивалась в разных направлениях по всему миру. В 1990-х годах, в то время, когда проводилось большинство вышеупомянутых исследований, тяжелые двигатели в США имели большой рабочий объем и уже имели высокую степень электронного управления.В Европе по-прежнему доминировало механическое управление двигателем. Двигатели были более мощными и имели меньший рабочий объем. В Японии на рынке преобладали атмосферные двигатели большого объема. Все эти различные технологии двигателей имеют тенденцию демонстрировать несколько разную чувствительность выбросов к качеству топлива. Также почти очевидно, что реакция на выбросы будущих технологий двигателей будет отличаться от тех, которые производятся в настоящее время.

Наибольшая разница во влиянии качества топлива на выбросы была обнаружена между двигателями большой и малой мощности [231] .Очевидно, что результаты исследований двигателей большой мощности нельзя экстраполировать на двигатели малой мощности или наоборот, и эти два класса двигателей следует обсуждать отдельно.

Циклы испытаний на выбросы. Двигатели для разных географических рынков сертифицированы по выбросам с использованием разных циклов испытаний двигателей. Большинство исследований, посвященных влиянию качества топлива на выбросы, сосредоточено либо на двигателях американской технологии, испытанных в переходном цикле FTP в США, либо на двигателях ЕС, испытанных в цикле ECE R-49.В исследовании EPEFE была сделана попытка сравнить эти два цикла испытаний [228] . Принимая во внимание масштабы эффектов, обнаруженных в исследовании, и распространение эффектов по всему парку транспортных средств ЕС, который был протестирован, влияние качества топлива на выбросы из наборов данных США и ЕС в целом схоже. Несмотря на разные циклы испытаний и разные скорости образования загрязняющих веществ, общая экстраполяция эффектов топлива из одного набора данных в другой представляется возможной.

Технологии доочистки. Соответствие будущим стандартам выбросов может потребовать более широкого использования технологий доочистки выхлопных газов, таких как катализаторы окисления дизельного топлива, катализаторы бедных NOx, фильтры твердых частиц дизельного топлива или другие методы. Влияние качества топлива на эти технологии обычно неизвестно. Единственным исключением является сера в топливе, которая была тщательно протестирована на предмет ее влияния на характеристики дизельных катализаторов.

Если используется эффективное устройство последующей обработки, оно станет основным фактором, влияющим на выбросы из выхлопной трубы.С точки зрения выбросов свойства топлива имели бы второстепенное значение. Таким образом, основной проблемой топлива будет его совместимость с конкретными технологиями доочистки.

###

Никакие автомобильные виды топлива не имеют такой же плотности, как бензин и дизельное топливо

Никакие автомобильные топлива не имеют такой плотности, как бензин и дизельное топливо

RealClearEnergy

Управление энергетической информации опубликовало очень полезное сравнение удельной энергии бензина и дизельного топлива по сравнению со многими альтернативными видами топлива, которые предлагаются для их замены.Суть диаграммы такова: мы не случайно используем бензин и дизельное топливо для питания наших автомобилей. У них самая высокая плотность энергии среди всех альтернатив. А большая плотность энергии означает меньше места для хранения на борту или устройств для сжатия и понижения температуры.

Плотность энергии обычно измеряется в весе или объеме. На графике изображены оба. Плотность на единицу веса измеряется по вертикальной оси, а плотность на единицу объема — по горизонтали. Таким образом, положение каждого топлива представляет собой комбинацию двух координат — веса и объема.Весы не измеряют фактическую плотность на единицу веса или объема, а измеряют только топливо по сравнению с бензином. Бензин имеет положение 1,0–1,0 по обеим осям. Таким образом, все, что имеет меньшую плотность на единицу объема, чем бензин, располагается слева, а все, что имеет больше энергии на единицу веса, располагается над бензином.

Как видите, существует несколько видов топлива, которые имеют большее энергетическое содержание на единицу веса, чем бензин или дизельное топливо. Это сжатый газообразный водород, охлажденный жидкий водород, сжатый природный газ и сжиженный природный газ.Проблема в том, что все они требуют какого-то сжатия или охлаждения, что само по себе потребляет энергию. Кроме того, они по-прежнему имеют меньше энергии на единицу объема, чем бензин, и, следовательно, потребуют больше места для хранения на борту.

Есть также три вида топлива — метанол, этанол и сжатый пропан — которые имеют меньшее энергосодержание по весу и объему, а также требуют больше места на борту.

Дизель имеет такую ​​же энергию на единицу веса, что и бензин, и на самом деле имеет больше энергии на единицу объема, поэтому требует меньше места.Вот почему дизельное топливо так часто используется в грузовиках, которые плохо расходуют бензин и должны иметь огромные топливные баки.

Не будет волшебной формулы замены бензина. Все варианты, кроме дизельного топлива, потребуют больше места для хранения и / или энергозатратного сжатия или сжижения. Отказ от ископаемого топлива может дать преимущество, но он будет скомпрометирован из-за увеличения потребления энергии.

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности.Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.

---

Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее частые причины:

• В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки своего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
• Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались.Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
• Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
• Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
• Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie.Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

---

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.

---

Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файлах cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.

Плотность энергии — Energy Education

Плотность энергии топлива обсуждается на этой странице, для получения информации о плотности энергии таких устройств хранения, как батареи, щелкните здесь. Рисунок 1. Комикс XKCD, показывающий сравнительную плотность энергии урана. ^[1]

Плотность энергии — это количество энергии, которое может храниться в данной массе вещества или системы. ^{[2] [3]} Чем выше плотность энергии системы или материала, тем большее количество энергии хранится в их массе. ^[4] Энергия может храниться в различных типах веществ и систем.

Материал может выделять энергию в четырех типах реакций.Эти реакции бывают ядерными, химическими, электрохимическими и электрическими. ^[5] При расчете количества энергии в системе чаще всего измеряется только полезной или извлекаемой энергии. В научных уравнениях плотность энергии часто обозначается как U . ^[6]

Плотность энергии обычно выражается двумя способами, хотя первый более распространен:

• Объемная плотность энергии — сколько энергии содержит система по сравнению с ее объемом; обычно выражается в ватт-часах на литр (Втч / л) или мегаджоулях на литр (МДж / л). ^[7]

• Гравиметрическая плотность энергии ( Удельная энергия ) — сколько энергии содержит система по сравнению с ее массой; обычно выражается в ватт-часах на килограмм (Втч / кг) или мегаджоулях на килограмм (МДж / кг). ^[7]

Наличие высокой плотности энергии не дает информации о том, как быстро эта энергия может быть использована. Эти сведения содержатся в плотности мощности вещества, которая описывает скорость , с которой может быть выведена его энергия.Обычно высокая плотность энергии сочетается с низкой удельной мощностью. Посетите страницу плотности энергии и плотности мощности для получения дополнительной информации и примеров.

Плотность энергии топлива

Энергия может храниться во многих различных материалах, от продуктов питания до дизельного топлива и урана. Эти материалы известны под общим названием топлива, и все эти виды топлива используются в качестве источников энергии для различных систем. Когда топливо поступает непосредственно из природы (например, сырая нефть), оно является основным топливом; когда топливо необходимо модифицировать, чтобы его можно было использовать (например, бензин), его называют вторичным топливом.В таблице ниже показана плотность энергии для различных видов топлива.

Для наглядного представления этих значений на Рисунке 1 и на графике справа показаны сравнения плотности энергии различных видов топлива.

Как далеко вы можете зайти?

Источники энергии не отдают свою энергию таким же образом, но если предположить, что они могли бы, как далеко каждый из них переместил бы транспортное средство? Чтобы выяснить это, уголь можно использовать в качестве базового, если количество энергии в определенной массе угля равно 10 метрам — длине школьного автобуса.Таким образом, энергия, доступная в той же массе урана, равна расстоянию между Келоуной, Британская Колумбия, и Виннипегом, Манитоба (рис. 2). Ниже приведен список других видов топлива по сравнению с углем, чтобы вычислить энергию на расстояние, чтобы сравнить другие виды топлива с углем.

• Дерево — 7 метров, примерно ширина гаража на две машины
• Уголь — 10 метров, примерно как школьный автобус
• Сырая нефть — 18 метров, примерно длина горбатого кита
• ²³⁵ Уран — 1 625 000 м (1 625 км), больше, чем расстояние от Ванкувера до Саскатуна

Рисунок 2.Расстояние от Ванкувера, Британская Колумбия, до Саскатуна, Южная Каролина, с использованием плотности энергии урана.

Начнем с другого набора цифр, один килограмм сырой нефти позволяет машине проехать ~ 20 км. Нефтепродукты, такие как бензин, используются, потому что они энергоемки. На килограмм ядерного топлива, например ²³⁵ урана, у автомобиля уйдет 1,77 млн км. Как далеко это? Это путешествие с Земли на Луну и обратно. Дважды. ^[10] Ядерное топливо невероятно энергоемко.

Список литературы

1. ↑ XKCD. Log Scale [Online], доступно: http://xkcd.com/1162/
2. ↑ К. Диллон. (2009, октябрь). Как далеко пойдет энергия? — Сравнение плотности энергии [онлайн]. Доступно: http://www.cleanenergyinsight.org/interesting/how-far-will-your-energy-go-an-energy-de density-comparison/
3. ↑ А. Гольник и Г. Элерт. (2003). Энергетическая плотность бензина [Онлайн]. Доступно: http://hypertextbook.com/facts/2003/ArthurGolnik.shtml.
4. ↑ Uni. Южная Каролина. (2003, октябрь). Описание энергетики и мощности [Интернет]. Доступно: http://www.che.sc.edu/centers/RCS/desc_e_and_p.htm
5. ↑ Б. Э. Лейтон, «Сравнение плотностей энергии преобладающих источников энергии в единицах джоулей на кубический метр», Int. J. Green Energy , т. 5, вып. 6. С. 438-455, декабрь 2008 г.
6. ↑ E. W. Weisstein. (2007). Плотность энергии — из «Мира физики» Эрика Вайсштейна [онлайн].Доступно: http://scienceworld.wolfram.com/physics/EnergyDensity.html
7. ↑ ^{7,0 7,1} К. Симпсон, «Характеристики аккумуляторных батарей», National Semiconductor . Texas Instruments Inc., Даллас, 2011 г.
8. ↑ Y. Чисти, «Биодизель из микроводорослей», Biotechnol. Adv. , т. 25, нет. 3. С. 294–306, май-июнь. 2007 г.
9. ↑ I. Hore-Lacy, «Future Energy Demand and Supply», in Nuclear Energy in the 21st Century , 2nd ed., Лондон, Великобритания: WNUP, 2011, глава 1, раздел 6, стр.9
10. ↑ Wolfram Alpha, запись: 1772727273 м

Diesel — Energy Education

Diesel — это энергоемкое вторичное топливо (или энергетическая валюта), используемое для питания многих тепловых двигателей, включая автомобили, грузовики и дизельные генераторы. Это может быть производное нефти или биомасса. Само дизельное топливо представляет собой смесь углеводородов в диапазоне от C ₁₀ H ₂₀ до C ₁₅ H ₂₈ .Средний состав дизельного топлива: C ₁₂ H ₂₃ , ^[1] , но следует повторить, что на самом деле это не молекулы, а просто средний состав.

Использование в автомобилях

Дизельные двигатели представляют собой разновидность тепловых двигателей внутреннего сгорания.

Дизель обычно используется в качестве топлива для транспорта, в частности. И дизельное топливо, и бензин имеют примерно одинаковую плотность энергии ; но поскольку дизель имеет более высокую массовую плотность , чем бензин, тот же объем дизельного топлива имеет больше энергии, чем бензин.Дизель также позволяет двигателям работать с более высокими степенями сжатия (то есть отношением наибольшего объема к наименьшему объему в камере сжатия). И более высокая массовая плотность дизеля, и более высокая степень сжатия позволяют дизельным двигателям быть более энергоэффективными, чем их бензиновые аналоги. Дизельные двигатели также отличаются от бензиновых тем, что в них не используются свечи зажигания, а воспламенение достигается за счет сжатия топлива (и свечи накаливания, когда двигатель холодный).Дизельные двигатели работают за счет того, что поршень нагнетает воздух, нагревая его (помните закон идеального газа: при постоянном объеме увеличение давления увеличивает температуру). Затем топливные форсунки распыляют топливо, превращая его в газ. Тепло из воздуха внутри камеры повышает температуру дизельного газа до тех пор, пока он не воспламеняется, что действует на поршень в камере.

Виды дизеля

Петродизель

Петродизель — это название дизельного топлива, производного от нефти.Это дизельное топливо обычно необходимо очищать, чтобы удалить из него серу. В настоящее время в качестве топлива более распространен бензин, чем биодизель, хотя его использование в средних и тяжелых грузовиках и автобусах растет. ^[2] Петродизель производится с помощью процесса, называемого фракционной перегонкой, при котором сырая нефть кипятится и ее компоненты разделяются. Поскольку дизельное топливо имеет более высокую температуру кипения, чем бензин, бензин отделяется от сырой нефти раньше. Этот процесс позволяет нефтеперерабатывающим заводам отделять друг от друга такие вещества, как дизельное топливо, керосин и бензин. ^[3]

Биодизель

См. Биотопливо

Биодизельное топливо — это дизельное топливо, которое производится из биомассы, такой как водоросли. У биодизеля более низкие чистые выбросы, чем у нефтодизеля, потому что углерод, который он выделяет, был взят из современной атмосферы при росте биомассы, тогда как углерод, выделяемый нефтяным дизелем, хранился в земле миллионы лет.

Чистый биодизель, известный как B100 (100% биодизель), редко используется в качестве транспортного топлива. ^[4] Скорее, биодизель смешивают с нефтедизелем. B20 (20% биодизеля, 80% петродизеля) является оптимальной смесью, поскольку он горит чище, чем бензин, оставляя меньше продуктов сгорания, и имеет лучшие характеристики текучести при низких температурах, чем чистый биодизель, который на холоде может образовывать комки. ^[5]

Для дальнейшего чтения

Список литературы

1. ↑ http://www.newton.dep.anl.gov/askasci/chem07/chem07490.htm
2. ↑ Х. Аль-Машхадани и С.Фернандо, «Свойства, характеристики и применение смесей биотоплива: обзор», AIMS Energy, vol. 5, вып. 4, pp. 735-767, 2017. Доступно: 10.3934 / energy.2017.4.735.
3. ↑ http://www.bbc.co.uk/schools/gcsebitesize/science/aqa_pre_2011/rocks/fuelsrev3.shtml
4. ↑ «Центр данных по альтернативным видам топлива: биодизельные смеси», Afdc.energy.gov, 2020. [Online]. Доступно: https://afdc.energy.gov/fuels/biodiesel_blends.html. [Доступ: 3 февраля 2020 г.].
5. ↑ Х. Аль-Машхадани и С.Фернандо, «Свойства, характеристики и применение смесей биотоплива: обзор», AIMS Energy, vol. 5, вып. 4, pp. 735-767, 2017. Доступно: 10.3934 / energy.2017.4.735.

Математические модели для расчета плотности смесей нефтяного дизельного топлива и биодизеля

1.

Дэвид Л. Грин, «Выбор моторного топлива: эконометрический анализ», Транспортные исследования, Часть A: Общие, 23 , № 3, 243–253 (1989).

Артикул Google Scholar

2.

Э. Стиакакис и П. Фулирас, «Влияние экологических практик на эффективность компаний: на примере секторов, производящих ИКТ», Operational Research: An International Journal , 9 , No. 3, 311–328 ( 2009 г.).

Google Scholar

3.

К.Г. Цанакцидис, С.Г. Кристидис и Г.Т. Цилантонис, «Исследование влияния переработанного биодизеля на физико-химические свойства смесей с дизельным топливом с целью увеличения их противообрастающего действия», International Journal of Environmental Science and Developmen t , 1 , No.2. С. 205–207 (2010).

Артикул Google Scholar

4.

Дж. Дж. Ван Герпен, Б. Шанкс, Р. Прушко, Д. Клементс и Г. Ноте, «Технология производства биодизеля , » Отчет субподрядчика, подготовленный для Управления энергоэффективности и возобновляемых источников энергии Министерства энергетики США Энергетика, Исследовательский институт Среднего Запада, Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии NREL / SR-510-36244, Баттель (июль 2004 г.