Плотность дизельного топлива от температуры: Плотность нефтепродуктов и расчет плотности

Как рассчитать плотность дизельного топлива? — Auto-Self.ru

Начать следует с того, что плотность дизельного топлива, как и любой другой жидкости, сильно зависит от его температуры. Поэтому для получения сравнимых результатов плотность дизельного топлива измеряется при 20 градусах по Цельсию. Дизельное топливо (ДТ) — это жидкие углеводороды, использующиеся в качестве горючего для дизельных двигателей внутреннего сгорания. Обычно под этим термином понимают горючее, получающееся из керосиново-газойливых фракций при помощи прямой перегонки нефти. Плотность топлива – это фактически его удельный вес. Измеряется эта величина в килограммах на кубический метр или в граммах на сантиметр в кубе.

Название «солярка» происходит от немецкого Solaröl (солнечное масло) — так за желтый цвет ещё в середине XIX века называли более тяжёлую фракцию, образующуюся при перегонке нефти.

Советская нефтеперерабатывающая промышленность выпускала горючее «Соляровое масло ГОСТ 1666-42 и ГОСТ 1666-51». Оно было предназначено для применения в качестве дизтоплива среднеоборотных (со скоростью вращения коленвала не выше 1000 об/мин.) дизелей. Использовалось, как правило, для сельскохозяйственной и другой специальной техники, и все знали ее под названием «солярка» или «соляра». Соляровое масло непригодно для заправки современных авто с высоко оборотистыми ДВС.

Разделение дизельного топлива по ГОСТ

Согласно ГОСТ 305-82 дизельное горючее делится в зависимости от сезона использования на следующие виды:

• Летнее – остается жидким всего до -5 ^◦C. Его рекомендуется использовать при температуре воздуха выше нуля по Цельсию.
• Зимнее – не должно густеть до -35 ^◦C. Используется при морозах ниже -20 ^◦С.
• Арктическое – застывает не выше -50 ^◦C. рекомендовано к использованию при морозах ниже -45 ^◦С.

Вес одного кубометра летнего дизельного горючего должен быть не более 860 кг. Вес кубометра зимней солярки должен быть не более 840 кг. Вес куба арктического дизельного топлива не должен превышать 830 кг. Измерять вес солярки ГОСТ предписывает при 20 градусах по Цельсию.

Измерение удельного веса

Плотность топлива измеряется при помощи ареометров. Плотность дизтоплива измеряется ареометрами для нефтепродуктов, названия которых начинаются с букв АН, к примеру, таких как АНТ-1 или АНТ-2. Чем больший процент дизтоплива приходится на углеводороды, имеющие высокий удельный вес, тем больше плотность этой солярки. С одной стороны, при сгорании такого дизтоплива выделяется больше энергии, с другой, оно хуже испаряется, тяжелее поджигается и не сгорает в цилиндрах без остатка. Так как летом испарение и воспламенение происходит проще у летней солярки, удельный вес выше, чем у зимнего дизельного топлива.

Поскольку ГОСТ предписывает измерять плотность ДТ при температуре 20 ^◦C, для правильного определения плотности нужно принести емкость с соляркой домой и дождаться, чтобы зимой она прогрелась, а летом остыла до +20 ^◦C. Если же вам некогда ждать, можно измерить интересующий вас параметр и температуру ДТ, а после пересчитать каков будет результат при 20 ^◦С. Для этого нужно знать, что уменьшение температуры солярки на 1 ^◦C увеличивает ее удельный вес в среднем на 0,0007 г/см³. А увеличение температуры соответственно уменьшает плотность на туже величину.

Вычисление удельного веса для 20

1. Измерить плотность и среднюю температуру солярки.
2. Вычислить разность фактической температуры и 20 ^◦С.
3. Умножить разность температур на поправочный коэффициент.
4. Если фактическая температура меньше 20 ^◦C, то отнять от значения плотности при данной температуре результат вычисления третьего пункта. Если же жидкость теплее +20 ^◦C, то эти значения нужно сложить.

Например, плотность горючего при температуре 0 ^◦C равна 0,997 г/см³. Разница между фактической температурой и 20 ^◦C равна 20. Тогда 20 × 0,0007 = 0,014 г/см. Так как при 20 ^◦C плотность горючего будет меньше, чем при 0 ^◦C, нужно от плотности при 0 ^◦C отнять величину поправки – 0,997-0,14=0,857 г/см³. Чтобы перевести результат из грамм на кубический сантиметр в килограмм на кубометр, нужно величину, выраженную в граммах на кубический сантиметр, умножить на 1000. То есть удельный вес нашей солярки при 20 ^◦C будет равен 857 кг/м³. Это позволяет нам сделать предположение о том, что она, судя по результатам вычисления, скорее летняя, чем зимняя. Точное же заключение о том, для какого сезона предназначено горючее, сделать на основании величины его плотности невозможно.

Связь плотности горючего и экономичности дизеля

Так как сгорание солярки, имеющей высокий удельный вес, сопровождается выделением большего количества энергии, чем сгорание менее плотного горючего, очевидно, что использование летнего топлива экономичнее. Однако его использование для повышения экономичности дизеля в холодное время года не представляется возможным. Это объясняется тем, что в его состав помимо керосиново-газойливых углеводородов, содержащих основной запас энергии топлива, входят и растворенные в них парафины. Последние даже при незначительном понижении температуры горючего, затвердевают, сгущая горючее и ухудшая проходимость фильтра тонкой очистки топлива. В результате этого ухудшается способность топлива прокачиваться по системе питания и распыляться в цилиндрах двигателя. Поэтому в состав зимних видов дизельного топлива вводят присадки, замедляющие застывание парафинов и сгущение солярки до состояния геля.

Эти добавки, снижая температуру сгущения горючего, совершенно не оказывают влияния на его плотность. Логично предположить, что если добавить присадку-антигель в летную солярку, то в результате получится экономичное зимнее топливо. Но это далеко не так. Потому что добавка только снизит температуру замерзания парафинов, растворенных в топливе.

Сама же солярка не станет менее плотной, а значит с понижением температуры, будет значительно густеть, что затруднит ее распыление в камерах сгорания и продвижение по топливопроводу. К тому же, ошибочно полагать, что залив присадку в замерзшую солярку, мы добьемся того, что парафины в ней растают, и она вновь обретет текучесть.

Подводя итог вышесказанному, нужно отметить, что плотность очень важна для зимнего топлива. Для летнего же важнее такие параметры, как содержание серы и цетановое число. В том, что дизель зимой менее экономичен, нежели летом, конечно, во многом «заслуга» менее плотной, чем летом солярки, но не только ее. Снег на дорогах тоже не способствует экономичности.

Метод экспресс-проверки дизельного топлива

Владельцу дизеля в повседневной жизни редко бывает нужно проверять качество горючего. Так как обычно он заправляет свой автомобиль на одних и тех же заправках, качество горючего на которых проверенно в процессе эксплуатации авто, и скорее всего устраивает автовладельца. Находясь же зимой в незнакомом месте, экспресс-анализ зимней солярки в морозную погоду можно провести описанным ниже нехитрым способом.

Нужно плеснуть немного горючего на промороженный кусок металла. Топливо не должно белеть, мутнеть и терять текучесть. Если горючее на глазах густеет и плохо стекает с металла – его качество в комментариях не нуждается. А вот если белеет и мутнеет – вам поможет знание того, что температура помутнения солярки должна быть всего на 5–10 градусов Цельсия выше температуры ее замерзания. Смотрите на градусник и делайте вывод. Устроит ли вас, если ваша солярка замерзнет, когда станет холоднее, чем сейчас всего на 10 ^◦С.

Поделитесь с друзьями в соц.сетях:

Facebook

Twitter

Google+

Telegram

Vkontakte

Что такое плотность дизельного топлива

Плотность дизельного топлива определяет также выделяемое им количество энергии. У солярки с более высокой характеристикой плотности в процессе сгорания выделяется больше энергии и, соответственно, коэффициент полезного действия двигателя будет выше. Наконец, чем выше плотность топлива, тем экономичнее окажется его потребление.

Но при этом не следует забывать, что очень высокая плотность указывает на наличие в горючем большого количества тяжелых фракций, из-за которых, в частности, ухудшается испаряемость топлива, а в двигателе может накапливаться нагар.

О чем говорит ГОСТ

В ГОСТе есть стандарт значений, то есть плотность дизельного топлива должна быть в соответствии с определенным нормативом. Так, для летнего дизельного топлива при температуре в +20°С данный параметр должен составлять 860 кг/м3, зимнего – 840 кг/м3, а арктического дизеля для экстремальных климатических условий – 830 кг/м3. Как видите, зимнее и арктическое топливо имеет меньшую плотность в сравнении с тем, которое предназначено для летней эксплуатации, поскольку в этом случае сохраняется его текучесть, а, значит, при низких температурах оно не должно превращаться в застывающую желеобразную массу, которая забивает топливную систему, делая пуск двигателя затрудненным или вовсе невозможным.

Немного об антигелях

Присадка-антигель, залитая в бак при заправке, должна предотвратить застывание топлива. При этом, очень важно понимать – если автомобиль не завелся из-за замерзшей солярки, то бесполезно пытаться «разморозить» его с помощью антигеля, поскольку состав не сможет растворить загустевшие парафины. Кроме того, антигель не меняет плотность топлива, а лишь предотвращает парафинизацию.

точка замерзания. Дизельное топливо: ТУ

Автомобили, оснащенные дизельными двигателями, при повышении температуры окружающей среды выше нуля переходят на летнее дизельное топливо. Это результат перегонки сырой нефти в ректификационных колоннах, сопровождающейся кипением углеводородных фракций.

Дизельное топливо

Топливо этого типа делится на три основные категории:

• Зимнее . Дизель, температура эксплуатации которого -30 градусов Цельсия.
• Старый .Используется при положительной температуре.
• Арктика . Топливо, на котором произведена эксплуатация автомобиля при критически низких температурах.

Общие характеристики дизельного топлива

Для всех видов дизельного топлива, характеризующихся следующими свойствами:

• Плотность и вязкость определяющий фактор при образовании и испарении смесей в двигателе.
• Цетановое число. Детонационная стойкость двигателя, его шум и мощность зависят от характеристик дизельного топлива.Чем больше цетановое число, тем лучше сгорает топливо благодаря короткому периоду воспламенения и экологически чистому выхлопу. В норме для дизельного топлива этот параметр должен находиться в пределах 40–60 единиц.
• Настройка низких температур. одно из них касается температуры замерзания дизельного топлива, его непрозрачности и фильтра.

Дополнительные характеристики включают химическую стабильность, зольность, йодное число, кинематическую вязкость, массовую долю серы и соединений серы, углерод, кислотность, содержание воды и концентрацию смол.Несмотря на то, что они не особо важны, производители учитываются, как того требует стандарт на дизельное топливо.

Особенности и характеристики летнего дизельного топлива

Поскольку температура замерзания летнего дизельного топлива низкая, его использование в теплое время года, примерно с середины весны до начала осени, когда температура воздуха не опускается ниже -5 градусов . Летнее дизельное топливо замерзает при устойчивой температуре -7 градусов по Цельсию, что может вызвать засорение трубопроводов и выход из строя двигателя автомобиля.Сгущение дизеля начинается с -6 ^O C.

Реализуемое в России летнее дизельное топливо обозначается буквой «L». Его производят путем смешения прямогонной и вторичной углеводородной гидроочистки фракций с последующим их кипячением при температуре от 280 до 360 градусов. Сильное задымление и закоксовывание форсунок является следствием выкипания вторичных фракций и повышения температуры.

Рекомендуем

Как работает сайлентблок задний переднего рычага и сколько он служит?

Сайлентблок задний переднего рычага — один из составных элементов ходовой части автомобиля.Он относится к направляющим элементам подвески, вместе с рычагами выдерживает колоссальные нагрузки колесами. Однако с этим товаром их много …

Расход масла в двигателе. Шесть причин

Вряд ли можно найти автомобилиста, которого бы не волновал повышенный расход масла. Особенно раздражает, когда это происходит с другим новым мотором. Вот наиболее частые причины, которые приводят к расходу масла в двигателе …

Как работает выхлопная система?

Выхлопная система предназначена для удаления продуктов сгорания из двигателя и вывода их в окружающую среду.Также необходимо обеспечить снижение шумового загрязнения до приемлемых пределов. Как и любые другие сложные устройства, эта система состоит из нескольких …

Летнее дизельное топливо часто используют не только как автомобильное топливо, но и как топливо для котельных. Низкая горючесть и высокая взрывобезопасность позволяют использовать летнее дизельное топливо в качестве топлива для сельскохозяйственной и военной техники, генераторов. Низкая стоимость дизельного топлива обусловлена ​​менее затратным и технологичным процессом получения по сравнению с производством бензина.

Плотность летнего дизельного топлива

Функциональность и эффективность фильтра и топлива автомобиля зависит от плотности использованного дизельного топлива. Плотность зависит от температуры дизельного топлива: чем меньше, тем выше температура дизельного топлива.

Утяжеление фракционного состава дизельного топлива произошло при повышенной плотности, что может привести к ухудшению процессов распыления и испарения дизельного топлива.Следствием этого является накопление в топливной системе автомобиля отложений, которые ухудшают циркуляцию топлива и образуют нагар на клапанах двигателя.

Летнее дизельное топливо имеет плотность в диапазоне от 840 до 860 кг / м. ³ . Плотность зимнего дизтоплива на 2 единицы ниже. Этот параметр измеряется ареометром.

Применение летнего дизельного топлива

Поскольку температура замерзания летнего дизельного топлива мала, то оно используется только при положительных температурах окружающей среды.Низкие температуры отрицательно сказываются на летнем дизельном топливе, в результате чего оно из-за кристаллизации содержащихся в его структуре частиц парафина загустевает и становится мутным. Форсунки топливной системы справятся с загустевшим топливом, при котором топливно-воздушная смесь не воспламенится.

В основном летнее дизельное топливо, используемое для дизельных и быстроходных газотурбинных двигателей наземного и судового оборудования, включая промышленные и бытовые дизельные генераторы, тепловые пушки и котлы.

Летнее дизельное топливо продается в основном в южных и центральных частях России, которые характеризуются мягким климатом и отсутствием морозов, что может отрицательно сказаться как на дизельном топливе, так и на топливной системе автомобиля.В других регионах страны с низкими ночными температурами автовладельцу придется либо разморозить машину в гараже для подогрева топлива, либо добавить специальные присадки, позволяющие сделать летнее дизельное топливо зимним.

Летнее Качество дизельного топлива

Маркировка лучшего дизельного топлива L определяется следующими параметрами:

• Цетановое число , от которых зависят мощность и экономические характеристики двигателя.
• Дробная часть. зависит от полноты продуктов сгорания, дымности и токсичности.
• Низкотемпературные свойства. зависят от условий хранения топлива и эффективности системы питания двигателя при минусовых температурах окружающей среды.
• Вязкость и плотность , отвечающие за нормальный расход топлива, эффективное распыление в камере сгорания и работу фильтров двигателя.
• Чистое топливо. От этого параметра зависит эффективность и надежность фильтров двигателя.
• Flashpoint — они зависят от условий безопасного использования топлива в двигателях автомобилей.
• Наличие соединений серы, металлов и непредельных углеводородов, которые зависят от степени износа и коррозии двигателя и уровня углеродного загрязнения.

Направления

Это следующие:

1. Евро-3. Устаревший на данный момент стандарт, бывший актуален до 2005 года. Топливо было прекращено после разработки новых требований, которым оно не соответствовало.
2. Евро-4. Поменял стойку Евро-3 и начал использоваться после 2005 года.Все автомобили, ввезенные в Россию в 2013 году, должны соответствовать этому стандарту. Исключение составляют автомобили, произведенные до 2012 года — относятся к предыдущему классу Евро-3.
3. Евро-5. Относительно новый стандарт качества топлива, соблюдение которого на территории ЕС обязательно для автомобилей выпущенных с 2009 года, а с 2008 года — грузовых. В России этот стандарт также действует и распространяется на автомобили, ввозимые в страну.
4. Особое упоминание Биодизель . Особенностью этого топлива являются растительные и животные жиры, входящие в его состав.Дизельное топливо является результатом переработки различных растений, в том числе рапса и сои. Особенность этого вида топлива — возможность применять его как самостоятельное топливо и как специальную добавку к другим видам дизельного топлива. Биодизель обозначается буквой В США, за которой следует процентный состав от общей массы топлива. Для такого топлива цетановое число находится в диапазоне 50–51 ед.

Эксплуатационные характеристики дизельного топлива

Топливо для дизельных двигателей имеет следующие особенности и характеристики:

1. Цетановое число, которое влияет на силовую установку и ее эффективность.Чем выше этот параметр, тем эффективнее работает двигатель автомобиля.
2. Дробная часть. этот параметр определяет качество горения, выбросы, уровень непрозрачности и некоторые другие свойства.
3. Низкотемпературные характеристики. Температура замерзания летнего дизельного топлива и условия хранения зависят от этого параметра.
4. Плотность и вязкость. Распыление и фильтрация топлива, эффективность топливной системы автомобиля зависит от этого свойства.
5. Вспышка. Характеристика, определяющая уровень безопасности топлива и его использования в дизельных двигателях.
6. Чистый. Срок службы топливных фильтров автомобиля зависит от уровня чистоты дизельного топлива.
7. Присутствие серы, металлов и других примесей ускоряет износ двигателя и топливной системы, образуя на внутренних элементах коррозию и нагар.

Результаты

Дизельное топливо летнее — вид дизельного топлива, используемого в теплое время года при положительной температуре окружающей среды.Автомобилисты отзывы о дизельном топливе за его экономичность, хорошую вязкость и плотность, благодаря которым улучшаются мягкость и плавность работы двигателя. Единственные нюансы — это правильный выбор марки топлива — многие продавцы разбавляют топливо, из-за чего оно теряет свои свойства и может стать причиной неисправности топливной системы. Поскольку минимальная температура замерзания летнего дизельного топлива составляет -5 ^O C, его можно использовать только при положительных температурах окружающей среды.

Топливо — Плотность и удельный объем

Плотность — ρ — и удельный объем некоторых обычно используемых видов топлива:

Примечание 1) Дизельное топливо в США разбито на 3 разных класса: 1D, 2D и 4D .Разница между этими классами зависит от вязкости и диапазонов температур кипения . 4D Топливо обычно используется в тихоходных двигателях. Топливо 2D используется в более теплую погоду и иногда смешивается с топливом 1D для создания подходящего зимнего топлива. 1D Топливо предпочтительнее для холодной погоды, так как оно имеет более низкую вязкость. Раньше было стандартно видеть номер топлива на насосе, но на многих заправках больше не указывается номер топлива.

Примечание 2) Европейский стандарт на дизельное топливо от 2005 г.

Примечание 3) Мазут — это продукт с множеством классов и классов, а также с различными спецификациями на разных рынках. Приведенные диапазоны плотности представляют собой вариации, однако некоторые продукты могут выходить за эти пределы.

% PDF-1.6 % 1336 0 объект> endobj xref 1336 85 0000000016 00000 н. 0000005591 00000 н. 0000005760 00000 н. 0000005889 00000 н. 0000006953 00000 п. 0000007098 00000 н. 0000007241 00000 н. 0000007353 00000 н. 0000007540 00000 н. 0000007654 00000 н. 0000010748 00000 п. 0000010930 00000 п. 0000013738 00000 п. 0000013880 00000 п. 0000034189 00000 п. 0000036637 00000 п. 0000037913 00000 п. 0000040629 00000 п. 0000042210 00000 п. 0000045356 00000 п. 0000064392 00000 н. 0000064518 00000 п. 0000064642 00000 п. 0000067392 00000 п. 0000070008 00000 п. 0000088527 00000 н. 0000108520 00000 н. 0000109787 00000 н. 0000112378 00000 н. 0000113958 00000 н. 0000116402 00000 н. 0000119121 00000 н. 0000119247 00000 н. 0000119504 00000 н. 0000119868 00000 н. 0000119933 00000 н. 0000122966 00000 н. 0000123270 00000 н. 0000123566 00000 н. 0000123863 00000 н. 0000124166 00000 н. 0000124466 00000 н. 0000126820 00000 н. 0000126896 00000 н. 0000126972 00000 н. 0000127048 00000 н. 0000127077 00000 н. 0000127153 00000 н. 0000127572 00000 н. 0000129365 00000 н. 0000129625 00000 н. 0000129654 00000 н. 0000129914 00000 н. 0000130196 00000 н. 0000130266 00000 н. 0000130496 00000 п. 0000130579 00000 н. 0000130635 00000 н. 0000133297 00000 н. 0000133560 00000 н. 0000133630 00000 н. 0000133988 00000 н. 0000135278 00000 н. 0000135541 00000 н. 0000135611 00000 н. 0000135850 00000 н. 0000136975 00000 н. 0000140741 00000 н. 0000140811 00000 н. 0000140887 00000 н. 0000331432 00000 н. 0000331460 00000 н. 0000331941 00000 н. 0000331969 00000 н. 0000332534 00000 н. 0000332562 00000 н. 0000332975 00000 н. 0000333003 00000 п. 0000336548 00000 н. 0000361099 00000 н. 0000385650 00000 н. 0000407889 00000 н. 0000412067 00000 н. 0000005391 00000 п. 0000001996 00000 н. трейлер ] >> startxref 0 %% EOF 1420 0 obj> поток xX {te3ICK4UPwKA «$ (R \ ($ iҖ & Lk & i’ȣ | EE qz | LIsw ~

Дизельное топливо | Нефтяная компания NAT-ART

Дизельное топливо

Купить дизельное топливо

Дизельное топливо — жидкий продукт, используемый в качестве топлива в дизельных двигателях внутреннего сгорания. Обычно этот термин относится к топливам, полученным из керосиновых / газойлевых фракций прямой перегонки нефти.

Название «автомобильный газ-масло» происходит от немецкого Solaröl — «солнечное масло» — именно так еще в 1857 году называли более тяжелую фракцию, полученную при перегонке нефти.Фракция получила свое название из-за ее желтоватого цвета. Советская нефтеперерабатывающая промышленность выпускала продукт «Дизельное топливо ГОСТ 1666-42 и ГОСТ 1666-51».

Основными потребителями дизельного топлива являются железнодорожный транспорт, грузовой транспорт, водный транспорт, военная техника, дизельные генераторы, сельскохозяйственная техника и дизельные легковые автомобили. Помимо дизельных двигателей, остаточное дизельное топливо (дизельное топливо) часто используется в качестве котельного топлива, для пропитки кож, в охлаждающих смазках и охлаждающих жидкостях, при механической и термической обработке металлов.

Различают дистиллят с низкой вязкостью для высокоскоростных двигателей и остаточный продукт с высокой вязкостью для тихоходных (тракторных, судовых и других стационарных) двигателей. Дистиллят состоит из гидроочищенных керосиновых / газойлевых фракций прямой перегонки и до 1/5 газойлей каталитического крекинга и коксования. Вязкое масло для тихоходных двигателей представляет собой смесь мазута с керосиновой / газойлевой фракциями. Теплота сгорания дизельного топлива составляет в среднем 42624 кДж / кг (10 180 ккал / кг).

В целом дизельное топливо, используемое для дизельных двигателей, должно соответствовать требованиям, изложенным в межгосударственном стандарте ГОСТ 32511-2013 (EN 590: 2009) и быть обязательным для использования с 1 января 2015 года.

Дизельное топливо, используемое для быстроходных дизельных и газотурбинных двигателей наземной и судовой техники, а также предназначенное для экспорта, должно соответствовать требованиям Межгосударственного стандарта ГОСТ 305-2013 «Топливо дизельное. Технические условия» (введено в заменяет ГОСТ 305-82) и является обязательным для использования с 1 января 2015 г.

Отбор проб дизельного топлива для оценки его качества проводится в соответствии с ГОСТ 2517-2012 «Нефть и нефтепродукты».

Летнее дизельное топливо

Топливо дизельное летнее : плотность: не более 840 кг / м³. Температура вспышки: 62 ° C. Температура застывания: -5 ° C. Его получают путем смешивания непосредственно дистиллированных гидроочищенных углеводородных фракций и фракций производного происхождения с температурой кипения 180–340 ° C. Повышение конечной точки кипения вызовет интенсивное закоксовывание форсунок и задымленность.

Зимнее дизельное топливо

Зимнее дизельное топливо : плотность: не более 840 кг / м³. Температура вспышки: 104,00 ° C. Температура застывания: -35 ° C. Его получают путем смешивания непосредственно дистиллированных гидроочищенных углеводородных фракций и фракций производного происхождения с температурой кипения 180–340 ° C. Кроме того, зимнее дизельное топливо получают путем добавления депрессора температуры застывания к летнему дизельному топливу, который снижает температуру застывания топлива, но мало влияет на точку засорения холодного фильтра.Самодельными методами добавляют в летнее дизельное топливо до 20% керосина ТС-1 или КО — при этом эксплуатационные характеристики существенно не меняются.

Дизельное топливо для Арктики

Дизельное топливо арктическое : плотность: не более 830 кг / м³. Температура вспышки: 35 ° C. Температура застывания: -55 ° C. Его получают путем смешивания непосредственно дистиллированных гидроочищенных углеводородных фракций и фракций производного происхождения с температурой кипения 180-320 ° C. Диапазон кипения примерно соответствует диапазону кипения керосиновых фракций, поэтому это топливо, по сути, представляет собой утяжеленный керосин.Однако чистый керосин имеет низкое цетановое число 35-40 и недостаточные смазывающие свойства (сильный износ топливного насоса высокого давления). Чтобы устранить эти проблемы с арктическим топливом, они добавляют присадки, повышающие цетановое число, и минеральное моторное масло для улучшения смазывающей способности. Более дорогим методом производства арктического дизельного топлива является депарафинизация летнего дизельного топлива.

Купить Дизельное топливо

Будущее дизельного топлива стоит на шаткой земле

Дизель — это топливо, имеющее неоднозначную историю, с разным уровнем потребления потребителями во всем мире. В мире транспорта дизельные двигатели обеспечивают лучшую экономию топлива и крутящий момент, чем сопоставимые бензиновые двигатели. Дизельное топливо, особенно популярное в Европе, завоевало прочную базу потребителей как в небольших пригородных автомобилях, так и в тяжелых транспортных средствах, таких как грузовики и автобусы.

Несмотря на это, ситуация меняется, и для среднего автомобилиста дни дизеля могут быть сочтены.Почему это так и каковы потенциальные альтернативы, соперничающие за корону дизельного топлива?

Много плюсов, но много минусов

Дизель — углеводородное топливо, обладающее рядом преимуществ перед бензином. Отсутствие летучести делает его пригодным для использования в режиме воспламенения от сжатия, а дизельные двигатели могут работать с обедненным соотношением топливо-воздух. Он также имеет более высокую объемную плотность энергии, чем бензин, а благодаря низкой летучести дизельные двигатели могут работать при значительно более высоких степенях сжатия без риска детонации.Эти преимущества позволяют дизельным двигателям производить значительно больший крутящий момент, чем бензиновые двигатели аналогичного размера, и они могут обеспечить экономию топлива более чем на 15%.

К сожалению, у дизеля тоже есть немало недостатков. Дизельные двигатели обычно имеют низкое соотношение мощности и массы, поскольку их высокая степень сжатия и выходной крутящий момент требуют более тяжелых материалов в их конструкции. Однако главная проблема дизельного двигателя — это его выбросы. Несмотря на большую топливную экономичность, выход диоксида углерода из дизельного двигателя часто намного хуже, чем у сопоставимого газового двигателя.Кроме того, их обедненное сжигание приводит к образованию высоких уровней оксидов азота (NOx), которые оказывают серьезное негативное воздействие на окружающую среду. Существует также проблема загрязнения твердыми частицами, которые вызывают у людей вредное воздействие на органы дыхания. Во всех этих областях автомобили с дизельным двигателем занимают значительно худшее место по сравнению с бензиновыми. Это начало вызывать образную головную боль у индустрии и буквальную головную боль у публики.

Основные ошибки создают мрачное будущее

Diesel все было в порядке, и в начале 2000-х годов он пережил возрождение, когда автопроизводители рекламировали преимущества экономии топлива за счет своих последних технологий. В принципе, проблема NOx решается с помощью избирательного каталитического восстановления, но это дорого обходится производителям и снижает производительность, когда водитель сводит ее на нет.

Трещины неожиданно появились, когда исследователи обнаружили факт, что многие автомобили Volkswagen Auto Group грубо нарушают нормы выбросов.Среди других уловок было обнаружено, что в автомобилях используются разные топливно-воздушные смеси и недостаточная дозировка катализатора очистки от NOx вне условий испытаний, что обеспечивает большую мощность за счет значительного увеличения выбросов. Внезапно сотни тысяч дизельных автомобилей стали предметом отзыва и выкупа. В отозванные автомобили были внесены изменения в программное обеспечение управления двигателем, что позволило снизить выбросы за счет экономии и производительности. Почти в мгновение ока покупатели узнали, что дизельное топливо — не та экологическая панацея, которой пытались быть.Дизели внезапно оказались грязными, загрязняющими транспортными средствами в центре крупного международного скандала.

Спустя годы автомобильная промышленность все еще борется с последствиями, и имидж дизельного топлива остается испорченным. Города выстраиваются в очередь, чтобы запретить использование дизельных автомобилей на улицах, в то время как Германия предлагает денежные стимулы, чтобы побудить владельцев автомобилей с высоким уровнем загрязнения к обмену.

Решения, которые вызывают больше проблем

Попытки сделать дизельные двигатели чище имели побочные эффекты. Стремясь соответствовать все более ужесточающимся стандартам выбросов, автопроизводители внедрили новые технологии, подобные внедрению каталитических нейтрализаторов в бензиновые двигатели. Многие автомобили теперь оснащены дизельным сажевым фильтром (DPF), чтобы уменьшить выброс твердых частиц. Они установлены на выхлопе и улавливают твердые частицы в процессе сгорания. Со временем эти фильтры начинают забиваться сажей, увеличивая противодавление в выхлопной системе и снижая производительность двигателя.Когда это происходит, фильтр необходимо регенерировать, — процесс, в котором температура выхлопных газов повышается выше, чтобы сжечь сажу. Это может быть достигнуто пассивно во время движения по высокоскоростному шоссе, поскольку выхлопные газы накапливаются, но многие автомобили, которые движутся в городских условиях с остановкой и запуском, должны прибегать к другим методам. Это называется активной регенерацией, когда дополнительное дизельное топливо впрыскивается в выхлопные газы, или двигатель работает на высоких оборотах в неподвижном состоянии в течение определенного периода времени.

DPF оказались проблематичными на практике. Для многих, живущих в городских районах, дизели с установленными сажевыми фильтрами могут быть непрактичными, поскольку двигатель вынужден регулярно запускать циклы активной регенерации, чтобы восполнить нехватку миль по шоссе. Из-за плохой практики связи дилерских центров многие владельцы совершенно не подозревают об этой особенности современных дизельных автомобилей, что приводит к регулярному разочарованию из-за засорения сажевых фильтров. Проблема еще больше усложнялась тем, что некоторые производители изо всех сил пытались правильно разработать процедуры регенерации некоторых автомобилей, что приводило к разочарованию потребителей и коллективным искам.

Послепродажный рынок не помогает

Несмотря на свои недостатки, у дизеля по-прежнему есть стойкие поклонники. Любимый тех, кто регулярно буксирует тяжелые грузы или проезжает длинные километры по шоссе, эти водители ценят крутящий момент мощного дизельного двигателя. Тюнинг дизельных двигателей стал основной отраслью послепродажного обслуживания, компании рекламируют улучшенную подачу мощности, а также лучшую экономию топлива благодаря своей продукции.

Конечно, ничего не дается бесплатно, и повышение производительности часто требует компромисса в другом месте. Чаще всего тюнинг стандартного дизельного двигателя приводит к тому, что автомобиль больше не соответствует требованиям по выбросам. Это вызвало гнев EPA, которое наложило серьезные штрафы на компании, продающие тюнинговое оборудование. В первую очередь это связано с тем, что тюнеры часто используют программные и аппаратные средства для обхода средств контроля выбросов, таких как кислородные датчики и фильтры твердых частиц, в поисках большей мощности.

На вершине настройки дизельного топлива находится практика, известная как «прокатка угля». Это включает в себя обман ЭБУ транспортного средства, который сбрасывает чрезмерное количество топлива в двигатель, чтобы создать большое количество сажи, которая выливается из выхлопных газов. Это делается для развлечения или для того, чтобы беспокоить других участников дорожного движения. Хотя это развлечение довольно небольшого меньшинства, дизельное топливо не привлекает поклонников, и это уже запрещено законодательством штатов в Мэриленде и Колорадо. Агентство по охране окружающей среды уже давно заявляло, что эта практика является явным нарушением Закона о чистом воздухе.

Плохой прогноз

Двигаясь вперед, будущее дизельного топлива не выглядит радужным. Стремление к сокращению выбросов углерода обещает повлиять на все ископаемые виды топлива. Однако дизельное топливо с его высоким выходом NOx, твердых частиц и CO2, похоже, будет отправлено на свалку раньше, чем большинство других. Усилия по очистке дизельных двигателей привели к созданию сложных систем выбросов с сомнительной надежностью, и производители пытались обойти правила. С учетом того, что электромобили быстро завоевывают долю рынка, а альтернативы, такие как водород, борются за актуальность, условия становятся жесткими.Хуже того, европейские и азиатские страны планируют полностью отказаться от транспортных средств, работающих на ископаемом топливе. В этой сложной среде кажется маловероятным, что автопроизводители захотят сделать необходимые инвестиции, чтобы продвинуть дизельные технологии намного дальше, заставляя их медленно отмирать по мере ужесточения правил. Как всегда, время покажет.

судовое топливо ISO 8217 | шиппедия

В морской промышленности используется следующий тип классификации судового жидкого топлива:

• MGO (судовой газойль) — примерно соответствует мазуту № 2, производится только из дистиллята
• MDO (судовое дизельное топливо) — Смесь тяжелого газойля, которая может содержать очень небольшое количество исходного сырья для нефтепереработки, но имеет низкую вязкость до 12 сСт / 40 ⁰ C, поэтому ее не нужно нагревать для использования в двигателях внутреннего сгорания
• IFO (Промежуточное жидкое топливо) Смесь газойля и тяжелого нефтяного топлива с меньшим содержанием газойля, чем судовое дизельное топливо
• MFO (судовое жидкое топливо) — то же, что и HFO (просто другое «наименование»)
• HFO (мазут) — Чистое или почти чистое остаточное масло, примерно эквивалентное No.6 мазут

Судовое дизельное топливо содержит некоторое количество мазута, в отличие от обычных дизелей. Кроме того, судовое жидкое топливо иногда может содержать отходы, такие как отработанное моторное масло.

Стандарты и классификация

Судовое топливо традиционно классифицируется по его кинематической вязкости. Это наиболее действенный критерий качества масла, если масло производится только атмосферной дистилляцией. Сегодня почти все судовое топливо состоит из фракций других более совершенных процессов нефтепереработки, и сама вязкость мало говорит о качестве топлива.CCAI и CII — два индекса, которые описывают качество воспламенения мазута, и CCAI особенно часто рассчитывается для судового топлива. Несмотря на это, судовые виды топлива по-прежнему котируются на международных бункерных рынках с их максимальной вязкостью (которая устанавливается стандартом ISO 8217 — см. Ниже) из-за того, что судовые двигатели рассчитаны на использование топлива различной вязкости. ^[1] . Используемая единица вязкости — сантисток, и наиболее часто цитируемые виды топлива перечислены ниже в порядке стоимости, наименее дорогое первое —

• IFO 380 — мазут промежуточный с максимальной вязкостью 380 сантистокс / 50 ⁰ C
• IFO 180 — Мазут промежуточный с максимальной вязкостью 180 сантистокс / 50 ⁰ C
• LS 380 — С низким содержанием серы ( 0 C
• LS 180 — Промежуточное жидкое топливо с низким содержанием серы ( 0 C
• MDO — Судовое дизельное топливо.
• MGO — Судовой газойль.

Плотность также является важным параметром для жидкого топлива, поскольку судовое топливо очищается сепараторами центробежного типа перед использованием для удаления воды и грязи из масла.Поскольку в сепараторах используется центробежная сила, масло должно иметь плотность, существенно отличающуюся от плотности воды. Сепараторы обычного типа очистительного типа имеют предел максимальной плотности 991 кг / м3 /15 ⁰ C ; с помощью современных сепараторов типа High Density можно очищать мазут с максимальной плотностью 1010 кг / м3 / 15 ⁰ C.

Первый британский стандарт на жидкое топливо появился в 1982 году. Последним стандартом является ISO 8217 с 2005 года. Стандарт ISO описывает четыре качества дистиллятного топлива и 10 видов остаточного топлива.С годами стандарты ужесточились по экологически важным параметрам, таким как содержание серы. Последний стандарт также запретил добавление отработанного смазочного масла (ULO).

ISO 8217 Топливный стандарт, четвертое издание (источник: DNV & ISO)

МОРСКОЕ ДИСТИЛЛЯТНОЕ ТОПЛИВО

МОРСКОЕ ОСТАТОЧНОЕ ТОПЛИВО

Калькулятор плотности нефтепродуктов по ГОСТ 3900

зависимость плотности нефтепродуктов от температуры | ТДХИМ

Для определения плотности нефтепродукта при данной температуре, необходимо:

1. найти по паспортным данным плотность нефтепродукта при +20 °С;
2. измерить среднюю температуру нефтепродуктов в цистерне;
3. определить разность между +20 °С и средней температурой продукции нефтехимии;
4. по графе температурной поправки найти поправку на 1 °С, соответствующую плотность данного продукта при +20 °С;
5. умножить температурную поправку плотности на разность температур;
6. полученное в п. «д» произведение вычесть из значения плотности при +20 °С, если средняя температура нефтепродукта в цистерне выше +20 °С, или прибавить это произведение, если температура продукта ниже +20 °С.

Пример №1

Плотность нефтепродукта при +20 °С, по данным паспорта 0,8240. Температура нефтепродукции в цистерне +23 °С. Определить по таблице плотность нефтепродукта при этой температуре.

Находим:

1. разность температур 23 °С – 20 °С = 3 °С;
2. температурную поправку на 1 °С по таблице для плотности 0,8240, составляющую 0,000738;
3. температурную поправку на 3 °С: 0,000738 × 3 = 0,002214, или округленно 0,0022;
4. искомую плотность нефтепродукта при температуре +23 °С (поправку нужно вычесть, так как температура груза в цистерне выше +20 °С), равную 0,8240 – 0,0022 = 0,8218, или округленно 0,8220.

Пример №2

Плотность нефтепродукта при +20 °С, по данным паспорта, 0,7520. Температура груза в цистерне –12 °С. Определить плотность нефтепродукта при этой температуре.

Находим:

1. разность температур +20 °С – ( –12 °С) = 32 °С;
2. температурную поправку на 1 °С по таблице для плотности 0,7520, составляющую 0,000831;
3. температурную поправку на 32 °С, равную 0,000831 × 32 = 0,026592, или округленно 0,0266;
4. искомую плотность нефтепродукта при температуре –12 °С (поправку нужно прибавить, так как температура груза в цистерне ниже +20 °С), равную 0,7520 + 0,0266 = 0,7786, или округленно 0,7785.

Роль плотности дизельного топлива в работе двигателя

Выработка энергии при сгорании является основной функцией любого топлива. Дизельное топливо занимает особое место среди других типов горючего, поскольку также обладает свойством смазки всех сопряженных узлов топливной системы, насосов, форсунок охлаждения, а также регулирования параметров выхлопа.

Плотность является ключевым параметром состава и во многом обусловлена текущей температурой воздуха и химическими особенностями самого топлива. Чем ниже температура, тем выше плотность. В зимних условиях фракционный состав тяжелеет, становятся более затруднительными процессы испарения и распыления в форсунках. Из-за пониженной температуры камера сгорания может загрязняться различными отложениями, засорами. Отсутствие должной степени пиролиза увеличивает общую дымность выхлопа, а горючее низкого качества и вовсе может приводить к перебоям с работой, сложностям с запуском. В целом высокая плотность положительно влияет на общую работу агрегата. Среди основных преимуществ стоит отметить следующие.

• Наличие значительного количества сложных углеводородов в составе подразумевает большее количество химической энергии, которая высвободится при полном окислении в камере сгорания.
• Плотное горючее обуславливает существенное повышение общего КПД двигателя, способствует значительной экономичности при нормальных параметрах.
• В условиях стабильной работы транспортного средства и неизменных показателей расхода топлива, что характерно для летнего периода в нашей стране, на плотность при сохранении всех прочих параметров можно не обращать внимания.

Зимнее время кардинально меняет принципы работы дизельного агрегата. Пониженная температура в силу наличия в составе огромного числа полимерных элементов, сложных крупных молекул, приводит к кристаллизации, парафинизации и застыванию состава, выделению отдельных его фракций, что впоследствии приводит к забиванию топливной системы и резкому уменьшению пропускной способности трубопроводов, эффективности работы перекачивающих и нагнетающих узлов. В таких условиях двигатель не способен работать на полную мощность, теряет в функциональности и работоспособности. Именно поэтому существует три основных разновидности горючего для различных условий использования.

• Плотность летнего составляет до 860 кг на куб. м.
• Зимним считается горючее с плотностью 840 кг на куб. м.
• Наиболее лёгкие арктические виды имеют только 830 кг на куб. м, что обусловливает сохранение его текучести в дизельных двигателях даже при больших отрицательных температурах.

Плотность бензина и дизтоплива

Плотность топлива – это показатель, характеризующий число массы в единице объема. Другими словами – это удельный вес топлива.

Плотность топлива напрямую зависит от плотности сырья, из которого оно изготовлено. Она регламентируется ГОСТами: Р 52368-2005 и ГОСТ 305-82.

От чего зависит плотность

На плотность топлива влияет температура: с ее понижением плотность увеличивается, и, наоборот, с ростом температуры снижается плотность. Для расчета зависимости плотности топлива от температуры используются специальные таблицы.

Для дизельного топлива существует поправка изменения плотности по температуре: примерно 0,0007 г/см3 на 1°С.

Какие сложности могут возникнуть при изменении плотности

Плотность топлива – очень неоднозначный показатель, который становится частой причиной конфликтов между получателем и поставщиком. Это происходит потому, что на нефтеперерабатывающих заводах и базах учет топлива ведется по показателю массы, то есть в тоннах. А автотранспорту по топливным карточкам отпускается продукция уже в литрах.

Получается, что при неизменном показателе массы литраж топлива может варьироваться в зависимости от температуры.

Наглядный пример недоразумений, связанных с подсчетом

В теплый день с температурой воздуха 200С бензовоз перелил в подземную емкость автозаправочной станции 10 тонн дизельного топлива. Фактическая плотность продукта составляла 0,84 г/см3, а объем – 11950 литров.

Спустя несколько часов нахождения топлива в указанной емкости, его температура упала до 40С. Это привело к изменению плотности горючего: она увеличилась на 0,0112 г/см3. Поэтому изначальный объем с 11950 литров уменьшился до 11750 литров. То есть на 200 литров.

Поэтому на практике происходит расчет усадки топлива по упрощенной формуле «1литр х 1 тонну х 1 градус». Это позволит примерно подсчитать, насколько изменится объем горючего при изменении его температуры, а значит и плотности.

Изменения в сети обслуживания карт рублевой программы:

Санкт-Петербург, Ленинградская, Новгородская, Псковская, Мурманская, Тверская область, Республика Карелия.

Изменения в сети обслуживания карт литровой и рублевой программы:

Московская область, Республика Татарстан.

Изменения в сети обслуживания карт рублевой программы:

Ульяновская область, Республика Крым.

Завершен очередной этап модернихации РНПК

«Роснефть» усовершенствовала «цифровой завод» РНПК: в систему встроена новая установка гидроочистки дизельного топлива.

Новый бензин «Евро 6» от Роснефти появится еще в трех регионах России

Роснефть продолжает наращивать производство и реализацию бензина АИ-95-К5 «Евро 6» всё в большем количестве регионов России.

В Башкирии скоро появится «цифровое месторождение»

Роснефть приступила к реализации нового проекта «Цифровое месторождение» в Республике Башкортостан.

2007-2019 © Компания «РусПетрол»

Воспроизведение материалов сайта
допускается с согласия владельца

Большинство автовладельцев, эксплуатирующих машины на «тяжелом топливе» вряд ли знают о таком важнейшем параметре. Итак, что же такое плотность летнего, зимнего и арктического дизельного топлива, от чего она зависит и как ее узнать?

Именно плотность дизельного топлива, прописанная в ГОСТе, определяет, возможно ли использовать его зимой при низких температурах. Но обо всем по порядку.

Определение плотности солярки

Плотность – это характеристика, определяющая фактически работоспособность дизельного топлива в различных температурных условиях и измеряющаяся прибором под названием ареометр. Как несложно догадаться, она является количеством массы в килограммах, которое умещается в кубическом метре объема. Плотность солярки зависит от температуры окружающей среды – чем она выше, тем ниже ее плотность и наоборот, чем холоднее, тем плотность будет выше.

Плотность дизельного топлива определяет также выделяемое им количество энергии. У солярки с более высокой характеристикой плотности в процессе сгорания выделяется больше энергии и, соответственно, коэффициент полезного действия двигателя будет выше. Наконец, чем выше плотность топлива, тем экономичнее окажется его потребление.

Но при этом не следует забывать, что очень высокая плотность указывает на наличие в горючем большого количества тяжелых фракций, из-за которых, в частности, ухудшается испаряемость топлива, а в двигателе может накапливаться нагар.

О чем говорит ГОСТ

В ГОСТе есть стандарт значений, то есть плотность дизельного топлива должна быть в соответствии с определенным нормативом. Так, для летнего дизельного топлива при температуре в +20°С данный параметр должен составлять 860 кг/м3, зимнего – 840 кг/м3, а арктического дизеля для экстремальных климатических условий – 830 кг/м3. Как видите, зимнее и арктическое топливо имеет меньшую плотность в сравнении с тем, которое предназначено для летней эксплуатации, поскольку в этом случае сохраняется его текучесть, а, значит, при низких температурах оно не должно превращаться в застывающую желеобразную массу, которая забивает топливную систему, делая пуск двигателя затрудненным или вовсе невозможным.

Немного об антигелях

Присадка-антигель, залитая в бак при заправке, должна предотвратить застывание топлива. При этом, очень важно понимать – если автомобиль не завелся из-за замерзшей солярки, то бесполезно пытаться «разморозить» его с помощью антигеля, поскольку состав не сможет растворить загустевшие парафины. Кроме того, антигель не меняет плотность топлива, а лишь предотвращает парафинизацию.

Одним из популярных видов топлива на отечественных АЗС является дизтопливо или солярка. Ее активно потребляет не только спецтехника, но и многие легковушки. Для таких машин очень важно, чтобы поступающая в бак жидкость была высокого качества. Это значит, что замеряемая плотность дизельного топлива в кг/м3 должна соответствовать установленным отраслевым и государственным стандартам.

Физические характеристики дизеля

Дизельное топливо относится к продуктам, полученным после перегона нефти на специальных предприятиях (НПЗ). Качество и состав готовой жидкости должны удовлетворять строгим нормативам. Значение плотности является параметром, который участвует в определении продуктивной работоспособности топлива при различных условиях.

Важно знать, что плотность демонстрирует количество килограммов жидкости в одном кубическом метре.

Специалисты знают, что данный параметр является не постоянным и зависит от внешних факторов, главным из которых является окружающая температура. Поднятие столбика термометра стимулирует уменьшение плотности, а обратный процесс повышает удельный вес дизельного топлива.

Для получения конкретного значения используется измерительный аппарат – ареометр. В процессе измерения агрегат нужно опустить в емкость с соляркой. Чтобы проводить замеры в разных жидкостях применяют различные типы ареометров. Измерения в нефтепродуктах осуществляются моделями АН, АНТ-1 или АНТ-2.

Ареометр изготовлен в виде стеклянной трубочки, внутри которой имеется градуированная вертикальная шкала. Степень бо́льшая погружения демонстрирует меньшую плотность и наоборот.

Увеличенный удельный вес жидкости является следствием того, что в ней присутствуют тяжелые углеводородные фракции. Качественная работа ДВС из-за этого может снизиться, ведь ухудшается испаряемость жидкости и не обеспечивается хорошая ее распыляемость форсунками. Дополнительный негатив от наличия большого числа тяжелых частиц в том, что на рабочих поверхностях образуется нагар и различные отложения.

Табличные значения

Основные измерения для дизтоплива проводятся при окружающей температуре +20 С. Это обусловлено ГОСТом. Также следует учитывать марки горючего, ведь они имеют свои физические характеристики. Если необходимо значение вне зависимости от температуры, то можно его узнать из следующей таблицы.

Исходя из значений, очевидно, что плотность зимнего дизельного топлива явно меньше, чем параметр для летней марки топлива. Таким образом обеспечивается лучшая текучесть жидкости и снижается температура ее застывания.

По установленным стандартам летняя марка должна в нормальных условиях иметь удельный вес 8440 Н/м 3 . Аналогичный показатель для зимнего д/т определяется 8240 Н/м 3 .

Можно самостоятельно взвесить четко отмеренный литр горючего. Он должен дойти до отметки на весах в пределах 830-860 г, в зависимости от типа.

Стоит знать, что летнее дизельное топливо в нашей стране маркируется литерой «Л».

В Средней полосе данный тип на АЗС предлагается с апреля по начало-середину осени. Важно, чтобы окружающая температура не фиксировалась ниже -5 С (при -6 С возникает помутнение). Когда значение опускается ниже -7-8 С, то существенно повышается риск замерзания жидкости. В результате возникают засоры в трубопроводах.

Меняется плотность дизельного топлива в зависимости от температуры (таблица марок указана выше) незначительно. Один градус приводит к изменению плотности на 0,75 кг/м 3 . Более подробную табличку можно скачать по ссылке.

Причины повышенного расхода топлива зимой

В зависимости от плотности дизтоплива не только определяется возможность замерзания или сгущения, но и возможность отдачи энергии. Повышенное значение дает возможность получить больше джоулей с каждого литра во время сгорания в цилиндрах. Это повлечет за собой общее поднятие КПД двигателя.

В результате автомобиль на каждые 100 км пути станет затрачивать существенно меньше топлива. На одном заправленном баке удастся проехать дальше.

Зимний и арктический тип топлива наделен меньшим количеством кг на кубометр. Это значит, что после сжигания выделяется меньше энергии от мотора, чем в сравнении с используемой летней маркой углеводородов.

Однако применение д/т с маркировкой «Л» для повышения производительности ДВС зимой недопустимо или нежелательно. В составе такой жидкости присутствует большой процент парафинов в растворенном состоянии. Снижение температуры сказывается на текучести, увеличивается вязкость, гелеобразность. Загрязняются и забиваются трубопроводы.

Дл каждого сезона нужно выбирать приемлемый тип топлива. Это позволит оптимально и эффективно эксплуатировать автомобиль в любых условиях.

Определения дизельного топлива — Сеть внутреннего сгорания двигателя

Краткое определение данных

Первые восемь столбцов возвращаемых данных являются номинальными параметрами поиска.

Описание столбцов данных:

1. 1. Номинальная концентрация окружающего кислорода [%], O ₂
      Молярная доля окружающего кислорода в резервуаре. Используется для моделирования использования EGR или создания инертной (0% O ₂ ) среды. Концентрации других основных видов (N ₂ , CO ₂ , H ₂ O).

1. 1. Номинальная температура окружающей среды [K], T _a
      Температура газа в активной зоне сосуда. Равномерность внутренней температуры.

1. 1. Номинальная плотность окружающей среды [кг / м ³ ], ρ _a
      Плотность газа в центральной части сосуда.

1. 1. Размер сопла или диаметр отверстия [мм], d
      Наименьший диаметр сопла инжектора.Подробное описание наконечников форсунок и коэффициентов расхода через сопло.

1. 1. Номинальное давление впрыска Разница [МПа], DP _inj
      Разница между давлением топливной форсунки и давлением окружающего газа.

1. 1. Номинальная продолжительность работы форсунки
      Свойства топлива.

1. 1. Тип топлива
      Тип топлива.

1. 1. Номинальная температура топлива [K], T _fl
      Номинальная температура топлива.

1. 1. Учреждение
      Название учреждения, в котором записаны выбранные данные.

1. 1. Readme
      Все readme, описание набора данных.

1. 1. Фактическая концентрация кислорода [%],
      Фактическая мольная доля кислорода в окружающей среде.

1. 1. Фактическая погрешность концентрации кислорода [%],
      Фактическая погрешность мольной доли кислорода в окружающей среде.

1. 1. Окружающие компоненты [%],
      Фактическая мольная доля для всех видов, основных и второстепенных.

1. 1. Неопределенность компонентов окружающей среды [%],
      Неопределенность для мольных долей всех видов, основных и второстепенных веществ.

1. 1. Молекулярная масса окружающей среды [K]
      Молекулярная масса окружающей среды.

1. 1. Температура окружающей среды при воспламенении [K]
      Фактическая средняя температура окружающей среды в ядре в начале впрыска.

1. 1. Окружающая температура при воспламенении Стандартное отклонение [K]
      Фактическая температура окружающей среды в ядре Стандартное отклонение.

1. 1. Неопределенность температуры окружающей среды при воспламенении [K]
      Фактическая средняя температура окружающей среды в ядре Неопределенность.

1. 1. Температура окружающей среды после воспламенения [K]
      Расчетная температура окружающей среды после воспламенения и горения с предварительным смешиванием сжимает несмешанные окружающие газы. Хотя разница с температурой окружающей среды в начале воспламенения обычно невелика, эта температура полезна для оценки температуры окружающей среды для диагностики, выполняемой после зажигания, например, для измерения длины отрыва или измерения сажи. Дальнейшее описание.

1. 1. Объемная температура [K], T _b
      Среднемассовая объемная температура (T _b ), определенная из уравнения состояния реального газа (P = Z · R · ρ · T _b / МВт), где ρ — постоянное значение для данного эксперимента, а P — давление.Подробное описание

1. 1. Фактическая плотность окружающей среды [кг / м ³ ]
      Фактическая плотность окружающей среды.

1. 1. Плотность окружающей среды после зажигания Стандартное отклонение [кг / м ³ ],
      Фактическая плотность окружающей среды Стандартное отклонение.

1. 1. Неопределенность плотности окружающей среды после воспламенения [кг / м ³ ],
      Неопределенность фактической средней плотности окружающей среды.

1. 1. Плотность окружающей среды после воспламенения [кг / м ³ ],
      Расчетная плотность окружающей среды после зажигания и горения с предварительным смешиванием сжимает несмешанные окружающие газы. Используется, например, в качестве плотности для прогнозирования квазистационарного отрыва.

1. 1. Насыпная плотность [кг / м3], ρ _b
      Усредненная по массе насыпная плотность. Начальная плотность заряда камеры сгорания перед дожиганием и впрыском дизельного топлива.Объемная плотность постоянна для данного экспериментального моделирования.

1. 1. Давление окружающей среды [МПа], P
      Среднее давление окружающей среды.

1. 1. Фактор сжимаемости при окружающей среде , Z
      P = Z · R · ρ _a · T _a

1. 1. Фактор сжимаемости при окружающей среде Неопределенность во времени
      Неопределенность впрыска.

1. 1. Средняя скорость в окружающей среде [м / с]
      Средняя скорость в окружающей среде, может быть связана с текстовым файлом с пространственным разрешением.

1. 1. Неопределенность средней скорости окружающей среды [м / с]
      Неопределенность средней скорости окружающей среды.

1. 1. Турбулентность окружающей скорости [м / с]
      Интенсивность турбулентности окружающей скорости; файл.

1. 1. Неопределенность турбулентности внешней скорости [м / с]
      Неопределенность интенсивности турбулентности внешней скорости; файл.

1. 1. Геометрия сосуда
      Размеры сосуда; может быть трехмерной твердотельной моделью и т. д.

1. 1. Фактическое среднее давление нагнетания [МПа]
      Фактическое среднее давление нагнетания. Абсолютный, а не перепад давления.

1. 1. Стандартное отклонение давления впрыска [МПа]
      Давление впрыска Стандартное отклонение.

1. 1. Погрешность давления впрыска [МПа]
      Погрешность среднего давления впрыска.

1. 1. Фактическая средняя температура топлива [K]
      Фактическая средняя температура топлива.

1. 1. Стандартное отклонение средней температуры топлива [K]
      Стандартное отклонение температуры топлива.

1. 1. Погрешность средней температуры топлива [K]
      Погрешность средней температуры топлива.

1. 1. Средняя температура сопла [K]
      Средняя температура сопла.

1. 1. Стандартное отклонение средней температуры сопла [K]
      Стандартное отклонение температуры сопла.

1. 1. Погрешность средней температуры сопла [K]
      Погрешность температуры сопла.

1. 1. Средняя массовая скорость нагнетания [мг / мс]
      Средняя массовая скорость нагнетания в зависимости от времени.

1. 1. Стандартное отклонение скорости впрыска [мг / мс]
      Скорость впрыска Стандартное отклонение в зависимости от времени.

1. 1. Неопределенность скорости нагнетания [мг / мс]
      Средняя скорость нагнетания Неопределенность в зависимости от времени.

1. 1. Расчетная продолжительность впрыска [мс]
      Средняя продолжительность впрыска определяется затуханием гелий-неонового лазера, расположенного на 7 мм перед инжектором.

1. 1. Стандартное отклонение продолжительности впрыска [мс]
      Продолжительность впрыска Стандартное отклонение.

1. 1. Неопределенность продолжительности впрыска [мс]
      Продолжительность впрыска Неопределенность.

1. 1. Расчетная масса впрыска [мг]
      Масса впрыска оценена на основе измеренной продолжительности впрыска и с использованием калибровки инжектора. См. Уравнение 4 отсюда. Эффекты открытия и закрытия инжектора включены путем вычитания 0,15 мс из измеренной продолжительности впрыска для использования в формуле. 4.

1. 1. Стандартное отклонение массы впрыска [мг]
      Масса впрыска Стандартное отклонение.

1. 1. Неопределенность массы впрыска [мг]
      Неопределенность средней массы впрыска.

1. 1. Коэффициент расхода при стабильном потоке
      Коэффициент расхода при установившемся потоке.

1. 1. Неопределенность коэффициента расхода при установившемся потоке
      Неопределенность коэффициента расхода.

1. 1. Устойчивый поток Коэффициент сжатия
      Коэффициент сжатия площади для устойчивого потока.

1. 1. Неопределенность коэффициента сжатия площади
      Коэффициент сжатия площади Неопределенность.

1. 1. Фактический эффективный диаметр сопла [мм]
      Фактический эффективный диаметр сопла.

1. 1. Фактическая погрешность диаметра сопла [мм]
      Фактическая погрешность диаметра сопла.

1. 1. Фактическая геометрия форсунки и форсунки на входе
      Фактическая геометрия форсунки и форсунки на входе, K-фактор.

1. 1. Фактическая погрешность геометрии переднего сопла
      Фактическая погрешность геометрии переднего сопла.

1. 1. Зависимость положения иглы от времени [мм]
      Зависимость положения иглы от времени.

1. 1. Погрешность положения иглы в зависимости от времени [мм]
      Неопределенность положения иглы в зависимости от времени.

1. 1. Задержка впрыска [мс]
      Время, в течение которого распылитель достигает лазера на расстоянии 7 мм.необходимо для прошлых данных Sandia.

1. 1. Свойства топлива
      Ссылка на различные свойства топлива.

1. 1. Длина жидкости [мм]
      Максимальная степень проникновения жидкой фазы спрея во время впрыска. Описание измерения длины жидкости.

1. 1. Стандартное отклонение длины жидкости [мм]
      Стандартное отклонение длины жидкости.

1. 1. Погрешность длины жидкости [мм]
      Средняя погрешность длины жидкости.

1. 1. Длина отрыва [мм]
      Осевое расстояние от инжектора до места высокотемпературной реакции. Описание измерения длины отрыва.

1. 1. Стандартное отклонение длины отрыва [мм]
      Длина отрыва Стандартное отклонение.

1. 1. Погрешность длины отрыва [мм]
      Среднее значение длины отрыва Неопределенность.

1. 1. Задержка воспламенения при повышении давления [мс]
      Разница во времени от начала впрыска, теперь определяется как время, когда спрей впервые покидает форсунку, до высокотемпературного (а не на первой стадии) воспламенения и горение (предварительно приготовленное горение). Подробное описание. Порог давления должен быть выбран для каждого условия, чтобы гарантировать, что повышение давления соответствует началу высокотемпературного горения, поскольку этот порог отличается для разных скоростей впрыска, задержек зажигания, тепловыделения холодного пламени и т. Д.

1. 1. Стандартное отклонение задержки зажигания [мс]
      Задержка зажигания Стандартное отклонение.

1. 1. Погрешность задержки зажигания [мс]
      Среднее значение задержки зажигания Погрешность.

1. 1. Задержка воспламенения высокотемпературной хемилюминесценции [мс]
      Разница во времени от начала впрыска до высокотемпературного (а не первой ступени) воспламенения и горения (горение с предварительной смесью).Определяется как время, когда светимость достигает 50% от устойчивой высокотемпературной хемилюминесценции (не светимости сажи). См. Подробное описание.

1. 1. Задержка зажигания на основе стандартного отклонения яркости [мс]
      Задержка зажигания Стандартное отклонение.

1. 1. Задержка зажигания в зависимости от погрешности яркости [мс]
      Неопределенность среднего значения задержки зажигания.

1. 1. Повышение давления [МПа]
      Текстовый файл, содержащий: время относительно начала впрыска [мс], скорректированное время скорости звука относительно начала впрыска [мс], необработанные данные о росте давления, плавно данные о повышении давления, стандартное отклонение повышения давления, неопределенность повышения давления, абсолютное давление, ROHR и общее тепловыделение.Подробное описание.

1. 1. Проникновение струи [мм]
      Текстовый файл с указанием расстояния проникновения границы струя / пар в зависимости от времени. Подробное описание.

1. 1. Длина пламени [мм]
      Осевая длина от инжектора до стехиометрической смеси пламени. Для ECN3 определено как 10% максимальной яркости

1. 1. Угол распространения [градусы]
      Текстовый файл с именем «spreadAngle.txt »может иметь SA в зависимости от времени, описание определения / порога для угла, неопределенности и т. д.

1. 1. Смешивание
      2D-данные включают ASI времени, соотношение F / A, неопределенность, мгновенные изображения, что бы ни.

1. 1. Объем жидкости
      Данные объемной доли жидкости, ссылки.

1. 1. Диаметр капли [мм]
      Распределение диаметра капель в зависимости от времени ASI.

1. 1. Скорость распыления [м / с]
      Скорость и турбулентность внутри распыления.

1. 1. Виды продуктов сгорания
      Молярная или массовая доля продуктов сгорания, радикалов или промежуточных продуктов. Плоские изображения или другие пространственные распределения в виде текстовых файлов.

1. 1. Объемная доля сажи [ppm]
      Три текстовых файла с разделителями табуляции, дающие распределение объемной доли сажи в поперечном сечении струи.Файл объемной доли сажи имеет единицы на миллион (ppm). Осевое расстояние x и радиальное расстояние y файлов имеют единицы измерения в миллиметрах. Размеры массива объемной доли сажи соответствуют осевым и радиальным размерам соответственно. Подробное описание измерения сажи.

1. 1. Высокоскоростные фильмы
      Ссылки на фильмы. Примеры включают хемилюминесценцию, сажу, шлирен, теневую диаграмму, жидкое рассеяние или затухание. Масштаб должен быть включен.Предпочтительно в [мм]

1. 1. Дополнительные файлы
      Дополнительные данные и описание для данного состояния.

1. 1. Базовое имя файла
      Экспериментальная структура именования, а также тип топлива, температура топлива и продолжительность работы форсунки.

1. 1. Дата
      Дата проведения эксперимента.

1. Ссылки
   Перечислить ссылки на данные / эксперимент.

Измерение и прогнозирование плотности и вязкости различных бинарных смесей дизельного и растительного масла

Аннотация

Растительные масла можно рассматривать как альтернативное или аварийное топливо для дизельного двигателя. Однако растительные масла приводят к проблемам с эксплуатацией и долговечностью при длительной эксплуатации, поскольку они намного более вязкие, чем дизельное топливо. Для устранения этого недостатка одним из наиболее широко используемых методов является смешивание растительных масел с дизельным топливом или спиртом.В существующей литературе доступно множество исследований по измерению и прогнозированию плотности и вязкости бинарных смесей (особенно смесей биодизеля (BD) и дизельного топлива (DF)), хотя до сих пор отсутствуют комплексные исследования, в которых можно было бы достоверно определить плотность представлены данные о вязкости, предлагаются новые регрессионные модели и сравниваются с другими регрессионными моделями для бинарных смесей отработанного кулинарного масла (WCO) -DF. Таким образом, в настоящем исследовании (1) WCO смешивали с DF на основе объема 2, 4, 6, 8, 10, 15 и 20%, (2) были выполнены измерения вязкости и плотности бинарных смесей. при различных температурах (278.15-343,15 K) в соответствии со стандартами DIN 53015 и ISO 4787, соответственно, (3) были оценены вариации значений вязкости и плотности бинарных смесей в зависимости от температуры, (4) новые рациональные и экспоненциальные модели как функция температуры были подогнаны к экспериментальным данным, полученным авторами и Baroutian et al. (рассматриваются как типично разные данные), и, наконец, (5) модели также сравнивались с Yoon et al. и линейные модели, ранее предложенные другими авторами, с целью исследования их надежности.Согласно результатам, (i) наилучшая корреляция была получена с помощью рациональной модели с наименьшими максимальными относительными ошибками 2,9679% и 3,2725% для данных вязкости, измеренных авторами (смеси WCO-DF) и Baroutian et al. (смеси пальмового масла (PO) -DF) и (ii) для данных плотности бинарных смесей WCO-DF и PO-DF лучшая корреляция была получена с использованием экспоненциальной модели, дающей самые низкие максимальные относительные ошибки 0,0470% и 0,0581 %, соответственно.

Почему зимой расход топлива выше, чем летом?

Европейская нормализация топлива хорошо продумана: спецификации EN228 (для бензина) и EN590 (для дизельного топлива) гарантируют наилучшее соответствие топлива и способа его использования в большой группе сред.Климатические условия входят в число всех параметров, охватываемых этими стандартами.

Как вы, наверное, не знаете, во Франции два сорта дизельного топлива и много бензина. Эти марки не относятся ни к стандартному дизельному топливу, ни к премиальному, ни к SP85 / 95, Super87 / 98 или E-10 (SP95 — смесь этанола). Сорта, о которых мы говорим, связаны с изменениями климатических условий, в частности с изменениями температуры от «летнего» к «зимнему» сезону.

А как насчет дизельного топлива?

Нефтепереработчики модифицируют состав топлива в соответствии с требованиями летнего (с 1 апреля по 31 октября) и зимнего (с 1 ноября по 31 марта) климатических условий, чтобы двигатель мог работать должным образом и безопасно.

В зимний период дизельный двигатель должен запускаться в холодную погоду. Обычно температура опускается ниже 0 ° C, особенно ночью. Это может привести к серьезной проблеме, учитывая, что дизельное топливо состоит из многих компонентов парафинового типа.

Парафин состоит из атомов углерода, связанных друг с другом (как проволока), образующих более или менее длинные цепочки. Если эта цепочка слишком длинная, то у нас есть воск для свечи! Это очень крайний случай, но нефтепереработчики должны предотвращать замерзание молекул парафина / парафина в баке, топливопроводе или фильтре.

Нефтепереработчики навязывают себя, чтобы соответствовать другому стандарту (не обязательному для розничных продавцов массового рынка и независимых магазинов): норме точки помутнения. Этот стандарт определяет температуру, с которой парафин начинает замерзать.

Для соответствия требованиям более легкие и более короткие молекулы добавляются при переработке дизельного топлива с добавками. Эти молекулы обычно зарезервированы для керосина, используемого в авиалайнерах (при температурах до -60 ° C / -76 ° F). Таким образом, нефтепереработчики создают более легкое топливо, добавляя до 20% керосина.

Летом из-за менее строгих правил нефтеперерабатывающим предприятиям не нужно добавлять керосин или другие присадки.

Как это влияет на расход топлива?

За счет добавления легких молекул, которые помогают завести автомобиль при зимних температурах, плотность дизельного топлива снижается. Напоминаем, что плотность — это вес дизельного топлива в килограммах. В результате зимний дизель легче летнего.

Даже если мы покупаем топливо на заправке литрами, на сгорание топлива влияет его плотность (а не объем).Например, мы можем сравнить это с деревом: более легкое или более плотное дерево горит по-разному. Поскольку зимнее дизельное топливо легче, чем в летнее время, на его расход будет влиять изменение молекул в дизельном топливе, и фактически изменится расход топлива зимой.

Мы говорим о дизельном топливе, а как насчет бензина?

Для бензинового топлива влияние расхода такое же, но причина в другом и основана на безопасности. Чтобы избежать риска взрыва из-за испарения более легких молекул в бензине (например, во время заправки баков), стандарт EN228 требует ограничения «давления пара».Эта собственность определяет средство, с помощью которого более легкие компоненты могут испаряться (и потенциально вызывать взрыв). Поэтому курить на заправках категорически запрещено!

Нефтеперерабатывающая компания должна создавать менее летучее топливо, фактически более тяжелое, чтобы снизить вероятность испарения.
Зимой, когда холоднее, стандарты менее строгие, поэтому производители могут добавлять больше более легких молекул.

В заключение, состав дизельного топлива меняется зимой, чтобы автомобили запускались даже при низких температурах, а состав бензина изменяется из соображений безопасности.Но результат тот же: зимой автомобилю нужно больше топлива.

I-Fusion может анализировать изменчивость топлива

I-Fusion может обнаруживать изменения в составе топлива и соответствующим образом корректировать настройки двигателя.
В Швеции, например, дизельное топливо зимой на 40% состоит из керосина, что еще больше влияет на изменчивость молекул внутри дизельного топлива и, следовательно, имеет большое значение, если двигатель не адаптируется к этому топливу. I-Fusion отслеживает и профилирует молекулы топлива, давая возможность создать автомобиль с «умным топливом», максимально эффективно использующий топливо, независимо от изменения топлива, обусловленного стандартной спецификацией.

Boost в зависимости от плотности, температуры и объемного КПД — воздух и выхлоп

Кажется, есть некоторая путаница с другими частями интернета, поэтому я подробно остановлюсь на деталях и закончу все это. Технически дизелям требуется соотношение воздух-топливо (A / F) только 14,5: 1, чтобы сжечь все дизельное топливо, однако на практике это соотношение должно быть около 18-24: 1. Иногда требуются даже более высокие передаточные числа, чтобы вернуть EGT на место.Но заблуждение состоит в том, что повышение — это все, и все остальное не имеет значения. Хотя я сказал 18-24: 1, я буду использовать 18 для всей статьи, чтобы не писать все 18-24 бит. Просто помните, что это только для примера, так как коэффициенты больше 18 нужны довольно часто. Используя 18 частей воздуха, у нас остается 1 часть топлива. Дело в том, что воздух — это не объем воздуха или давление воздуха, скажем так, это вопрос молекул. Это означает, что на каждую молекулу топлива приходится 18 молекул воздуха. При таком соотношении наши двигатели могут поддерживать только 129 л.с., если не было турбонаддува.То есть при объемном КПД 80% ( VE ), 80F и 2600 об / мин. Это связано с тем, что при заданном давлении и температуре существует не так много молекул воздуха, которые могут поместиться в заданное пространство (или объем). Это то же самое, что положить шарики в банку, только в нее войдет определенное количество мячей, прежде чем банка будет наполнена. При заданном количестве 1 часть топлива, которая разрешается на каждые 18 частей воздуха, достаточно топлива только для создания 129 л.с. Но мой двигатель имеет мощность 215 л.с., и что теперь? 215HP требует почти вдвое больше молекул воздуха, чем требуется для поддержки 129HP.Волшебство происходит потому, что воздух сжимается. В школе вы узнали, что твердые вещества упакованы очень плотно, жидкости рыхлые, а воздух очень рыхлый и просто дрейфует. Сдвинув воздух вместе, вы можете упаковать их больше в одну и ту же область. С достаточной силой вы упаковываете их так плотно, что это непроницаемость жидкости, и происходит фазовый переход (если также выделяется тепло), но это требует гораздо большего давления, чем мы можем получить с нашими грузовиками. Во всяком случае, эта сила — надбавка. С большим ускорением вы упаковываете молекулы плотнее, чтобы вы могли получить больше в той же области.Чтобы получить 215 л.с., мне нужно 9,8 фунтов на квадратный дюйм, чтобы втиснуть количество молекул воздуха, необходимое для поддержания соотношения 18: 1. Количество молекул в данном объеме называется плотностью, и это ключ ко всему. Однако форсирование — не единственный фактор. Температура тоже имеет значение. Как я уже сказал, вы можете сжать воздух, чтобы молекулы были сближены, чтобы освободить место для большего количества молекул. Изменения температуры изменяют размер молекул. Горячий воздух делает их больше, холодный — меньше.Это означает, что если воздух холодный, вам не нужно так сильно сжимать молекулы, потому что они уже занимают меньше места, потому что они меньше, поэтому вам нужно меньше наддува, чтобы получить такое же количество молекул воздуха. Значение 9,8 фунта на квадратный дюйм раньше было при 80F, но при 0F мне нужно только 6,2 фунта на квадратный дюйм. Таким образом, температура также имеет большое значение, но важно помнить, что это температура на входе ( IAT ). Промежуточный охладитель выполняет очень хорошую работу, поэтому изменение температуры всасывания турбонагнетателя с воздухозаборниками холодного воздуха не оказывает столь значительного влияния на IAT , хотя турбонаддув был бы немного более эффективным, поскольку воздух, который он перекачивает, более плотный, но это спорно и не является темой данной статьи.Затем остается объемный КПД, который показывает, насколько хорошо воздух действительно может попасть в камеру сгорания. Низкие температуры и высокий наддув, приравниваемые к поддержке высокой мощности, ничего не делают, если вы не можете получить ее там, где она должна быть. Вот почему 24V имеют более высокий объемный КПД. Чем больше клапанов, тем больше места для впуска воздуха, поэтому для VE 12 В может иметь значение 80%, тогда как для 24 В может быть 90% или что-то в этом роде. Перфорация и полировка также помогают, поскольку шероховатая поверхность препятствует хорошей текучести. Впускной коллектор также может представлять проблему в условиях высокой нагрузки / мощности, потому что поршни 1 и 6 находятся далеко от него, поэтому воздух должен врезаться в нижнюю часть коллектора, а затем блуждать к дальним концам коллектора, следовательно, 1 и 6 имеют меньшее значение VE , чем 3 и 4, что также является одной из причин, по которым 1 и 6 работают более горячими, поскольку заправка топлива одинакова для всех цилиндров, но с меньшим значением VE на 1 и 6 они заканчивают тем, что богаче ожог.Давление турбонагнетателя также оказывает влияние, которое напрямую связано с КПД турбины. Если давление привода намного выше давления наддува, то продувка во время перекрытия клапана затруднена. Можно получить более низкое давление привода, чем давление наддува, с помощью более эффективного турбонагнетателя. Итак, вот оно, количество молекул воздуха является ключевым моментом. Хотя сравнение одинаковых молекул воздуха с разными IAT означает меньший наддув при более холодном, дает вам гораздо более высокое давление и температуру при TDC для более горячего IAT / более высокий наддув по сравнению со сценарием более холодного / меньшего наддува.Я собираюсь выяснить точные плюсы и минусы обоих. Сегодня утром я прочитал статью, сделанную в каком-то испытательном центре, где все было так же, за исключением изменения IAT , и при низкой нагрузке более холодный воздух показал лучшую эффективность. Однако при более высокой частичной нагрузке у IAT была лучшая эффективность. Тест на полную нагрузку не делали. Но это интересно и добавляет еще один уровень мысли к этой статье, который я исследую еще и добавлю к этой статье, когда я это выясню.

— Температура около 15 ° C,

Сообщение дает простой способ преобразовать плотность нефтепродуктов из температуры окружающей среды (скажем, 15 +/- 7 ° C) в плотность при 15 ° C, в соответствии с таблицей 53B ASTM, без использования этой таблицы и в поле с простой расчет.

Этот метод полезен для регионов Северной Европы, Канады, России, Китая и южного полушария Новой Зеландии, Южной Австралии и т. Д. С низкими зимними температурами.

A) Упрощенная формула

Шаги: 1 ) найти разницу (t _o — T) вручную, т.е. 3

Шаги 1) найти разницу (t _o — T) вручную, т.е.4

Шаги: 1 ) найти разницу (t _o — T) вручную, т.е. (-) 6 С

2) умножить разность и константу т.е. (-) 6 x 0,7 = (-) 4,2

Газойль другие примеры:

Наблюдаемая плотность 842 при 18 ° C, плотность 15 ° C = 844,1, таблица ASTM = 844,1 кг / м ³

Наблюдаемая плотность 837 при 22 ° C, плотность 15 ° C = 841.9, таблица ASTM = 841,8 кг / м ³

Приведенное выше уравнение было впервые разработано автором в 1987 году и с тех пор широко используется для преобразования плотности образцов трубопроводов, цистерн и авиационных цистерн за пределами лаборатории / офиса, где немного неудобно вынимать книгу таблиц ASTM для определения плотности. конверсия.

Калькулятор плотности

Укажите любые два значения в полях ниже, чтобы вычислить третье значение в уравнении плотности

Плотность материала, обычно обозначаемая греческим символом ρ, определяется как его масса на единицу объема.

Расчет плотности довольно прост. Однако важно уделять особое внимание единицам, используемым для расчета плотности.Есть много разных способов выразить плотность, и неиспользование или преобразование в правильные единицы приведет к неверному значению. Полезно тщательно записать все значения, с которыми идет работа, включая единицы измерения, и выполнить анализ размеров, чтобы убедиться, что конечный результат имеет единицы

Ниже приводится таблица единиц, в которых обычно выражается плотность, а также плотности некоторых распространенных материалов.

Единицы измерения общей плотности

Плотность обычных материалов

Топливо для дизельно-бензиновых двигателей и их свойства

2. Топливо на углеводородной основе

Топливо соединения, содержащие атомы углерода и водорода в своей основной молекулярной структуре, называются топливом на углеводородной основе. Углеводороды можно разделить на две основные группы: алифатические и ароматические. Алифатические углеводороды делятся на два подкласса: насыщенные и ненасыщенные углеводороды.Атом углерода в углеводороде называется насыщенным, если он связан с четырьмя атомами водорода, и ненасыщенным, если атомы углерода образовали двойные или тройные связи углерод-углерод. Насыщенные углеводороды классифицируются как алканы; непредельные углеводороды классифицируются как алкены или алкины [3, 4]. Углеводороды могут находиться в твердой, жидкой и газовой фазах в зависимости от количества атомов углерода в химической структуре. Обычно углеводороды с 1–4 атомами углерода находятся в газе, 5–19 — в жидкости, а молекулы с 20 и более атомами углерода — в твердой фазе [5].C _n H _m — это общая замкнутая химическая формула жидких углеводородов, используемых в качестве топлива в двигателях внутреннего сгорания. Однако углеводороды состоят из водорода и углерода, а также небольших количеств O ₂ , H ₂ , S, H ₂ O и некоторых металлов, содержащих производные сырой нефти [2]. На рисунке 1 представлена ​​классификация соединений углеводородов.

Рисунок 1.

Классификация углеводородов [3].

2.1 Алканы (парафины)

Алканы — это насыщенные углеводороды с общей замкнутой формулой C _n H _{2n + 2} , также известные в литературе как парафины, которые добавляют суффикс «-an ”В конце латинских углеродных чисел.Алканы содержат больше водорода в своей химической структуре по сравнению с другими углеводородами, такое большое количество атомов водорода приводит к более высоким тепловым значениям и более низкой плотности, чем другие углеводороды (620–770 кг / м ³ ). По мере увеличения числа атомов углерода в углеводородной цепи свойства алканов, такие как склонность к самовоспламенению, молекулярная масса, а также точки плавления и кипения, увеличиваются. Каждое увеличение числа атомов углерода в углеводородной цепи вызывает повышение температуры кипения примерно на 20–30 ° C.Алканы нерастворимы в воде, потому что они неполярны. Среди неполярных молекул, таких как углеводороды и инертные газы, присутствуют силы Ван-дер-Ваальса, другими словами, силы дисперсии Лондона. Сила дисперсии представляет собой слабую межмолекулярную силу между всеми молекулами посредством временных диполей, индуцированных в атомах или молекулах. Силы рассеивания обычно выражаются как силы Лондона. Число электронов и площадь поверхности молекул являются наиболее важными факторами, влияющими на величину дисперсионных сил.Эти растягивающие силы напрямую влияют на температуру кипения этих материалов. Алканы могут существовать в форме с прямой, разветвленной и циклической цепью в зависимости от расположения атомов углерода. Силы Ван-дер-Ваальса более эффективны, чем разветвленные, потому что молекулярные поверхности алканов с прямой цепью больше контактируют друг с другом. Таким образом, температура кипения алканов с прямой цепью, имеющих одинаковую молекулярную массу, выше, чем у алканов с разветвленной цепью. Другими словами, по мере увеличения разветвления температура кипения уменьшается, потому что разветвленная структура делает молекулу более плотной.Однако увеличение разветвленности привело к сужению площади поверхности молекулы и снижению температуры кипения с уменьшением сил Ван-дер-Ваальса между ней и соседними молекулами. Склонность к воспламенению алканов с прямой цепью обычно выше, чем у алканов с разветвленной цепью, поскольку они легче расщепляются. В отличие от структур с прямой цепью молекул, структуры с разветвленной цепью и кольцами обладают более высокой стойкостью к воспламенению. Следовательно, алканы с прямой цепью больше подходят для использования в качестве дизельного топлива, чем в качестве бензинового топлива.Однако изомеры алканов, которые имеют одинаковую замкнутую формулу, но с разными разветвленными цепями и кольцами, более подходят для использования в качестве топлива для бензиновых двигателей, поскольку они обладают более высокой детонационной стойкостью. Свойство, определяющее, воспламеняется ли топливо самопроизвольно, называется октановым числом. Другими словами, это определяется как сопротивление воспламенению. Топливо с прямой длинной цепью обычно имеет более низкое октановое число, тогда как разветвленная структура имеет более высокое октановое число. Подводя итог, можно сказать, что октановое число обычно обратно пропорционально длине цепи молекул топлива.Чем короче цепная структура молекул топлива, тем выше октановое число. Октановое число прямо пропорционально компонентам разветвленной боковой цепи. Кроме того, кольцевая молекулярная структура топлива приводит к высоким октановым числам. Алканы присутствуют в твердой, жидкой и газообразной форме в зависимости от их углеродного числа. Число углерода 1–4 присутствует в газе, 5–25 — в жидкой форме и более 25 — в твердой форме. Алканы содержат менее 4 атомов углерода в своем природном газе и нефтяных газах, 5–12 атомов в бензине, 12–20 атомов в дизельном топливе и 20–38 атомов в смазочных маслах [1, 2, 3, 4, 5, 6 , 7, 8].На рис. 2 показана молекулярная структура первых четырех алканов.

Рис. 2.

Молекулярная структура первых четырех алканов [8].

2.2 Нафтены (циклопарафины)

Другой тип алканов — это циклические структуры, которые имеют общую формулу C _n H _2n . Два атома водорода отсутствуют в нормальных алканах, потому что их структуры имеют циклическую и замкнутую форму. Поскольку количество атомов водорода мало по сравнению с нормальными алканами, они имеют более низкие термические значения, но более высокие плотности (740–790 кг / м ³ ).Циклоалканы трудно разрушить из-за их структуры замкнутого цикла и они имеют более высокую стойкость к воспламенению, чем алканы с прямой цепью. Однако они также подходят как для бензина, так и для дизельного топлива, так как имеют более низкую стойкость к воспламенению, чем разветвленные. Тепловые показатели нафтенов ниже, чем у алканов, и выше, чем у ароматических углеводородов [2]. На рис. 3 показана циклическая молекулярная структура циклогексана.

Рис. 3.

Циклическая молекулярная структура циклогексана [5].

2.3 Алкены (олефины)

Алкены — это ненасыщенные углеводороды, которые имеют двойную связь между атомами углерода, показанную общей формулой C _n H _2n . Олефины с одной двойной связью в молекулярной структуре называются моноолефинами (C _n H _2n ), а олефины с двумя двойными связями называются диолефинами (C _n H _2n-2 ). Название моноолефинов указывается после суффикса «en» или «ilen» в конце номера углерода, в то время как название диолефина получают путем присоединения суффикса «dien» к корням, показывающим номер углерода.Многие изомеры образуются за счет замещения двойных связей алкенов. Тепловые показатели алкенов ниже, чем у алканов, а их плотность составляет от 620 до 820 кг / м ³ из-за того, что отношение атомов углерода к атомам водорода выше в молекулярной структуре алкенов. Алкены обладают высокой стойкостью к возгоранию. Алкены менее устойчивы к окислению, чем алканы, поэтому они могут легко реагировать с кислородом. Таким образом, кислород присоединяется к алкенам и, как следствие, блокирует топливопровод.Алкены содержат двойные связи между атомами углерода, одна из которых сигма ( ), а другая — пи ( ). По этой причине он разрушается труднее, чем алканы с одинарной сигма-связью. Алкены могут использоваться в качестве топлива для бензиновых двигателей из-за высокой стойкости к воспламенению. Кроме того, его можно использовать как дизельное топливо за счет повышения температуры самовоспламенения. Наиболее важные свойства алкенов придают реакции присоединения с соединениями H ₂ , X ₂ , HX и H ₂ O.Атомы углерода алкенов не полностью насыщены водородом. Следовательно, алкены легче ассоциировать с такими элементами, как водород, хлор и бром, поскольку они более химически активны, чем алканы и нафтены. Благодаря такой реакционной структуре они используются в качестве сырья для получения топлива более высокого качества с помощью таких методов, как гидрирование, полимеризация и алкилирование. Хотя алкены присутствуют в сырой нефти в очень малых количествах, обычно они могут быть получены методами термического и каталитического крекинга, которые представляют собой нагревание или катализатор посредством разложения крупномолекулярных продуктов.Алкены присутствуют в больших количествах в бензине, полученном этими методами. Высокая сопротивляемость воспламенению алкенов делает их хорошим бензиновым моторным топливом, но они также могут быть дизельным моторным топливом за счет увеличения склонности к воспламенению [1, 2, 3, 5, 9]. На рис. 4 показана молекулярная структура некоторых алкенов.

Рис. 4.

Молекулярная структура некоторых алкенов [5].

2,4 Алкины (ацетилены)

Алкины представляют собой соединения, имеющие общую замкнутую формулу C _n H _{2n − 2} и имеющие по крайней мере одну тройную связь (C☰C) между углеродом атомы.Алкины являются ненасыщенными углеводородами из-за того, что все атомы углерода не имеют достаточного количества связей с водородом. Кроме того, у алкинов есть суффикс «-в», который добавляется в конце соединения и обозначается в соответствии с числом атомов углерода в самой длинной цепи. Самым простым и известным соединением является ацетилен (C ₂ H ₂ ). Алкины также могут называться производными ацетилена. Алкены более реакционноспособны, чем алканы и нафтены, потому что они ненасыщены. Таким образом, они могут легче реагировать с такими элементами, как водород, хлор и бром, с образованием соединения [3, 5, 9].На рис. 5 представлена ​​молекулярная структура некоторых алкенов.

Рис. 5.

Молекулярная структура некоторых алкинов [5].

2.5 Ароматические соединения (производные бензола)

В конце девятнадцатого века органические соединения были разделены на два класса: алифатические и ароматические. Алифатические соединения означают, что соединения проявляют «липароидное» химическое поведение, в то время как ароматические соединения означают низкое содержание водорода / углерода и «ароматные». Ароматические углеводороды представляют собой ненасыщенные углеводороды, имеющие двойные связи между атомами углерода, которые имеют замкнутую общую формулу C _n H _2n-6 .Ароматические соединения связаны друг с другом ароматическими связями, а не одинарными связями. Другими словами, ароматические углеводороды также называют аренами. Хотя ароматические углеводороды являются ненасыщенными соединениями, они имеют другие химические свойства, чем другие алифатические ненасыщенные соединения. В отличие от алкенов и алкинов, ароматические углеводороды не дают реакции присоединения, которая является характерной реакцией для ненасыщенных соединений. Кроме того, ароматические углеводороды проводят реакции замещения, особенно характерные для насыщенных углеводородов. По этим причинам, а ароматические углеводороды более стабильны, чем другие ненасыщенные соединения, ароматические углеводороды были отнесены к отдельному классу углеводородов.Из-за наличия более чем одного атома углерода с двойной связью и циклической структуры они имеют прочную структуру связей и обладают высокой устойчивостью к воспламенению. Плотность ароматических углеводородов составляет от 800 до 850 кг / м ³ . Более высокие плотности в жидком состоянии обуславливают их высокое содержание энергии на единицу объема, но низкую тепловую ценность на единицу массы. Связи между атомами углерода прочные; ароматические углеводороды обладают высокой детонационной стойкостью. Следовательно, из-за высокого октанового числа ароматических углеводородов они могут быть хорошим бензиновым топливом с добавлением бензина для повышения детонационной стойкости, но они не подходят для использования в качестве топлива для дизельных двигателей из-за их низкого цетанового числа.Самым простым ароматическим соединением является бензол с химической формулой C ₆ H ₆ . Основные структуры других ароматических углеводородов также составляют бензол. Как правило, их можно получить искусственно из угля и использовать в качестве добавки к бензину для улучшения детонационной стойкости бензина. Ароматические углеводороды следует использовать осторожно, поскольку они канцерогены, вызывают загрязнение выхлопных газов, обладают высокой растворимостью и оказывают коррозионное воздействие на системы подачи топлива [1, 2, 3, 5, 6, 9].На рисунке 6 показана молекулярная структура некоторых важных ароматических соединений.

Рис. 6.

Молекулярная структура некоторых ароматических соединений [5].

3. Топливо двигателя внутреннего сгорания

Бензин и дизельное топливо, являющиеся производными сырой нефти, обычно используются в двигателях внутреннего сгорания. Примерная элементная структура средней сырой нефти состоит из 84% углерода, 14% водорода, 1–3% серы и менее 1% азота, атомов кислорода, металлов и солей.Сырая нефть состоит из широкого спектра углеводородных соединений, состоящих из алканов, алкенов, нафтенов и ароматических углеводородов. Это очень маленькие молекулярные структуры, такие как пропан (C ₃ H ₈ ) и бутан (C ₄ H ₁₀ ), но они также могут состоять из смесей различных структур с очень большими молекулами, таких как тяжелые нефти и асфальт. Следовательно, для использования в двигателях внутреннего сгорания сырую нефть необходимо перегонять. В результате тепловой перегонки сырой нефти получаются нефтепродукты, такие как нефтяные газы, реактивное топливо, керосин, бензин, дизельное топливо, тяжелое топливо, машинные масла и асфальт.В целом перегонка сырой нефти привела к получению в среднем 30% бензина, 20–40% дизельного топлива и 20% мазута, а тяжелых масел получается от 10 до 20% [2, 5].

Во время перегонки сырой нефти получается бензин при температуре от 40 до 200 ° C, а дизельное топливо — при температуре от 200 до 425 ° C. Чтобы использовать эти виды топлива в двигателях, необходимо учитывать некоторые важные физические и химические свойства, такие как удельный вес топлива, структурный компонент, тепловая ценность, точка вспышки и температура сгорания, температура самовоспламенения, давление паров, вязкость топлива, поверхностное натяжение, температура замерзания и хладотекучесть.Удельная масса, плотность топлива уменьшается с увеличением содержания водорода в молекуле. Плотность бензина и дизельного топлива обычно указывается в кг / м ³ при 20 ° C. Номер Американского института нефти (API) — это международная система измерения, которая классифицирует сырую нефть по ее вязкости в соответствии с американскими стандартами. Удельный вес можно определить как отношение веса данного объема данного вещества при 15,15 ° C (60 ° F) к весу воды при том же объеме и температуре.Связь между числом API и удельным весом выражается следующим образом [1, 2, 5]:

\ n \ nУдельный вес \ n \ n \ n \ n15.15 \ n ℃ \ n / \ n15.15 \ n ℃ \ n \ n \ n = \ n \ n \ n \ nρ \ n образец \ n \ n \ n \ n15.15 \ n ℃ \ n \ n \ n \ n \ n \ nρ \ n вода \ n \ n \ n \ n15.15 \ n ℃ \ n \ n \ n \ n \ n \ nE1

\ n \ nAPI \ n = \ n \ n141,5 \ n \ nУдельный вес \ n \ n \ n \ n15.15 \ n ℃ \ n / \ n15.15 \ n ℃ \ n \ n \ n \ n \ n− \ n131,5 \ n \ nE2

Согласно номеру API, сырая нефть делится на три группы: тяжелая, средняя и легкая, и по мере увеличения количества API сырая нефть становится тоньше.Степень API дизельного топлива варьируется от 25 до 45. Вязкость, цвет, основной компонент и определение сырой нефти в соответствии с классом API приведены в Таблице 1 [1, 5].

Таблица 1.

Классификация сырой нефти по классу API [5].

В то время как плотность бензина составляет ρ = 700–800 кг / м ³ , она изменяется в пределах ρ = 830–950 кг / м ³ для дизельного топлива.В то время как содержание углерода в алкановом и нафтеновом топливе составляет 86%, для ароматических углеводородов оно составляет около 89%. Помимо атомов углерода и водорода, в бензине и дизельном топливе можно найти серу, асфальт и воду. В частности, сера может вызывать коррозию деталей двигателя, а продукты сгорания серы негативно влияют на окружающую среду. Асфальт прилипает к клапану на поверхностях поршня и вызывает износ. Вода вызывает коррозию и снижает тепловую ценность топлива. Это нежелательные компоненты топлива.Тепловые значения жидкого топлива даны в единицах массы энергии (кДж / кг или ккал / кг), а тепловые значения газовых топлив — в единицах энергии (кДж / л, кДж / м ³ или ккал / м ³ ). Тепловая ценность топлива выражается двумя способами: более низкая и более высокая теплотворная способность. Если вода в топливе находится в парообразном состоянии в конце измерения, это дает более низкую тепловую ценность этого топлива. Когда вода в топливе конденсируется в конце измерения, она передает системе тепло испарения, а измеренное значение дает более высокую теплотворную способность топлива.В результате однофазный пар получается в капсуле калориметра в результате измерения тепловой величины, так что измеряется более низкая теплотворная способность. Двойная фаза (фаза жидкость-пар) получается так, что измеряется более высокая теплотворная способность. Когда температура топливовоздушной смеси достаточно высока, топливо начинает воспламеняться само без внешнего воспламенения. Эта температура называется температурой самовоспламенения (SIT) топлива, а время задержки сгорания топлива — задержкой воспламенения (ID).Термины SIT и ID являются важными характеристиками моторных топлив. Значения SIT и ID варьируются в зависимости от таких переменных, как температура, давление, плотность, турбулентность, вращение, соотношение воздух-топливо и наличие инертных газов. Самовоспламенение — основное правило процесса сгорания в дизельных двигателях. Желательно, чтобы значение SIT было высоким для бензиновых двигателей и низким — для дизельных двигателей. Температура самовоспламенения бензина составляет 550 ° С и выше [1, 2, 4].

В зависимости от типа бензинового или дизельного двигателя желаемые свойства топлива различаются.Наиболее важными свойствами бензиновых топлив являются такие свойства, как летучесть и детонационная стойкость, тогда как дизельные топлива должны обладать такими важными топливными свойствами, как вязкость, поверхностное натяжение и склонность к воспламенению. В бензиновом топливе летучесть и детонационная стойкость являются одними из наиболее важных параметров, влияющих на характеристики двигателя. Летучесть бензинового топлива влияет на скорость и количество испарения топлива во впускном канале и в цилиндре. Низкая летучесть топлива влияет на формирование достаточного количества воздушно-топливной смеси, но когда она очень летучая, она может препятствовать потоку топлива, создавая пузырьки пара во всасывающем канале при локальном повышении температуры.Когда фронт пламени продвигается во время горения, с увеличением температуры и давления внутри цилиндра, он сжимает воздух-топливо, которого фронт пламени еще не может достичь. Таким образом, топливо может составлять еще один фронт горения из-за того, что топливо самопроизвольно достигает температуры воспламенения из-за тепла и излучения. Скорость горения фронтов пламени в этих различных точках может составлять 300–350 м / с, а давление в цилиндрах может возвратно-поступательно достигать 9–12 МПа. При таких высоких значениях скорости и давления фронты пламени гасятся, ударяясь друг о друга или о стенки камеры сгорания.Это демпфирование не только вызывает потерю энергии, но и увеличивает локальную теплопроводность. В результате этого ухудшаются характеристики двигателя. В бензиновых двигателях это явление называется детонацией и является нежелательной ситуацией. Химическая структура топлива существенно влияет на температуру самовоспламенения. Октановое число (ON) определяется как свойство топлива к детонационной стойкости или как хорошо воспламеняется само топливо. Октановое число обратно пропорционально длине цепи молекул топлива.Чем короче длина молекулярной цепи топлива, тем выше октановое число. Однако октановое число прямо пропорционально компоненту с разветвленной боковой цепью. Чем выше разветвленность в цепи молекулы, тем выше октановое число топлива. Другими словами, это обуславливает более высокую детонационную стойкость топлива. Как правило, увеличение количества атомов углерода в составе топлива обеспечивает более высокую ударопрочность. Однако октановое число циклических молекул, нафтенов, спиртов и ароматических углеводородов велико.Для масштабирования октанового числа бензина берутся две реперные точки, которые представляют собой точки 0–100. Октановое число нормального гептана (C ₇ H ₁₆ ) принято равным 0, а октановое число изооктана (C ₈ H ₁₈ ) принято равным 100. Причина этих двух видов топлива В качестве ориентира можно указать, что оба топливных соединения имеют почти одинаковые значения летучести и температуры кипения. Причина, по которой эти два топлива являются отправной точкой, заключается в том, что оба топливных соединения имеют почти одинаковые значения летучести и температуры кипения.Также доступны виды топлива, такие как спирты и бензолы, с октановым числом выше, чем наивысшее октановое число по данному показателю. В бензиновых двигателях используются присадки для повышения детонационной стойкости топлива и предотвращения детонации. Два наиболее часто используемых метода определения октанового числа топлива — это метод двигателя и метод исследования. Октановые числа, определенные этими методами, дают значения моторного октанового числа (MON) и исследовательского октанового числа (RON), соответственно. В таблице 2 приведены условия испытаний для определения октанового числа топлива [1, 2, 4, 5].

Таблица 2.

Условия испытаний для измерения октанового числа [4].

Поскольку температура воздуха на входе в методе MON выше, чем в методе RON, температура дожигания достигает более высоких значений.Таким образом, топливо самовозгорается и стучит. Следовательно, октановое число, полученное методом MON, ниже, чем октановое число, полученное методом RON, потому что он работает при более низких степенях сжатия в методе MON. Разница в значениях между этими двумя методами определения октанового числа называется чувствительностью к топливу (FS). Когда число чувствительности к топливу составляет от 0 до 10, указывается, что детонационная характеристика топлива не зависит от геометрии двигателя, а если она выше этих значений, детонационная характеристика топлива сильно зависит от сгорания. геометрия камеры двигателя.YD рассчитывается как в формуле. (3):

\ n \ nFS \ n = \ nRON \ n− \ nMON \ n \ n \ nE3

Геометрия камеры сгорания, турбулентность, температура и инертные газы являются параметрами, которые влияют на октановое число количество. Октановое число сильно зависит от скорости пламени в воздушно-топливной смеси. По мере увеличения скорости пламени топливовоздушная смесь выше температуры самовоспламенения сразу же горит во время задержки воспламенения. Таким образом, существует прямая корреляция между скоростью пламени и октановым числом, поскольку скорость пламени позволяет топливу вытекать без детонации.Спирты имеют высокую скорость пламени, поэтому их октановое число высокое. Период ID не зависит от физических свойств топлива, таких как плотность и вязкость в горячем двигателе в установившемся режиме. Это сильно зависит от компонентов химического состава топлива. Поэтому для увеличения октанового числа топлива добавляют такие добавки, как спирты или органические соединения марганца [4, 5]. Можно работать с более высокими степенями сжатия за счет увеличения октанового числа топлива. Таким образом, высокая степень сжатия увеличивает мощность двигателя и обеспечивает экономию топлива [10].

Дизельное топливо делится на две основные категории: легкое дизельное топливо и тяжелое дизельное топливо. Химическая формула легкого дизельного топлива составляет приблизительно C _12,3 H _22,2 , в то время как тяжелое дизельное топливо рассматривается как C _14,06 H _24,8 . Молярная масса легких и тяжелых дизелей составляет примерно 170 и 200 г / моль соответственно. Вязкость, поверхностное натяжение и склонность топлива к воспламенению являются важными параметрами свойств дизельного топлива. Легкое дизельное топливо имеет более низкую вязкость и требует меньшего количества прокачки.Поскольку низкая вязкость также снижает поверхностное натяжение топлива, топливо имеет меньший диаметр капель во время распыления. В отличие от бензиновых двигателей желательно иметь высокую склонность к воспламенению в дизельных двигателях, поскольку сгорание в дизельных двигателях основано на самовозгорании топливовоздушной смеси. На этом этапе цетановое число, которое является мерой воспламеняемости топлива, становится характеристикой топлива. Другими словами, это величина, которая количественно определяет период задержки воспламенения.Гексадекан (C ₁₆ H ₃₄ ), топливо с прямой цепью алкановой группы, считается наивысшей точкой отсчета цетанового числа, которое является мерой склонности к воспламенению. Другой контрольной точкой является цетановое число 15 в качестве гептаметилнонана (HMN) C ₁₂ H ₃₄ , или самая низкая контрольная точка была принята за ноль как значение цетанового числа для альфа-метилнафталина C ₁₁ H ₁₀ топлива. Прежде всего, топливо с неизвестным цетановым числом перерабатывается в двигателе с регулируемой степенью сжатия.Затем проводится испытание двигателя до тех пор, пока не будет достигнута степень сжатия, при которой начинается первый детонация, для определения степени сжатия топлива. Затем смесь этих двух эталонных топлив в различных соотношениях испытывается при заданной степени сжатия, и эталонные топлива смешиваются до тех пор, пока не начнется детонация. Процент гексадекана в момент детонации в топливной смеси гептаметилнонана или альфа-метилнафталина дает нам цетановое число измеренного топлива. Было разработано несколько эмпирических уравнений с использованием физических свойств топлива, поскольку испытания двигателя очень трудоемки и дороги при определении цетанового числа.Эти методы, которые измеряют склонность топлива к воспламенению, называются цетановым индексом, анилиновой точкой или дизельным индексом. Анилин — ароматическое соединение, которое очень легко смешивается с соединениями своей группы даже при низких температурах, тогда как с алканами (парафинами) сложнее образовывать смеси. Следовательно, гексадекан (C ₁₆ H ₃₄ ), который является алкановой группой и имеет высокую склонность к воспламенению, имеет высокую температуру смешивания с анилином. Смесь пробы топлива с таким же количеством анилина нагревают для определения дизельного индекса.Затем весь анилин растворяется в топливе. После этого смесь охлаждают, чтобы анилин отделился от топлива. Эта температура, при которой анилин отделяется от топлива, называется анилиновой точкой. Индекс дизельного топлива рассчитывается с анилиновой точкой и классом API, указанными в формуле. (4):

\ n \ nДизельный индекс \ n = \ n \ n \ nАнилиновая точка \ n \ n \ n ° \ nF \ n \ n \ n × \ nAPI \ n \ n \ n \ nat \ n \ n60 \ n ° \ nF \ n \ n \ n \ n100 \ n \ n \ nE4

Чем выше значение индекса дизельного топлива, тем больше в топливе алкана (в парафиновой структуре) и выше воспламенение тенденция.Повышенная летучесть дизельного топлива вызывает ускорение испарения топлива и снижение вязкости. Обычно это нежелательно, поскольку топливо вызывает снижение цетанового числа [1, 2, 4].

Некоторые виды топлива, обычно используемые в двигателях, представлены в таблице 3. Некоторые из важных свойств топлива, такие как замкнутые формулы, молярный вес, более низкая и более высокая теплотворная способность, стехиометрические отношения воздух / топливо и топливо / воздух, Приведены температура испарения, моторное октановое число (MON), исследовательское октановое число (RON) и цетановое число.

Таблица 3.

Обычные виды топлива и их свойства [4] .

Цетановый индекс можно рассчитать по формуле. (5) что показано при перегонке топлива. Он рассчитывается на основе температуры и плотности испарившегося топлива при объемных соотношениях 10, 50 и 90% путем перегонки топлива:

\ n \ n \ n \ n \ nSI \ n = \ n45. 2 \ n + \ n0.0892 \ n \ n \ n \ nT \ n10 \ n \ n- \ n215 \ n \ n \ n + \ n0.131 \ n \ n \ n \ nT \ n50 \ n \ n– \ n260 \ n \ n \ n + \ n0.523 \ n \ n \ n \ nT \ n90 \ n \ n- \ n310 \ n \ n \ n + \ n0.901 \ nB \ n \ n \ n \ nT \ n50 \ n \ n — \ n260 \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n — \ n0.420 \ nB \ n \ n \ n \ nT \ n90 \ n \ n- \ n310 \ n \ n \ n + \ n0.00049 \ n \ n \ n \ n \ nT \ n10 \ n \ n- \ n215 \ n \ n \ n2 \ n \ n- \ n0.00049 \ n \ n \ n \ n \ nT \ n90 \ n \ n- \ n310 \ n \ n \ n2 \ n \ n + \ n107 \ nB \ n + \ n60 \ n \ nB \ n2 \ n \ n \ n \ n \ n \ nE5

Значения T ₁₀ , T ₅₀ и T ₉₀ — это температуры, при которых топливо испаряется в объемных соотношениях 10, 50 , и 90% соответственно. B = −exp [−3500 ( ρ — 850)] — 1, где ρ = плотность в кг / м ³ при 15 ° C.Эта формула относится к количеству цетана, если в топливо не добавлены добавки, повышающие цетановое число. В противном случае цетановое число легированного топлива можно измерить с помощью экспериментов по испытанию двигателя. Другой метод, используемый для расчета цетанового индекса, — это эмпирическое уравнение, приведенное в формуле. (6), который рассчитывается с использованием некоторых физических свойств топлива [5]:

\ n \ nSI \ n = \ n− \ n420.34 \ n + \ n0.016 \ n \ nG \ n2 \ n \ n + \ n0.192 \ nG \ n \ n \ n \ nlog \ n10 \ n \ n \ nT \ ngn \ n \ n \ n \ n + \ n65.01 \ n \ n \ n \ n \ nlog \ n10 \ n \ n \ nT \ ngn \ n \ n \ n \ n2 \ n \ n- \ n0.0001809 \ n \ n \ nT \ ngn \ n \ n2 \ n \ n \ n \ nE6

, где G = (141,5 / S _г ) −131,5 — степень топлива по API. S _g и T _gn — относительная температура кипения в ° F и относительная плотность, соответственно.

Полуэмпирическое выражение, которое прогнозирует продолжительность ID на основе цетанового числа и других рабочих параметров, выглядит следующим образом:

\ n \ nID \ n = \ n \ n \ n0.36 \ n + \ n0.22 \ n \ nU \ np \ n \ n \ n \ nexp \ n \ n \ n \ nE \ nA \ n \ n \ n \ n \ n \ n1 \ n / \ n \ nR \ nu \ n \ n \ nT \ nem \ n \ n \ nε \ n \ nk \ n− \ n1 \ n \ n \ n \ n \ n− \ n \ n \ n1 \ n / \ n17.190 \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n21.2 \ n \ n / \ n \ n \ n \ nP \ nem \ n \ n \ nε \ nk \ n \ n− \ n12.4 \ n \ n \ n \ n \ n0.63 \ n \ n \ n \ n \ n \ nE7

ID (° CA) — время в углу коленчатого вала, E _A = (618,840) / (цетановое число + 25) энергия активации, R _u = 8,314 кДж / кмоль K универсальная газовая постоянная, T _em и P _em температура в начале времени сжатия, соответственно, (K) и давление (бар), ε = степень сжатия и k = cp / cv = 1.4 — значения, используемые при анализе стандартного цикла воздуха. ID рассчитывается по формуле, приведенной в формуле. (8). Он выражается в миллисекундах для двигателя при n об / мин [4]: ​​

\ n \ nID \ n \ nms \ n \ n = \ nD \ n \ n \ nº \ nCA \ n \ n \ n / \ n \ n \ n0.006 \ n \ nn \ n \ n \ n \ nE8

Низкое цетановое число дизельных двигателей приводит к увеличению времени ID, что, в свою очередь, сокращает время, необходимое для сгорания и CA. Увеличение времени TG приводит к накоплению в камере сгорания большего количества топлива, чем требуется. Таким образом, этот избыток топлива вызывает резкое повышение высокого давления во время начала сгорания.Это резкое повышение давления вызывает механические напряжения и тяжелую работу двигателя, известную как детонация дизельного двигателя [2, 4].

Вкратце, число цетана и число октана относятся к самовозгоранию топлива. Более высокое цетановое число указывает на то, что дизельное топливо быстро и быстро сгорает. Высокое октановое число определяет устойчивость бензина к внезапному возгоранию. Обычно, если цетановое число высокое, октановое число низкое. Между этими двумя свойствами существует обратная зависимость, так что цетановое число низкое, если октановое число высокое [5].

4. Природный газ и сжиженный нефтяной газ (LPG)

Природный газ — это газовая смесь, содержащая метан, этан, пропан, пентан и гексан в более легких количествах, чем воздух, без цвета, запаха и т. и вкус. Однако он содержит небольшое количество (0–0,5% по объему) диоксида углерода, азота, гелия и газообразного сероводорода. Обычно этот газовый состав содержит около 70–90% метана, 0–20% этана и немного меньше пропана, чем этан. Природный газ, используемый на рынке, очищается и отделяется от других газов и используется как почти чистый метановый газ (CH ₄ ) [5].Природный газ можно хранить в виде сжатого природного газа (КПГ) при высоком давлении, например 16–25 МПа, или сжиженного природного газа при низких давлениях, например 70–210 кПа, и при очень низких температурах, например, -160 ° C. Природный газ можно хранить этими методами и обычно использовать в качестве сжатого природного газа (КПГ) в двигателях внутреннего сгорания с системой точечного распыления. Система одноточечного распыления позволяет наиболее эффективно использовать природный газ, поскольку обеспечивает более длительное время перемешивания, чем требуется для природного газа [4].В таблице 4 показаны соединения, образующие природный газ, и точки кипения.

Таблица 4.

Соединения и точки кипения в природном газе [5].

Есть двухтопливные дизельные двигатели, в которых природный газ и дизельное топливо работают вместе. Природный газ подается в камеру сгорания примерно со скоростью звука.Это приводит к высокой турбулентности и высокой скорости пламени. Природный газ имеет более низкие температуры сгорания, чем дизельное топливо, и при позднем распылении температура в камере сгорания может быть дополнительно снижена. Снижение температуры камеры сгорания значительно снижает образование NO _x . Однако низкое содержание углерода в природном газе приводит к меньшим выбросам CO ₂ и гораздо меньшему количеству твердых частиц [4].

Газовые двигатели на самосвале, преобразующие метан в энергию, являются одним из наиболее распространенных применений природного газа.Газы, образующиеся на свалках, обычно содержат от 45 до 65% метана. Помимо метана, эти свалочные газы содержат сильно загрязняющие газы различного качества, такие как фтор, хлор, кремний и твердые частицы. В двигателях должны использоваться специальные материалы для поршней и клапанов, особенно из-за коррозионного и абразивного воздействия этих газов. Тепловая ценность природного газа составляет от 33,4 до 40,9 МДж / м 2 ³ . CO ₂ , H ₂ O и 891 кДж энергии получают, когда 1 моль газообразного метана полностью сгорает.Уравнение горения 1 моля метана описано в уравнении. (9) следующим образом:

\ n \ n \ nCH \ n4 \ n \ n \ ng \ n \ n + \ n2 \ n \ nO \ n2 \ n \ n \ ng \ n \ n → \ n \ nCO \ n2 \ n \ n \ ng \ n \ n + \ n2 \ n \ n \ nH \ n2 \ n \ nO \ n \ nl \ n \ n + \ n891 \ n \ nkJ \ n \ n \ nE9

Высокая скорость пламени и октановое число 120 природного газа позволяют природному газу работать с высокими степенями сжатия. Это гарантирует, что природный газ является хорошим топливом для бензиновых двигателей. Кроме того, у природного газа низкие выбросы выхлопных газов. Кроме того, наиболее важным преимуществом топлива из природного газа является то, что природный газ можно добывать из такого источника, как уголь, запасы которого по всему миру огромны.Однако, поскольку природный газ имеет низкую энергоемкость, его низкий объемный КПД приводит к снижению производительности двигателя. Недостатки этого топлива в том, что для природного газа требуются резервуары для хранения топлива под высоким давлением; дозаправка требует времени и имеет переменные компоненты топлива в составе природного газа [4]. В таблице 5 представлены свойства природного газа и его сравнение с другими видами топлива в виде тепловых значений.

Таблица 5.

Свойства природного газа и его сравнение с другими видами топлива [11].

СНГ, сжиженный нефтяной газ, производится как побочный продукт в процессах производства природного газа или при перегонке нефти на нефтеперерабатывающих заводах. Как правило, он содержит 90% пропана, 2,5% бутана и небольшое количество этана и пропилена с тяжелыми углеводородами. Эти газовые соотношения пропана и бутана в сжиженном нефтяном газе могут варьироваться в зависимости от регионов и областей использования [5]. В последние годы смеси пропана и бутана в различных соотношениях (80% пропана / 20% бутана, 70% пропана / 30% бутана, 50% пропана / 0% бутана) были испытаны в качестве топлива в транспортных средствах.Сжиженный нефтяной газ, используемый в Турции, состоял на 30% из пропана и на 70% из бутана. СНГ является наиболее предпочтительным видом топлива после бензина и дизельного топлива, поскольку его намного проще хранить и транспортировать, чем природный газ [1, 4].

СУГ — это нетоксичный и легко воспламеняющийся газ без цвета, запаха и запаха. LPG представляет собой смесь газа пропана и бутана, который является газом при нормальном давлении и температуре. Однако сжиженный нефтяной газ — это жидкость при умеренном давлении. К тому же он вдвое тяжелее воздуха и вдвое тяжелее воды. Таким образом, в случае протечки сжиженный нефтяной газ течет на пол.Сжиженный нефтяной газ в жидком состоянии расширяется примерно в 273 раза по сравнению с объемом жидкости. Это называется внезапным расширением и охлаждением резкого перепада температуры с очень быстрым испарением жидкого топлива, когда оно переходит в газообразное состояние. Так как это может вызвать холодные ожоги, нельзя прикасаться к газу голыми руками. Хотя сжиженный нефтяной газ — некоррозионный газ, он может плавить краску и масло, а также раздувать материалы из натурального каучука, что приводит к потере их свойств. Поэтому использование материалов, совместимых со сжиженным нефтяным газом, в автогазовых системах, работающих на сжиженном нефтяном газе, очень важно для безопасности [1, 5].Система LPG широко используется в бензиновых автомобилях. В связи с этим сравнение физических и химических свойств газов пропана и бутана, которые являются компонентами сжиженного нефтяного газа и бензинового топлива, приведено в таблице 6.

Таблица 6.

Свойства сжиженного нефтяного газа и бензина [1].

2. Матричная механика

2.1 Исторические перспективы

Модель атома Бора дает квантовое правило для изменения энергетического состояния E2 − E1 = hν, но ничего не говорит о процессах излучения и поглощения.Лучшее понимание радиации пришло постепенно по мере совершенствования экспериментальной техники. Статья Эйнштейна 1917 года знаменует собой начало квантовой механики, поскольку все последующие исследования поглощения, испускания и рассеивания излучения основаны на ней [2]. Используя мысленные эксперименты и результаты, полученные в более ранней статье о броуновском движении, он показал, как микроскопическая структура материи может влиять на нее макроскопически. Индуцированное поглощение излучения абсолютно черного тела происходит непрерывно из-за случайных импульсов от тепловых столкновений и излучения, в то время как индуцированное и спонтанное излучение происходит дискретно в соответствии с правилом частоты Бора для изменений состояния и направлено вдоль бесконечно малого телесного угла, соответствующего углу фотона. импульс отдачи E / c.Тем самым создается динамическое равновесие между тепловой энергией, поглощаемой молекулами, и квантово-механическим излучением.

Хотя коэффициенты A и B теории излучения Эйнштейна были включены в нерелятивистскую квантовую механику, переход энергии от классического теплового источника к дискретным энергетическим состояниям атомов и молекул создает разрывы, которые не учитываются волновым уравнением Шредингера. Значительно улучшенные знания о механических свойствах фотонов благодаря импульсу в астрономических науках, молекулярных манипуляциях, оптическом пинцете и лазерном охлаждении; технический прогресс не привел к пониманию того, как включить импульс в уравнения квантовой механики.Импульс света рассматривается отдельно от энергии, и теория излучения Эйнштейна является единственной теорией, которая явно использует ее при описании поглощения и излучения. Чтобы понять, почему это так, необходимо изучить исторические истоки квантовой механики.

Динамическое равновесие между классическими и квантово-механическими статистическими законами, которое существует для излучения черного тела, тесно связано с явлением дисперсии. Дисперсия — это непрерывное изменение угла преломления света разных частот призмой или другой средой.Хотя свет непрерывно распространяется по всему спектру, на определенных частотах, характерных для среды, он полностью поглощается, образуя линии. Когда Бор представил свою теорию электронных орбиталей, он сразу же осознал возможность того, что дискретные линии атомных спектров связаны с дискретными линиями в явлениях дисперсии [3]. Другие исследователи, в частности Дебай и Зоммерфельд, также были вдохновлены этой возможностью, и появилась серия статей, в которых пытались объяснить дискретные и непрерывные свойства дисперсии путем введения классических модификаций электронных орбиталей [2, 4, 5].Однако, когда эксперименты показали, что характерные частоты аномальной дисперсии совпадают с частотами спектральных линий, стало очевидно, что вращающиеся электроны не могут объяснить оба этих явления, и был необходим полный отход от классической теории. Ладенбург был первым, кто предположил, как должна возникать новая квантовая теория, следуя рассуждениям Эйнштейна, приводящим к коэффициентам A и B [5, 6, 7]. Это позволило ему приравнять два теоретических выражения: энергию, поглощаемую / испускаемую N классическими резонаторами, и энергию, поглощаемую / испускаемую N ‘квантовыми атомами.Получив статистический баланс между классическим и квантово-механическим обменом энергией, он удовлетворил закон сохранения энергии, но не закон импульса. Четыре года спустя Крамерс переосмыслил результаты Ладенбурга, используя модель атома Бора как многопериодическую систему виртуальных осцилляторов [2, 5, 8, 9]. В этой модели квантово-механическая переменная X описывается классическим рядом Фурье, где A (n, n- τ) — квантовый аналог классической амплитуды, n указывает орбитальное число электрона, а τ принимает целые значения для обозначения положительных или отрицательные переходы [9].

X = ∑τAnn − τexp2iπνnn − τt, τ = ∓1, ∓2,… E1

Метод Бора-Крамера в значительной степени дистанцировался от метода Эйнштейна. Эйнштейн утверждал, что сохранение импульса — это то, что отличает классические свойства, наблюдаемые в лабораторных координатах, от квантово-механических свойств, наблюдаемых в атомных координатах. Таким образом, дискретные и непрерывные свойства материи физически отделены друг от друга. С другой стороны, в интерпретации (1) взаимодействия вещества с излучением описываются исключительно в лабораторных координатах.Поля описываются классически с помощью рядов Фурье, а энергия поля подвергается квантованию. Таким образом, квантование понимается как локализация энергии, даже если поля простираются до бесконечности и, следовательно, являются диффузными. Концепция импульса фотона, свойства, смещение которого во времени составляет , направленное , заменяется волновой моделью, которая является изотропной и рассматривает излучение как сферически-симметричный процесс без передачи результирующего импульса, а процессы, которые являются обратимыми в время.

После того, как Крамер переосмыслил квантовую теорию излучения Эйнштейна с помощью фиктивных гармонических осцилляторов, Гейзенберг смог использовать ее, чтобы сформулировать теорию квантовой механики, которая согласовывает непрерывность полей излучения с дискретными энергетическими состояниями атома [2, 7, 9] . Сложные наборы математических правил, которые он использовал для описания частот и интенсивностей спектральных линий, могут быть выражены в виде матрицы.

∑kpnkqkm − qnkpkm = iℏforn = m0forn ≠ mE2

Каждый матричный элемент представляет пару энергетических состояний типа (1) с наблюдаемыми свойствами, частотой и интенсивностью электромагнитной волны.Полная матрица имеет бесконечное количество компонентов и полностью соответствует одной из динамических переменных; координаты, импульсы или скорости частиц. Матричные произведения не коммутируют, как в классической теории. При n = m элементы диагональны и значение уравнения равно iћ. Для недиагональных элементов n ≠ m, и его значение равно нулю.

Квантово-механическая переформулировка классических рядов Фурье (1) и (2) дополнительно упрощается до более привычной формы за счет замены суммированных элементов отдельными членами.

pq − qp = iћE3

Импульс p и позиция q не являются числами; а скорее массивы количеств или матриц. Каждый компонент матрицы представляет собой ряд Фурье, связанный с любыми двумя из бесконечного числа орбит. Поскольку орбиты могут простираться до бесконечности как в пространстве, так и во времени, обмен импульсом делокализован.

2.2 Классическая интерпретация матричной механики

После трех последовательных модификаций от Ладенбургера до Крамерса и Гейзенберга теория Эйнштейна едва ли узнаваема.Математические модификации, которые разбавляют его физическое содержание, даются уравнениями. (1) — (3). Очень мало осталось от тщательно продуманной Эйнштейном связи между классическими и квантово-механическими переменными, несмотря на то, что все три переинтерпретации и уравнения. Пункты (1) — (3) заявляют, что описывают одно и то же физическое явление, взаимодействие между материей и излучением. Теории сильно различаются, потому что свойства направленности испускаемого излучения из-за импульса отдачи были заменены виртуальными гармоническими осцилляторами, которые изотропно излучают энергию в виде сферических волн и обратимы во времени.Баланс между тепловой энергией и излучательной энергией, поддерживаемый обменом импульсом, зависит от осцилляторов, которые классически поглощают тепловую энергию и излучают квантово-механическую энергию, направленную вдоль бесконечно малого телесного угла с импульсом E / c. Виртуальные осцилляторы, которые изотропно излучают, нарушают тонкий баланс между классическими и квантово-механическими статистическими принципами, который Эйнштейн так тщательно сконструировал.

Преимущество использования энергии, а не количества движения в теории излучения, заключается в простоте ее использования.Энергия определяется как величина, которую легче описать математически, измерить и вычислить. С другой стороны, преимущество импульса состоит в том, что его описание дает более точную картину эволюции системы во времени. Координаты положения присваиваются частицам относительно системы отсчета, чтобы указать направление и величину импульса. Затем можно применить сохранение импульса для интерпретации наблюдаемых явлений. Например, планетная система Птолемея ввела фиктивные эпициклы в нарушение закона сохранения количества движения, но продолжала использоваться в течение тысячи лет, поскольку успешно воспроизводила то, что наблюдали.Если бы астрономы поняли универсальные свойства импульса, они бы немедленно отвергли теорию, которая предполагает, что массивные объекты могут двигаться в обратном направлении в пустом пространстве.

Эйнштейн использовал атомные координаты, фиксированные относительно молекулы, чтобы получить свои коэффициенты A и B, описывающие обмен импульсом во время поглощения и излучения энергии. Импульс молекул из-за тепловых импульсов описывается введением второй системы координат, определенной относительно контейнера черного тела, то есть в лабораторных координатах.Обмен импульсом между противоположными внешними и внутренними силами молекул создает динамическое равновесие и позволяет четко разделить классические и квантовые наблюдаемые соответственно. Напротив, метод Бора-Крамерса описывает все наблюдаемые, дискретные и непрерывные, внешне по отношению к лабораторным координатам. С точки зрения Гейзенберга, не было необходимости рассматривать дискретные спектральные линии, обусловленные атомными орбиталями, и непрерывные наблюдаемые, обусловленные явлениями дисперсии, по-разному, и пришел к выводу, что [10] «Квантовая механика [основана] исключительно на отношениях между величинами, которые в принципе наблюдаемы. .”

Дисперсионные явления наблюдаются и измеряются в лабораторных координатах, а не в координатах атома. Они задаются недиагональными элементами матриц n ≠ m, где элементы над диагональю относятся к изменениям частоты из-за поглощения энергии, а элементы под диагональю относятся к изменениям частоты из-за излучения энергии. Элементы представляют собой непрерывно изменяющиеся резонансы излучения с валентными электронами атома. Энергия поглощения смещает энергию излучения, за исключением разницы в фазах, поэтому значение ноль получается для уравнения.(2). С другой стороны, диагональные элементы матриц для n = m являются действительными собственными значениями, представляющими уровни энергии основного состояния. Поглощение приводит к стимуляции к более высокой орбитали и последующему излучению фотона при распаде в соответствии с условием частоты Бора. Недиагональные взаимодействия из-за непрерывного обмена импульсом регулируются уравнением Комптона pλ = h. Каждый матричный элемент представляет собой фотонно-электронное взаимодействие, полученное путем разложения ряда Фурье (1) на его отдельные компоненты.Предполагается, что полный массив матриц выражает сохранение импульса. Гейзенберг ошибочно полагал, что матрицы описывают атомную структуру, но, как показал Эйнштейн, атомная структура должна описываться внутренне определенными координатами в ненаблюдаемом пространстве-времени атома. Чтобы сравнить атомные и лабораторные координаты, необходимо выполнить преобразование координат. Преобразования можно визуализировать с помощью электронного генератора, показанного на рисунке.

2.3 Некоммутация

Чтобы увидеть, чем отличаются недиагональные и диагональные элементы, мы вводим идею электронного генератора на рисунке ниже. Если электрон поднимается из основного состояния 1 в возбужденное состояние 2, а затем возвращается, фотон излучается необратимо. Это схематично показано на рисунке ниже, где 1 и 2 обозначают состояния, а стрелки относятся к переходам. Слева энергия электрона увеличивается, а затем уменьшается, а справа происходит обратное. Каждая стрелка представляет половину цикла электронного генератора.Если стрелки используются для описания недиагональных матричных элементов, они относятся к разным атомам. Если элементы диагональные, они относятся к одному и тому же атому. Это простой способ сравнения лабораторных координат матричных элементов, определенных фотонами, с координатами атомной структуры, определяемой электронными оболочками во время поглощения и испускания излучения. Хотя конечное состояние квантовой системы различается, эти два процесса идентичны, если описывать их в терминах разницы энергий.

Теперь посмотрим, что происходит, когда одни и те же два обмена энергией анализируются с точки зрения количества движения. Используя уравнение Комптона для импульса фотона, p = h / λ, можно выразить первый обмен:

p12λ12 − p21λ21 = 0E4

Угловой момент увеличивается на величину, когда электрон возбужден, а затем уменьшается на величину такое же количество, когда атом возвращается в свое основное состояние 1. Таким образом, этот тип излучения фотонов приводит к тому, что атомная система находится в основном состоянии.

Однако, когда в правой части рисунка меняется порядок электронных переходов, мы видим, что из следующего выражения мы видим, что описание обмена импульсом дает другой результат.

p21λ21 − p12λ12 = ℏE5

Электрон начинает в возбужденном состоянии 2, возвращается в основное состояние 1, испуская фотон, и снова возбуждается.