Плотность дизельного топлива от температуры: Плотность нефтепродуктов и расчет плотности

Содержание

Плотность нефтепродуктов и расчет плотности

ПЛОТНОСТЬ НЕФТЕПРОДУКТОВ

НЕФТЕПРОДУКТЫ

ПЛОТНОСТЬ ПРИ 20* С, г/см3

Авиационный бензин

0,73-0,75

Автомобильный бензин

0,71-0,76

Топливо для реактивных двигателей

0,76-0,84

Дизельное топливо

0,80-0,85

Моторное масло

0,88-0,94

Мазут

0,92-0,99

Нефть

0,74-0,97

 

Точный расчет плотности нефтепродукта

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

таблица средних температурных поправок плотности нефтепродуктов.

 

Плотность при 20oС

Температурная поправка на 1oС

Плотность при 20oС

Температурная поправка на 1oС

0,650-0,659

0,000962

0,8300-0,8399

0,000725

0,660-0,669

0,000949

0,8400-0,8499

0,000712

0,670-0,679

0,000936

0,8500-0,8599

0,000699

0,680-0,689

0,000925

0,8600-0,8699

0,000686

0,6900-0,6999

0,000910

0,8700-0,8799

0,000673

0,7000-0,7099

0,000897

0,8800-0,8899

0,000660

0,7100-0,7199

0,000884

0,8900-0,8999

0,000647

0,7200-0,7299

0,000870

0,9000-0,9099

0,000633

0,7300-0,7399

0,000857

0,9100-0,9199

0,000620

0,7400-0,7499

0,000844

0,9200-0,9299

0,000607

0,7500-0,7599

0,000831

0,9300-0,9399

0,000594

0,7600-0,7699

0,000818

0,9400-0,9499

0,000581

0,7700-0,7799

0,000805

0,9500-0,9599

0,000567

0,7800-0,7899

0,000792

0,9600-0,9699

0,000554

0,7900-0,7999

0,000778

0,9700-0,9799

0,000541

0,8000-0,8099

0,000765

0,9800-0,9899

0,000528

0,8100-0,8199

0,000752

0,9900-1,000

0,000515

0,8200-0,8299

0,000738

 

 

 

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

б) измерить среднюю температуру груза в цистерне;

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

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

д) умножить температурную поправку плотности на разность температур;

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

Примеры.

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

этой температуре.

Находим:

а) разность температур 23o — 20o =3o;

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

в) температурную поправку на 3o:

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

г) искомую плотность нефтепродукта при температуре +23oС (поправку нужно вычесть, так как температура груза в цистерне выше +20oС), равную 0,8240-0,0022=0,8218, или округленно 0,8220.

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

Находим:

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

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

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

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

Как перевести тонны дизельного топлива в литры: формула расчета, примеры.

13.09.2021 09:06

Покупка дизельного топлива оптом с завода-изготовителя осуществляется в тоннах. А затем реализуется частным потребителям в литрах. Работники АЗС, бухгалтеры, ведущие учет горючего и сотрудники налоговых служб из-за специфики своей работы должны знать, как перевести тонны в литры.

Формула вычисления для разных марок горючего

Причиной того, что большие партии ГСМ учитываются в тоннах, а не в литрах, является свойство дизельного топлива менять свой объем при изменении температуры. При ее повышении плотность горючего уменьшается, объем солярки увеличивается. При понижении температуры плотность увеличивается, а объем уменьшается. А вот масса остается той же, и работая с ней, неразберихи из-за расширения жидкости не возникает.

Перевести тонны в литры просто, для этого нужно использовать формулу:

V = M/p,

где V – объем, М – вес или масса, р – плотность дизельного топлива.

Получается, чтобы узнать объем горючего, зная вес в тоннах, дополнительно нужна только одна величина – плотность солярки. Она зависит не только от марки ДТ, но и от температуры. Это свойство горюче-смазочных материалов иногда используют для махинаций с отчетностью, чтобы незаконно увеличить расход.

ГОСТом 305-2013 определены значения плотности для разных 

марок дизельного топлива при температуре 200С:

  • для летнего и межсезонного ДТ – 863,4 кг/м3;
  • для зимнего – 843,4 кг/м3;
  • для арктических марок – 833,5 кг/м3.

Если при проверке плотность не соответствует заявленной, то такое горючее не получает сертификат качества. Минпромэнерго РФ официально приняло усредненный показатель для всех видов топлива – 769 кг/м3.

Плотность, выше нормативной, говорит о некачественном дизеле с тяжелыми фракциями. Чтобы получать горючее хорошего качества, нужно работать с добросовестными поставщиками. Компания ООО «ГазПетролиум» дорожит своей репутацией и осуществляет доставки дизельного топлива только высокого качества.

Инструкция расчета

Когда известна масса, то легко узнать сколько же в ней литров ГСМ, выполняя следующие действия:

  1. Величину массы в тоннах или килограммах делим на плотность в т/м
    или кг/м3. Получаем объем в м3.
  2. Умножаем на 1000. У нас будет результат в литрах.

Пример расчета перевода 1 т летнего дизельного топлива в литры.

  1. Используем формулу V = M x 1 000/p.
  2. Проводим расчет: V = 1 x 1 000/ 863,4.
  3. Объем из м3 переводим в л. Получаем 1 160 л летнего ДТ.

Если же взять усредненную величину плотности, которую использует Минпромэнерго, то получим, что 1 тонна солярки содержит:

V = 1 x 1 000/0,769 = 1 300 л.

А Ростехнадзор выбирает величину плотности из таблицы для разного сорта горючего. Для солярки она равна р = 840 кг/м3. Узнаем, сколько литров содержит 1 тонна дизельного топлива следующим образом:

V = 1 x 1 000/0,840 = 1 190 л.

Пересчет литров в тонны

Иногда, наоборот, зная объем солярки, нужно узнать, какова ее масса. Расчет нужно сделать по формуле: М = V x p.

Пример расчета, чтобы узнать сколько кг топлива в 1 м

3

Для усредненного значения плотности солярки узнаем вес в кг:

М = 1 мх 769 кг/м3 = 769 кг;

Чтобы получить в тоннах, делим полученную величину на 1 000:

769/1 000 = 0,769.

Так как объем горючего изменяется вместе с температурой, то для более точного расчета разработали таблицу коэффициентов, сделанную на отношении плотности к разнице между реальной температурой и нормативной. При необходимости можно использовать ее. На практике погрешность при средних объемах получается незначительной. Поэтому налоговая служба особого значения этому не придает.

Наша компания ООО «ГазПетролиум» поставляет горючее в тех объемах, которые нужны заказчику в Москве и Московской области. На все виды мы предоставляет паспорт качества.


Плотность дизельного топлива летнего


Плотность дизельного топлива

Дизельное топливо (солярка) является нефтепродуктом, который активно используется в виде основного горючего для дизельного двигателя внутреннего сгорания. Дизтопливо получают в результате перегонки нефти. К составу и качеству такого топлива выдвигается ряд требований согласно определенным стандартам.

Характеристика плотности дизтоплива является параметром, который определяет эффективную работоспособность данного вида горючего в различных температурных условиях. Плотность топлива представляет собой количество его массы в килограммах, которое  способно уместиться в одном кубометре.

Величина плотности солярки не постоянна, так как зависит от температуры. Повышение температуры горючего приводит к уменьшению его плотности. Для измерения плотности дизеля (удельный вес дизтоплива) используется специальный прибор, получивший название ареометр.

Рекомендуем также прочитать статью о правильном выборе присадок в дизельное топливо. Из этой статьи вы узнаете об основных критериях в процессе подбора антигеля в период зимней эксплуатации дизельного автомобиля.

Плотность измеряемой жидкости равна отношению массы ареометра к  тому объему, на который прибор погружен в жидкость. Ареометры бывают устройствами постоянного объёма/постоянной массы. Для различных жидкостей существуют соответствующие ареометры. Чтобы измерить плотность солярки, потребуется ареометр для нефтепродуктов типа АН, АНТ-1 или АНТ-2.

Ареометр представляет собой прибор для проведения измерений  плотности  жидкостей. Зачастую имеет вид стеклянной трубки, в верхней части которой находится шкала значений плотности.

Крайне высокая плотность топлива означает, что в его составе присутствует больше тяжелых фракций. Для нормальной работы дизельного мотора наличие тяжелых фракций является негативным аспектом, так как испаряемость и  процессы распыла в камере сгорания ДВС ухудшаются. В топливной системе и самих цилиндрах дизеля от езды на таком горючем постепенно накапливаются отложения и нагар.  

Согласно действующим стандартам по ГОСТу:

  • плотность летнего дизельного топлива — 860 кг/м3;
  • плотность зимнего дизтоплива — 840 кг/м3;
  • плотность арктического дизеля — 830 кг/м3;

Приведенные выше фиксированные показатели подразумевают одинаковую температуру дизельного топлива на отметке +20С, так как плотность солярки напрямую зависит от температуры горючего. На основании ГОСТ становится понятным, что плотность солярки имеет зависимость как от температуры, так и от конкретной марки ДТ. Зимний дизель имеет меньшую плотность сравнительно с летней соляркой. Меньшая плотность дизтоплива для зимы позволяет такому горючему сохранять текучесть и противостоять застыванию в условиях низких температур. 

Что касается удельного веса дизельного топлива, тогда по стандартам:

  • летнее дизтопливо должно иметь удельный вес в рамках до 8440 Н/м3;
  • зимний дизель имеет удельный вес до 8240 Н/м3;

Получается, что вес 1 литра дизельного горючего может составлять от 830 до 860 грамм, что будет зависеть от марки дизельного топлива по сезону и температуры. Чем выше окажется температура  дизтоплива, тем меньший вес будет иметь 1 литр такого горючего.

С учетом качественного топлива изменение температуры солярки на 1 градус по Цельсию приведет к изменению его плотности на 0,00075. Указанный коэффициент позволяет произвести расчеты величины плотности солярки применительно к тем или иным температурным показателям. Стоит учитывать, что подсчитать удается плотность исключительно чистого топлива. 

Точную плотность солярки на АЗС с опорой на данный коэффициент  определить сложнее, так как необходимо  дополнительно учитывать количество содержащихся присадок и примесей в ДТ. Более того, состав таких примесей в конечном продукте на заправках зачастую неизвестен, что сильно затрудняет любые перерасчеты.

Содержание статьи

Почему зимой расход дизельного топлива больше

Характеристика плотности дизельного определяет не только порог его застывания и замерзания. Плотность ДТ также указывает на количество энергии, которое выделяет горючее. Более высокий показатель плотности означает большее количество выделяющейся энергии в процессе сгорания в рабочей камере дизельного ДВС. Чем выше будет плотность солярки, тем большим окажется КПД двигателя. Дополнительно плотность повлияет на расход дизельного топлива на 100 км. Более плотное ДТ в топливном баке заметно повышает экономичность двигателя.

Зимняя или арктическая солярка для дизельного мотора всегда имеет меньшую плотность. Для высвобождения энергии и получения необходимой отдачи от силового агрегата потребуется сжигать большее количество такой солярки сравнительно с более плотным топливом, которое используется в летний период. Этим объясняется повышенный расход менее плотного дизельного топлива зимой.

Рекомендуем также прочитать статью о том, что делать, если дизельный двигатель плохо заводится зимой. Из этой статьи вы узнаете как завести дизель в мороз, а также найдете ответы на вопросы, почему дизельный двигатель не заводится «на холодную».

Использование летней солярки для повышения экономичности дизельного агрегата не допускается. В составе летнего дизтоплива присутствуют не только базовые углеводороды, которые  обеспечивают энергию в процессе сгорания, но и парафины в растворенном состоянии. Снижение температуры вызывает начало активной парафинизации топлива, когда горючее утрачивает свою текучесть и превращается в гель.

Парафины не позволяют эффективно прокачивать солярку по системе питания дизельного мотора, забивают топливопроводы и фильтры тонкой очистки. По этой причине в состав дизельного топлива для зимы вводят дополнительные компоненты. Главной задачей становится предотвращение гелеобразования и замерзания парафинов путем добавки специальных присадок. Такие присадки в процессе производства повышают температурный порог замерзания солярки, но на плотность ДТ никакого влияния не оказывают.

Ошибочно полагать, что если залит в бак «летний» дизель и самостоятельно добавить присадку-антигель, то это позволит избежать застывания горючего. Первое, присадки не способны оказать воздействие на уже замерзшую солярку, так как загустевшие парафины растворить она не способна. Второе, присадки в дизель не воздействуют на его плотность, так как их механизм воздействия на топливо другой. Антигели в солярку только предотвращают процесс активной парафинизации.

Дизтопливо с меньшей плотностью обладает лучшей текучестью. Получается, что даже при низких температурах солярка будет свободно проходить по топливопроводу, не создавая пробок. По этой причине для зимы используется ДТ с меньшим показателем плотности. В теплое время года характеристика плотности солярки не имеет первостепенной важности. Для летнего дизеля основными показателями является степень содержание серы и цетановое число.  

Как самому проверить плотность дизельного топлива

Владельцам дизельных авто рекомендуется заправляться на заправочных станциях, где гарантированно продают зимнее или арктическое дизельное топливо. Потребность самостоятельно проверить плотность солярки «в полевых условиях» может возникнуть тогда, когда вы сомневаетесь в качестве дизтоплива при заправке на непроверенных АЗС.

Проверять плотность ДТ самостоятельно лучше при температуре от –10C и более. Для проверки плотности солярки необходимо налить небольшое количество топлива на поверхность из металла. Далее нужно обратить внимание на помутнение и текучесть. Если солярка нормально стекает и не застывает, тогда можно заправляться. Если заметны признаки помутнения и снижения текучести, тогда от такой заправки стоит отказаться. Качественное зимнее дизельное топливо замерзает при температурном показателе около –45C по Цельсию.

Для быстрого анализа можно также достать заправочный пистолет и оценить состояние капель горючего на его конце. Солярка не должна застывать. Желательно также осуществлять частичную заправку дизеля, то есть смешать ранее проверенную солярку в баке со свежей. Для этого рекомендуется зимой всегда держать половину топливного бака заполненным.

Более точно проверить плотность дизтоплива можно следующим образом. Солярка наливается в небольшую емкость и далее помещается в условия, где температура воздуха находится на отметке около + 17-20 градусов на такое время, чтобы топливо прогрелось до аналогичного температурного показателя. Далее плотность дизеля измеряется при  помощи ареометра. Полученные данные необходимо сравнить с теми стандартами, которым по ГОСТу должно соответствовать приобретенное дизтопливо.

Читайте также

От чего зависит плотность дизельного топлива

Плотность дизельного топлива – это непостоянная величина, которая обозначает соотношение веса нефтепродукта к объему. Она регулярно изменяется. Колебания плотности зависят от марки дизельного топлива и от температуры окружающей среды. Фактически плотность обозначает удельный вес.

Компания «Ренетоп» предлагает низкую цену на дизельное топливо с доставкой по Уралу.

Плотность топлива и температура

Принято измерять плотность различных марок дизельного топлива при температуре 20 градусов по Цельсию. Рассматривая плотность дизтоплива в зависимости от температуры, нужно отметить, что при понижении температуры окружающей среды на один градус по Цельсию плотность нефтепродукта снижается на коэффициент 0,0007 г/см³.

Нормативы расчета плотности дизтоплива

Исходя из значения коэффициента изменения плотности при понижении или повышении температуры видим, что изменяется и объем топлива. При понижении температуры окружающей среды объем повышается, при снижении – понижается.

Основной расчет плотности дизельного топлива в соответствии с государственными стандартами ведется относительно температуры окружающей среды 20 градусов по Цельсию, а изменения плотности рассчитываются с учетом возможных изменений температуры и соответственно объема.

Услуги компании «Ренетоп»:

Плотность дизтоплива в летнее и зимнее время

Плотность топлива – величина изменяющаяся. Она напрямую зависит от температуры дизельного топлива и воздуха. Снижение температуры приводит к снижению плотности, повышение к повышению.

Повышение плотности утяжеляет фракционный состав. Плотность летнего и зимнего дизельного топлива регламентирует ГОСТ Р 52368-2005 и ГОСТ 305-82.

Плотность дизтоплива, в зависимости от времени года государственными стандартами установлена следующая:

  • зимнего – 860 кг/м3;
  • летнего — 840 кг/м3;
  • арктического – 830кг/м3.

Исходя из этого – вес одного литра колеблется от 830 до 860 гр. С повышением температуры на один градус по Цельсию вес дизельного топлива будет понижаться.

Примеры плотности дизтоплива при различных температурах

Для определения плотности дизельного топлива при определенной температуре нужно:

  1. В паспортных данных найти плотность нефтепродукта при +20 градусов по Цельсию.
  2. Замерять фактическую температуру дизельного топлива в емкости для транспортировки или хранения.
  3. Разность температуры умножаем на коэффициент 0,0007.
  4. Вносим поправку. Если температура выше – отнимаем значение от паспортной плотности, если ниже добавляем.

Плотность дизельного топлива, полезно знать

Плотность дизельного топлива, соответствующая ГОСТу — важный показатель, влияющий не только на его качество, но и возможность использовать его в сложных зимних условиях.

Плотность дизельного топлива согласно ГОСТа должна быть: летнее ДТ – 860 кг/куб.м, зимнее ДТ – 840 кг/куб. м. При этом температура окружающей среды должна быть 20 градусов по Цельсию.

Главное чтобы автомобиль ехал

Покупая дизельное топливо на заправках, мы вряд ли интересуемся его плотностью, особенно летом, главное, что бы автомобиль хорошо ехал, и пока все нормально, мы ни про что не переживаем. Но лето заканчивается, наступает осень, затем зима, и тут плотность дизельного топлива может сыграть ключевую роль в судьбе вашего автомобиля, а иногда и вашей.

Ведь многим известно про способность дизельного топлива при сильных морозах парафинироваться и превращаться в жидкую кашицу, которая забивает не только топливные фильтра, но и всю топливную систему. Если у вас летнее дизельное топливо, то резкое изменение погоды может привести к не хорошим последствиям.

Конечно, определить на глаз, летнее дизельное топливо или зимнее вы заливаете в топливный бак, конечно же, невозможно, тут остается верить только документам, в частности паспорту на топливо.

Узнаем плотность самостоятельно

Но вот узнать плотность дизельного топлива, можно. Можно это сделать как в домашних условиях, так и прямо на заправке, конечно если на улице мороз.

Мы знаем, что плотность дизельного топлива при 20 градусах равна 840 кг/куб. м.

Так же следует знать, что чем меньше температура окружающей среды, тем больше плотность дизтоплива будет.

Вы заправились, но не уверенны, что это зимнее ДТ

Чтобы узнать правду, налейте ДТ в 3-х литровую банку и поставьте ее на ночь в квартире, где комнатная температура 18 – 20 градусов. А утром измерьте плотность дизельного топлива с помощью ареометра. Показатели должны соответствовать ГОСТу.

Надо учитывать, то, что сама плотность, говорит о том, что дизтопливо не летнее, но вот какого оно качества вы не узнаете.

Так же существуют специальные методики и сравнительные таблицы, которые позволяют быстро узнать плотность дизельного топлива при разных температурах с помощью специальных графиков.

Сейчас в Интернете есть даже онлайн сервисы, которые позволяют быстро узнать плотность ДТ. Но онлайн сервис с собой в дорогу не возьмешь.

А что вы льете в топливный бак

Как же узнать летнее дизельное топливо вы льете в бак или зимнее.

Если вы заправляетесь на морозе, температура воздуха меньше минус 10 градусов, то можно налить немного ДТ на любой метал и посмотреть, изменится ли структура топлива или нет, и повысится ли резко его плотность. Если топливо стекает нормально, то оно зимнее, а если помутнеет и начнет, как бы застывать, то это летняя солярка.

А если вообще очень сильный мороз, то вытянув пистолет из бака, посмотрите на последнею каплю ДТ, если застыла, то вам не повезло. Хотя лучше это делать еще до заправки.

Шаг изменения плотности ДТ

Давайте разберемся, с каким шагом меняется плотность дизельного топлива, при изменении температуры на один градус.

Данный шаг уже вымерен и равен 0,00075. То есть если температура воздуха минус 10 градусов, то плотность зимнего ДП будет равна 0,840 + 30*0,00075 = 0,8625. 30, это разница между 20 градусов по ГОСТу и реальной температуры минус 10 градусов. То есть с понижением температуры плотность дизельного топлива будет увеличиваться.

Но опять же если вы смешаете бензин с плотностью 0,72 с парафином один к одному, то получится жидкость с плотностью 0,81. Казалось-бы отлично, можно ехать. Но здесь вам никто не даст гарантию, что при низких температурах данный парафин не застынет и выведет топливную систему из строя.

Поэтому если вы точно знаете, что дизельное топливо произведено в заводских условиях, то исходя из знания его плотности, можно определить зимнее оно или нет, и при приблизительно каких температурах оно замерзнет. А если дизельное топливо бодяжное, то мерь его плотность сколько угодно, смысла в этом нет.

Качественное зимнее ДТ начинает мутнеть при – 45 градусов, и застывает при – 48. А арктическое дизельное топливо вообще застывает при – 65 градусов.

Узнать качество дизельного топлива, можно только в лабораторных условиях с помощью фракционной разгонки. Есть и другие более современные методы. Но поверьте, в домашних условиях этим заниматься не стоит, разве что вы хотите купить дизтопливо оптом, при том большую партию. Чтобы ваш бизнес не прогорел, комплексный анализ дизельного топлива стоит провести для подстраховки.

В домашних же условиях, а так же в пути, достаточно и тех способов, которые описаны выше. И помните, что заправлять свой автомобиль стоит только на проверенных заправках вашего города или у известных брендов. Плотность дизельного топлива — это один из главных показателей, но все же не основной.

Есть еще много других свойств дизельного топлива, которые могут погубить Ваш двигатель. Смотрите в предыдущих статьях этого раздела. Узнаете много интересного.

Параметры качества дизельного топлива.

Плотность дизельного топлива | АВТОСТУК.РУ

У всех на слуху такой термин, как солярка, то есть дизельное топливо, как его еще называют сокращенно, дизтопливо. Считается, что автомобили с дизельными двигателями намного экономичнее, то есть меньше уходит денег на заправку. Но современные машины, работающие на солярке, имеют высокие требования к качеству топлива. Для старых авто с дизельными ДВС проще, купил солярку у тракториста или дальнобойщика по дешевке и ездишь. А новые дорогие автомобили опасно заправлять дизтопливом, которым заправляют, например, трактора Беларус. Эффективную работу ДВС определяют характеристики топлива. Наличие примесей, плохая фильтрация будут приводить к мелким текущим ремонтам, а потом и к капремонту. Помимо чистого топлива, плотность солярки должна быть соответствующей.

Плотность — это количество массы в граммах или килограммах, которое находится в одном кубическом сантиметре или одном кубометре объема (грамм/см3 или кг/м3).

Плотность дизельного топлива зависит от температуры, то есть она не постоянная.

Вопрос: когда плотность уменьшается, а когда повышается? При нагревании солярки, плотность ее снижается, а чем холоднее, плотность увеличивается.

Плотность жидкости (удельный вес дизтоплива, в данном случае) измеряют ареометром. Масса ареометра делится на объем, который находится в этой жидкости — это и показывает плотность. Для измерения плотности дизельного топлива нужен ареометр для нефтепродуктов типа АН, АНТ1 или АНТ2. По виду ареометр похож на градусник для измерения температуры, но имеет две шкалы.

 

Что говорит плотность о качестве солярки?

Если ареометр показал высокую плотность дизтоплива, то это означает, что в топливе больше содержатся тяжелых фракций. Если тяжелых фракций много, то ухудшается испаряемость и распыление в камере сгорания цилиндров, а это ведет к потере мощности дизельного агрегата.

 

Государственный стандарт (ГОСТ)

Существует ГОСТ, согласно которому плотность дизельного топлива должна быть:

  • 860 кг/м3 — плотность летнего дизтоплива;
  • 840 кг/м3 — плотность зимнего дизельного топлива;
  • 830 кг/м3 — плотность актической солярки.

Эти нормы плотности должны соответствовать при температуре +20С. Зимнее топливо для дизельных моторов имеет меньшую плотность, а значит и большую текучесть, и способность не замерзать в мороз. Поэтому у многих водителей дизельных авто плохо заводится, когда не успевают вовремя залить соответствующее топливо.

Нормы удельного веса дизельного топлива:
  • 8440 Н/м3 (Ньютон на метр кубический) — это для летнего дизтоплива;
  • 8240 Н/м3 — это для зимней соляры.
Что это означает?

Удельный вес говорит, что 1 литр дизтоплива будет весить 830 до 860 грамм, в зависимости от температуры и классификации топлива по сезонности.

 

Почему зимой расход дизтоплива больше

Фактически, плотность дизельного топлива показывает, сколько энергии выделит это топливо. Чем больше плотность, тем больше энергии оно выделит. Коэффициент полезного действия (КПД) будет выше, если плотность топлива выше.

В холодных климатических районах приходится заливать зимнюю солярку. Плотность у нее меньше, чтобы не застывала и обладала хорошим распылением.

Некоторые дальнобойщики советуют, если замерзла солярка, добавить в нее керосин. Не знаю, как это отразится на работе силового агрегата, но, думаю, лучше заранее заливать дизельное топливо по сезонности. Существуют еще специальные присадки, антигели для дизельного топлива.

Если заливать летнее дизтопливо, то оно забивает в мороз топливный фильтр. Потом придется разбирать и чистить.

 

Видео

Как пользоваться ареометром.

 

Автор публикации
15 Комментарии: 25Публикации: 324Регистрация: 04-03-2016

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

C
  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:

Топливо Плотность при 15 ° C
ρ —
Удельный объем
v —
(кг / м 3 ) (фунт / фут 3 ) 3 /1000 кг) (фут 3 ) за тонну)
Антрацит 720-850 45-53 1.2 — 1,4 42-50
Битуминозный уголь 690-800 43-50 1,2 — 1,5 45-52
Бутан (газ) 2,5 0,16 400 14100
Древесный уголь, твердая древесина 149 9,3 6,7 240
Древесный уголь мягких пород 216 13,5 4.6 165
Кокс 375-500 23,5 — 31 2,0 — 2,7 72-95
Дизель 1D 1) 875 54,6 1,14 40,4
Дизель 2D 1) 849 53 1,18 41,6
Дизель 4D 1) 959 59,9 1.04 36,8
EN 590 Дизель 2) 820-845 51-53 1,18-1,22

42-43

Газойль 825-900 51-56 1,1-1,2 36-43
Бензин 715-780

45-49

1,3-1,4 45-49
Мазут № 1 3) 750-850 47-53 1.2-1,3 42-47
Мазут №2 3) 810-940 51-59 1,1-1,2 38-44
Мазут тяжелый 800-1010 50-63 1,0-1,3 35-44
Керосин 775-840 48-52 1,2-1,3 42-46
Природный газ ( газ) 0,7 — 0,9 0.04-0.06 1110-1430 39200-50400
Торф 310-400 19,5 — 25 2,5 — 3,2 90-115
Пропан (газ) 1,7 0,11 590 20800
Древесина 360-385 22,5 — 24 2,5 — 2,8

90-100

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 остается топливом, который широко используется во всем мире. Он пользуется большой популярностью в Европе среди небольших пригородных автомобилей.

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

Volkswagen был вынужден выкупить тысячи автомобилей после скандала с Dieselgate.Клиенты, которые вместо этого предпочли отремонтировать свои автомобили, испытали снижение производительности и снижение расхода топлива. У

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

Забитый сажевый фильтр может вызвать потерю производительности, повреждение двигателя или даже возгорание, если не устранить своевременно.

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.

Фильтры

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

Пикап катит уголь по подъездной дороге в пригороде. Такое загрязнение связано с длинным списком негативных последствий для здоровья.

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

Параметр Блок Лимит DMX DMA DMZ DMB
Вязкость при 40 ° C мм ² / с Макс 5.500 6.000 6.000 11,00
Вязкость при 40 ° C мм ² / с мин. 1,400 2.000 3.000 2.000
Микроуглеродный остаток
при 10% остатке
% м / м Макс 0,30 0,30 0,30
Плотность при 15 ° C кг / м 3 Макс 890.0 890,0 900,0
Микроуглеродный остаток % м / м Макс 0,30
Сера a % м / м Макс 1,00 1,50 1,50 2,00
Вода % об. / Об. Макс 0.30 б
Общий осадок при горячей фильтрации % м / м Макс 0,10 б
Ясень % м / м Макс 0,010 0,010 0,010 0,010
Температура вспышки 0 ° С мин. 43,0 60,0 60.0 60,0
Температура застывания, лето 0 ° С Макс 0 0 0 6
Температура застывания, зима ° С Макс -6 -6 -6 0
Точка помутнения ° С Макс -16
Расчетный цетановый индекс мин. 45 40 40 35
Кислотное число мгКОН / г Макс 0.5 0,5 0,5 0,5
Устойчивость к окислению г / м 3 Макс 25 25 25 25 в
Смазывающая способность, скорректированный диаметр пятна износа (wsd 1,4 при 60 ° C d мкм Макс 520 520 520 520 c
Сероводород e мг / кг Макс 2.00 2,00 2,00 2,00
Внешний вид Ясный и яркий f б, в
а Предел содержания серы 1,00% по массе применяется в зонах контроля выбросов, определенных Международной морской организацией. Поскольку могут быть местные различия, покупатель должен определить максимальное содержание серы согласно соответствующим законодательным требованиям, несмотря на ограничения, указанные в этой таблице.
б Если образец непрозрачный и непрозрачный, требуется полный осадок путем горячей фильтрации и испытания водой.
в Испытания на стойкость к окислению и смазывающую способность не проводят, если образец непрозрачный и светлый.
д Применимо, если содержание серы менее 0,050% м / м.
e Действует только с 1 июля 2012 г.
f Если образец окрашен и непрозрачен, требуется испытание водой. Содержание воды не должно превышать 200 мг / кг (0,02% м / м).

МОРСКОЕ ОСТАТОЧНОЕ ТОПЛИВО

Параметр Блок Предел RMA и юаней RMD RME RMG RMK
10 30 80 180 180 380 500 700 380 500 700
Вязкость при 50 ° C мм² / с Макс 10.00 30,00 80,00 180,0 180,0 380,0 500,0 700,0 380,0 500,0 700,0
Плотность при 15 ° C кг / м 3 Макс 920,0 960,0 975,0 991,0 991,0 1010,0
Микроуглеродный остаток % м / м Макс 2.50 10,00 14,00 15,00 18,00 20,00
Алюминий + кремний мг / кг Макс 25 40 50 60
Натрий мг / кг Макс 50 100 50 100
Ясень % м / м Макс 0,040 0.070 0,100 0,150
Ванадий мг / кг Макс 50 150 350 450
CCAI Макс 850 860 870
Вода % об. / Об. Макс 0,30 0,50
Температура застывания (верхняя) b , лето ° С Макс 6 30
Температура застывания (верхняя) b , зима ° С Макс 0 30
Температура вспышки ° С мин. 60.0
Сера c % м / м Макс Требования законодательства
Всего осадков, возраст % м / м Макс 0,10
Кислотное число e мгКОН / г Макс 2,5
Отработанные смазочные масла (ULO):

Кальций и цинк; или кальций и фосфор

мг / кг Топливо не должно содержать ULO и должно считаться содержащим ULO, если выполняется одно из следующих условий:

Кальций> 30 и цинк> 15; или
Кальция> 30 и фосфора> 15.

Сероводород d мг / кг Макс 2,00
а В соответствии с ISO 8217: 2005 эта марка остаточного судового топлива ранее называлась дистиллятом DMC.
б Покупатели должны убедиться, что эта температура застывания подходит для оборудования на борту, особенно в холодном климате.
в Покупатель должен определить максимальное содержание серы в соответствии с соответствующими законодательными требованиями.
д Действует только с 1 июля 2012 года.
e Сильные кислоты неприемлемы даже при уровнях, не определяемых стандартными методами испытаний для SAN.
Поскольку кислотные числа ниже значений, указанных в таблице, не гарантируют, что топливо не содержит проблем, связанных с присутствием кислотных соединений, поставщик и покупатель обязаны согласовать приемлемое кислотное число.
.

Калькулятор плотности нефтепродуктов по ГОСТ 3900

Нефтепродукт при температуре -25-24,5-24-23,5-23-22,5-22-21,5-21-20,5-20-19,5-19-18,5-18-17,5-17-16,5-16-15,5-15-14,5-14-13,5-13-12,5-12-11,5-11-10,5-10-9,5-9-8,5-8-7,5-7-6,5-6-5,5-5-4,5-4-3,5-3-2,5-2-1,5-1-0,500,511,522,533,544,555,566,577,588,599,51010,51111,51212,51313,51414,51515,51616,51717,51818,51919,52020,52121,52222,52323,52424,52525,52626,52727,52828,52929,53030,53131,53232,53333,53434,53535,53636,53737,53838,53939,54040,54141,54242,54343,54444,54545,54646,54747,54848,54949,55050,55151,55252,55353,55454,55555,55656,55757,55858,55959,56060,56161,56262,56363,56464,56565,56666,56767,56868,56969,57070,57171,57272,57373,57474,57575,57676,57777,57878,57979,58080,58181,58282,58383,58484,58585,58686,58787,58888,58989,59090,59191,59292,59393,59494,59595,59696,59797,59898,59999,5100100,5101101,5102102,5103103,5104104,5105105,5106106,5107107,5108108,5109109,5110110,5111111,5112112,5113113,5114114,5115115,5116116,5117117,5118118,5119119,5120120,5121121,5122122,5123123,5124124,5125°C
имеет плотность кг/м3
Рассчитать его плотность
при температуре
-25-24,5-24-23,5-23-22,5-22-21,5-21-20,5-20-19,5-19-18,5-18-17,5-17-16,5-16-15,5-15-14,5-14-13,5-13-12,5-12-11,5-11-10,5-10-9,5-9-8,5-8-7,5-7-6,5-6-5,5-5-4,5-4-3,5-3-2,5-2-1,5-1-0,500,511,522,533,544,555,566,577,588,599,51010,51111,51212,51313,51414,51515,51616,51717,51818,51919,52020,52121,52222,52323,52424,52525,52626,52727,52828,52929,53030,53131,53232,53333,53434,53535,53636,53737,53838,53939,54040,54141,54242,54343,54444,54545,54646,54747,54848,54949,55050,55151,55252,55353,55454,55555,55656,55757,55858,55959,56060,56161,56262,56363,56464,56565,56666,56767,56868,56969,57070,57171,57272,57373,57474,57575,57676,57777,57878,57979,58080,58181,58282,58383,58484,58585,58686,58787,58888,58989,59090,59191,59292,59393,59494,59595,59696,59797,59898,59999,5100100,5101101,5102102,5103103,5104104,5105105,5106106,5107107,5108108,5109109,5110110,5111111,5112112,5113113,5114114,5115115,5116116,5117117,5118118,5119119,5120120,5121121,5122122,5123123,5124124,5125°C

зависимость плотности нефтепродуктов от температуры | ТДХИМ

Таблица поправок плотности нефтепродуктов в зависимости от температуры
Плотность при 20 °С Температурная поправка на 1 °С Плотность при 20 °С Температурная поправка на 1 °С
0,6500–0,6590 0,000962 0,8300–0,8399 0,000725
0,6600–0,6690 0,000949 0,8400–0,8499 0,000712
0,6700–0,6790 0,000936 0,8500–0,8599 0,000699
0,6800–0,6890 0,000925 0,8600–0,8699 0,000686
0,6900–0,6999 0,000910 0,8700–0,8799 0,000673
0,7000–0,7099 0,000897 0,8800–0,8899 0,000660
0,7100–0,7199 0,000884 0,8900–0,8999 0,000647
0,7200–0,7299 0,000870 0,9000–0,9099 0,000633
0,7300–0,7399 0,000857 0,9100–0,9199 0,000620
0,7400–0,7499 0,000844 0,9200–0,9299 0,000607
0,7500–0,7599 0,000831 0,9300–0,9399 0,000594
0,7600–0,7699 0,000818 0,9400–0,9499 0,000581
0,7700–0,7799 0,000805 0,9500–0,9599 0,000567
0,7800–0,7899 0,000792 0,9600–0,9699 0,000554
0,7900–0,7999 0,000778 0,9700–0,9799 0,000541
0,8000–0,8099 0,000765 0,9800–0,9899 0,000528
0,8100–0,8199 0,000752 0,9900–1,0000 0,000515
0,8200–0,8299 0,000738

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

Главная \ Статьи \ 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.

Название марки Плотность, кг/м 3 Температура замера, С
Летнее д/т 860 +20
Зимнее д/т 840 +20
Арктическое д/т 830 +20

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. 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. Номинальная температура окружающей среды [K], T a
      Температура газа в активной зоне сосуда. Равномерность внутренней температуры.
    1. Номинальная плотность окружающей среды [кг / м 3 ], ρ a
      Плотность газа в центральной части сосуда.
    1. Размер сопла или диаметр отверстия [мм], d
      Наименьший диаметр сопла инжектора.Подробное описание наконечников форсунок и коэффициентов расхода через сопло.
    1. Номинальное давление впрыска Разница [МПа], DP inj
      Разница между давлением топливной форсунки и давлением окружающего газа.
    1. Номинальная продолжительность работы форсунки
      Свойства топлива.
    1. Тип топлива
      Тип топлива.
    1. Номинальная температура топлива [K], T fl
      Номинальная температура топлива.
    1. Учреждение
      Название учреждения, в котором записаны выбранные данные.
    1. Readme
      Все readme, описание набора данных.
    1. Фактическая концентрация кислорода [%],
      Фактическая мольная доля кислорода в окружающей среде.
    1. Фактическая погрешность концентрации кислорода [%],
      Фактическая погрешность мольной доли кислорода в окружающей среде.
    1. Окружающие компоненты [%],
      Фактическая мольная доля для всех видов, основных и второстепенных.
    1. Неопределенность компонентов окружающей среды [%],
      Неопределенность для мольных долей всех видов, основных и второстепенных веществ.
    1. Молекулярная масса окружающей среды [K]
      Молекулярная масса окружающей среды.
    1. Температура окружающей среды при воспламенении [K]
      Фактическая средняя температура окружающей среды в ядре в начале впрыска.
    1. Окружающая температура при воспламенении Стандартное отклонение [K]
      Фактическая температура окружающей среды в ядре Стандартное отклонение.
    1. Неопределенность температуры окружающей среды при воспламенении [K]
      Фактическая средняя температура окружающей среды в ядре Неопределенность.
    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. 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. Фактическая плотность окружающей среды [кг / м 3 ]
      Фактическая плотность окружающей среды.
    1. Плотность окружающей среды после зажигания Стандартное отклонение [кг / м 3 ],
      Фактическая плотность окружающей среды Стандартное отклонение.
    1. Неопределенность плотности окружающей среды после воспламенения [кг / м 3 ],
      Неопределенность фактической средней плотности окружающей среды.
    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. 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. Давление окружающей среды [МПа], P
      Среднее давление окружающей среды.
    1. Фактор сжимаемости при окружающей среде , Z
      P = Z · R · ρ a · T a
    1. Фактор сжимаемости при окружающей среде Неопределенность во времени
      Неопределенность впрыска.
    1. Средняя скорость в окружающей среде [м / с]
      Средняя скорость в окружающей среде, может быть связана с текстовым файлом с пространственным разрешением.
    1. Неопределенность средней скорости окружающей среды [м / с]
      Неопределенность средней скорости окружающей среды.
    1. Турбулентность окружающей скорости [м / с]
      Интенсивность турбулентности окружающей скорости; файл.
    1. Неопределенность турбулентности внешней скорости [м / с]
      Неопределенность интенсивности турбулентности внешней скорости; файл.
    1. Геометрия сосуда
      Размеры сосуда; может быть трехмерной твердотельной моделью и т. д.
    1. Фактическое среднее давление нагнетания [МПа]
      Фактическое среднее давление нагнетания. Абсолютный, а не перепад давления.
    1. Стандартное отклонение давления впрыска [МПа]
      Давление впрыска Стандартное отклонение.
    1. Погрешность давления впрыска [МПа]
      Погрешность среднего давления впрыска.
    1. Фактическая средняя температура топлива [K]
      Фактическая средняя температура топлива.
    1. Стандартное отклонение средней температуры топлива [K]
      Стандартное отклонение температуры топлива.
    1. Погрешность средней температуры топлива [K]
      Погрешность средней температуры топлива.
    1. Средняя температура сопла [K]
      Средняя температура сопла.
    1. Стандартное отклонение средней температуры сопла [K]
      Стандартное отклонение температуры сопла.
    1. Погрешность средней температуры сопла [K]
      Погрешность температуры сопла.
    1. Средняя массовая скорость нагнетания [мг / мс]
      Средняя массовая скорость нагнетания в зависимости от времени.
    1. Стандартное отклонение скорости впрыска [мг / мс]
      Скорость впрыска Стандартное отклонение в зависимости от времени.
    1. Неопределенность скорости нагнетания [мг / мс]
      Средняя скорость нагнетания Неопределенность в зависимости от времени.
    1. Расчетная продолжительность впрыска [мс]
      Средняя продолжительность впрыска определяется затуханием гелий-неонового лазера, расположенного на 7 мм перед инжектором.
    1. Стандартное отклонение продолжительности впрыска [мс]
      Продолжительность впрыска Стандартное отклонение.
    1. Неопределенность продолжительности впрыска [мс]
      Продолжительность впрыска Неопределенность.
    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. Стандартное отклонение массы впрыска [мг]
      Масса впрыска Стандартное отклонение.
    1. Неопределенность массы впрыска [мг]
      Неопределенность средней массы впрыска.
    1. Коэффициент расхода при стабильном потоке
      Коэффициент расхода при установившемся потоке.
    1. Неопределенность коэффициента расхода при установившемся потоке
      Неопределенность коэффициента расхода.
    1. Устойчивый поток Коэффициент сжатия
      Коэффициент сжатия площади для устойчивого потока.
    1. Неопределенность коэффициента сжатия площади
      Коэффициент сжатия площади Неопределенность.
    1. Фактический эффективный диаметр сопла [мм]
      Фактический эффективный диаметр сопла.
    1. Фактическая погрешность диаметра сопла [мм]
      Фактическая погрешность диаметра сопла.
    1. Фактическая геометрия форсунки и форсунки на входе
      Фактическая геометрия форсунки и форсунки на входе, K-фактор.
    1. Фактическая погрешность геометрии переднего сопла
      Фактическая погрешность геометрии переднего сопла.
    1. Зависимость положения иглы от времени [мм]
      Зависимость положения иглы от времени.
    1. Погрешность положения иглы в зависимости от времени [мм]
      Неопределенность положения иглы в зависимости от времени.
    1. Задержка впрыска [мс]
      Время, в течение которого распылитель достигает лазера на расстоянии 7 мм.необходимо для прошлых данных Sandia.
    1. Свойства топлива
      Ссылка на различные свойства топлива.
    1. Длина жидкости [мм]
      Максимальная степень проникновения жидкой фазы спрея во время впрыска. Описание измерения длины жидкости.
    1. Стандартное отклонение длины жидкости [мм]
      Стандартное отклонение длины жидкости.
    1. Погрешность длины жидкости [мм]
      Средняя погрешность длины жидкости.
    1. Длина отрыва [мм]
      Осевое расстояние от инжектора до места высокотемпературной реакции. Описание измерения длины отрыва.
    1. Стандартное отклонение длины отрыва [мм]
      Длина отрыва Стандартное отклонение.
    1. Погрешность длины отрыва [мм]
      Среднее значение длины отрыва Неопределенность.
    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. Стандартное отклонение задержки зажигания [мс]
      Задержка зажигания Стандартное отклонение.
    1. Погрешность задержки зажигания [мс]
      Среднее значение задержки зажигания Погрешность.
    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. Задержка зажигания на основе стандартного отклонения яркости [мс]
      Задержка зажигания Стандартное отклонение.
    1. Задержка зажигания в зависимости от погрешности яркости [мс]
      Неопределенность среднего значения задержки зажигания.
    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. Проникновение струи [мм]
      Текстовый файл с указанием расстояния проникновения границы струя / пар в зависимости от времени. Подробное описание.
    1. Длина пламени [мм]
      Осевая длина от инжектора до стехиометрической смеси пламени. Для ECN3 определено как 10% максимальной яркости
    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. Смешивание
      2D-данные включают ASI времени, соотношение F / A, неопределенность, мгновенные изображения, что бы ни.
    1. Объем жидкости
      Данные объемной доли жидкости, ссылки.
    1. Диаметр капли [мм]
      Распределение диаметра капель в зависимости от времени ASI.
    1. Скорость распыления [м / с]
      Скорость и турбулентность внутри распыления.
    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. 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. Высокоскоростные фильмы
      Ссылки на фильмы. Примеры включают хемилюминесценцию, сажу, шлирен, теневую диаграмму, жидкое рассеяние или затухание. Масштаб должен быть включен.Предпочтительно в [мм]
    1. Дополнительные файлы
      Дополнительные данные и описание для данного состояния.
    1. Базовое имя файла
      Экспериментальная структура именования, а также тип топлива, температура топлива и продолжительность работы форсунки.
    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,

— Температура около 15 ° C, — Преобразование плотности нефтепродуктов от наблюдаемой температуры до 15 ° C без использования таблицы ASTM Список всех статей в блоге Р. Дж. Пателя о Petroleum QC.

Один последователь из Киева, Украина запросил формулу для преобразования предмета.

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

D 15 = d o + C x (t o -15) Плотность при 15 градусах Цельсия = Наблюдаемая плотность + Константа x (наблюдаемая температура — 15)
Единица плотности кг / м 3 Где C — постоянное произведение в соответствии со следующей таблицей:

Бензин / НАФТА

Керосин / ATF

Дизель


B) Как использовать формулу вручную без калькулятора Наблюдаемая плотность = 747.0 кг / м 3 Темп. наблюдается = 18 град. c Таблица 53 ASTM B = 749,7 кг / м 3

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

2) умножить разность и константу т.е. 3 х 0,9 = 2,7 3) Добавьте этот продукт к шагу 1, т.е. 747,0 + 2,7 = 749,7 кг / м 3 Бензин, другие примеры:

Наблюдаемая плотность 756 при 10 ° C, плотность 15 ° C = 751.5, таблица ASTM = 751,6 кг / м 3


Наблюдаемая плотность 737 при 20 ° C, плотность 15 ° C = 741,5, таблица ASTM = 741,4 кг / м 3


Пример: 2. Джет А-1 / Керосин Наблюдаемая плотность = 790,0 кг / м 3 Темп. наблюдается = 19 град. c Таблица 53 ASTM B = 792,9 кг / м 3

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

2) умножить разность и константу т.е. 4 х 0,7 = 2,8 3) Добавьте этот продукт к шагу 1, т.е. 790,0 + 2,8 = 792,8 кг / м 3 Jet A-1 / Керосин другие примеры:

Наблюдаемая плотность 802 при 12 ° C, плотность 15 ° C = 799,9, таблица ASTM = 799,8 кг / м 3

Наблюдаемая плотность 780 при 23 ° C, плотность 15 ° C = 785.6, таблица ASTM = 786,0 кг / м 3



Пример: 3, газойль
Наблюдаемая плотность = 835,0 кг / м 3 Темп. наблюдается = 9 град. c Таблица 53 ASTM B = 830,8 кг / м 3

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

3) Добавьте этот продукт к шагу 1, т.е. 835,0 — 4,2 = 830,8 кг / м 3


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

Выше приведены таблицы преобразования плотности ASTM серии 1980 года. В некоторых отраслях промышленности все еще используются таблицы старых серий, например, ASTM 1952.

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.


Читатель может здесь помнить, что идея автора состоит в том, чтобы преобразовать наблюдаемую плотность в плотность 15 градусов Цельсия в поле с точностью и простотой. Отклонение от таблицы ASTM 53B составляет менее 0,4 кг / м 3 , что эквивалентно половине градуса Цельсия или половине единицы плотности при наблюдении за этими показаниями в термометре / ареометре, и то же самое доступно при измерении плотности в полевых условиях.

RJ Patel Профиль автора


Калькулятор плотности

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

.»; document.getElementById («topmenuout»). innerHTML = htmlVal; вернуть ложь; }

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

ρ = где:

ρ — плотность
м — масса
V — объем

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

. Обратите внимание, что на плотность также влияют давление и температура. В случае твердых тел и жидкостей изменение плотности обычно невелико. Однако, что касается газов, на плотность в значительной степени влияют температура и давление.Увеличение давления уменьшает объем и всегда увеличивает плотность. Повышение температуры приводит к уменьшению плотности, поскольку обычно увеличивается объем. Однако есть исключения, например, плотность воды увеличивается от 0 ° C до 4 ° C.

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

Единицы измерения общей плотности

1460 фунт 911 куб. [фунт / дюйм 3 ] 60 0,5933 тонна / кубический ярд
Единица кг / м 3
килограмм / кубический метр SI Единица
килограмм / кубический сантиметр 1,000,000
грамм / м3 ] 0.001
грамм / кубический сантиметр 1000
килограмм / литр [кг / л] 1000
грамм / литр [г / л] 1 27,680
фунт / кубический фут [фунт / фут 3 ] 16,02
фунт / кубический ярд [фунт / ярд 3 ]
фунт / галлон (США) 119.83
фунт / галлон (Великобритания) 99,78
унция / кубический дюйм [унция / дюйм 3 ] 1,730
унция / кубический фут [унция / фут 3 ] унция / кубический фут [унция / фут] 1,001
унция / галлон (США) 7,489
унция / галлон (Великобритания) 6,236
тонна (короткая) / кубический ярд 111186,6 1328.9
psi / 1000 футов 2,3067

Плотность обычных материалов

3 × 10 17
Материал Плотность в кг / м 3
Атмосфера Земли на уровне моря 1,2
Вода при стандартных температуре и давлении 1,000
81 360 Земля 1,3
Железо 7,874
Медь 8,950
Вольфрам 19250
Золото 19,300
Черная дыра выше 1 × 10 18

Топливо для дизельно-бензиновых двигателей и их свойства

\ n

2. Топливо на углеводородной основе

\ n

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.

\ n
Рисунок 1.

Классификация углеводородов [3].

\ n \ n

2.1 Алканы (парафины)

\ n

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.

\ n
Рис. 2.

Молекулярная структура первых четырех алканов [8].

\ n \ n \ n

2.2 Нафтены (циклопарафины)

\ n

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.

\ n
Рис. 3.

Циклическая молекулярная структура циклогексана [5].

\ n \ n \ n

2.3 Алкены (олефины)

\ n

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.

\ n
Рис. 4.

Молекулярная структура некоторых алкенов [5].

\ n \ n \ n

2,4 Алкины (ацетилены)

\ n

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.

\ n
Рис. 5.

Молекулярная структура некоторых алкинов [5].

\ n \ n \ n

2.5 Ароматические соединения (производные бензола)

\ n

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.

\ n
Рис. 6.

Молекулярная структура некоторых ароматических соединений [5].

\ n \ n \ n

3. Топливо двигателя внутреннего сгорания

\ n

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].

\ n

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

\ 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

\ 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

\ n

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].

\ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n
Класс API Определение Вязкость Цвет Состав
0–22,3 ° Тяжелый Слишком вязкий Темный Асфальт
22.3–31,3 ° Средний Средний Коричневый Дизель + бензин
31,3–47 ° Легкий Жидкость Светло-желтый Бензин

Таблица 1.

Классификация сырой нефти по классу API [5].

\ n

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].

\ n

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].

\ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n
Свойства RON MON
Двигатель скорость (об / мин) 600 900
Температура всасываемого воздуха (° C) 52 (125 ° F) 149 (300 ° F) )
Температура охлаждающей воды (° C) 100 (212 ° F) 100
Температура масла (° C) 57 (135 ° F) 57
Время зажигания 13 ° KMA (до ВМТ) 13–19 ° KMA (до ВМТ)
Диапазон гвоздей свечи зажигания 0.508 (0,020 дюйма) 0,508
Давление всасываемого воздуха Атмосферное давление
Соотношение воздух-топливо Отрегулировано по максимуму детонация
Степень сжатия Отрегулирована для достижения стандартной детонации

Таблица 2.

Условия испытаний для измерения октанового числа [4].

\ n

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

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

\ n

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].

\ n

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

\ 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

\ n

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].

\ n

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.

\ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n
Топливо Замкнутая формула Молярный вес Теплотворная способность Стехиометрический Октановое число Температура испарения (кДж / кг) CN
HHV (кДж / кг) LHV (кДж / кг) (A / F) s (F / A) s MON RON
Бензин C 8 H 15 111 47,300 43,000 14.6 0,068 80–91 92–99 307
Легкое дизельное топливо C 12,3 H 22,2 170 44 800 42 500 14,5 0,069 270 40– 55
Тяжелое дизельное топливо C 14,6 H 24,8 200 43,800 41,400 14.5 0,069 230 35–50
Изооктан C 8 H 18 114 47 810 44 300 15,1 0,066 100 100 290
Гептан C 7 H 16 100 48070 44,560 15.2 0,066 0 0 316
Цетан C 16 H 34 226 47280 43 980 15 0,066 292 100
Гептаметилнонан C 12 H 34 178 15 0.063 15
Альфа-метилнафталин C 11 H 10 142 13,1 0,076 0
Изодекан C 10 H 22 142 47 590 44 220 15.1 0,066 92 113

Таблица 3.

Обычные виды топлива и их свойства [4] .

\ n

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 \ 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

\ n

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

\ 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

\ n

, 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.

\ n

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

\ n

\ 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

\ n

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

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

\ n

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].

\ n

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].

\ n \ n

4. Природный газ и сжиженный нефтяной газ (LPG)

\ n

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.

\ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n
Состав Точка кипения (° C) Состав Точка кипения (° C )
Метан −161,6 Изопентан 28
Этан — 88,6 n-Пентан 36,1
Пропан −42.1 Гексан 69
Изобутан −11,7 Гептан 98,4
n- Бутан -0,5 \ n \ n

Таблица 4.

Соединения и точки кипения в природном газе [5].

\ n

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].

\ n

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 \ 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

\ n

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.

\ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n
Свойства Природный газ Виды топлива Теплотворная способность (ккал / кг)
Объем по составу (%) 95–98 1 кг дизельного топлива 10,200
Молярная масса (кг / моль) 16.04 1 кг нет: шесть мазутов 9200
Плотность (кг / м 3 ) 0,82 1 кг СНГ 11000
Тепловая ценность (МДж / м 3 ) 36,14 1 кг импортного бурого угля 4700/6500
Максимальная скорость пламени (м / с) 0,39 1 м 3 природный газ 8250

Таблица 5.

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

\ n

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].

\ n

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.

\ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n
Свойства Пропан Бутан Бензин
Объемная масса при 15 ° C (кг / л) 0,508 0,584 0.73–0,78
Давление газа при 37,8 ° C (бар) 12,1 2,6 0,5–0,9
Кипение температура (° C) −42 0,5 30–225
RON 111 103 96– 98
MON 97 89 85–87
Нижняя теплотворная способность (МДж / кг) 46.1 45,46 44,03
Нижняя теплотворная способность (МДж / л) 23,4 26,5 32,3
Стехиометрическое соотношение 15,8 15,6 14,7

Таблица 6.

Свойства сжиженного нефтяного газа и бензина [1].

\ n

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.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.