Плотность топлива: Определение плотности нефтепродуктов — Статьи от МосНефтеТранс

Содержание

Удельные веса и плотности жидких топлив. Бензин, керосин, дизтопливо, пропан, бутан, мазут. Сколько весит литр бензина.





Адрес этой страницы (вложенность) в справочнике dpva.ru:  главная страница  / / Техническая информация / / Рабочие среды / / Нефть и нефтепродукты. Бензин, керосин, дизтопливо (солярка), мазуты. Жидкие топлива.  / / Удельные веса и плотности жидких топлив. Бензин, керосин, дизтопливо, пропан, бутан, мазут. Сколько весит литр бензина.

Поделиться:   

Удельные веса и плотности жидких топлив. Бензин, керосин, дизтопливо, пропан, бутан, мазут. Сколько весит литр бензина.

Удельные веса и плотности жидких топлив. Бензин, керосин, дизтопливо, пропан, бутан, мазут. Сколько весит литр бензина.

Топливо

Плотность, кг/м3 Удельный вес, л/кг Удельный вес л/т

Бензин

0,690-0,720

690-720 1,388 — 1,450 1388-1450

Дизтопливо летнее

0,860

860 1,163 1163

Дизтопливо зимнее

0,840

840 1,190 1190
Пропан жидкий при НУ

0,510-0,530

510-530 1,886 — 1,960 1886-1960

Бутан жидкий при НУ

0,580-0,610

580-610 1,639 — 1,724 1639-1724

Керосин русский

0,817

817 1,224 1224

Керосин американский

0,783

783 1,277 1277

Мазут Ф5 (флотский)

0,955

955 1,047 1047

Мазут Ф12 (флотский)

0,960

960 1,041 1041
Мазут М40 0,965 965 1,036 1036
Мазут М100
1,015 1015 0,985 985
Мазут топочный 0,900-1,050 900-1050 0,952 — 1,111 952-1111
Поиск в инженерном справочнике DPVA. Введите свой запрос:
Поиск в инженерном справочнике DPVA. Введите свой запрос:
Если Вы не обнаружили себя в списке поставщиков, заметили ошибку, или у Вас есть дополнительные численные данные для коллег по теме, сообщите , пожалуйста.
Вложите в письмо ссылку на страницу с ошибкой, пожалуйста.
Коды баннеров проекта DPVA.ru
Начинка: KJR Publisiers

Консультации и техническая
поддержка сайта: Zavarka Team

Проект является некоммерческим. Информация, представленная на сайте, не является официальной и предоставлена только в целях ознакомления. Владельцы сайта www.dpva.ru не несут никакой ответственности за риски, связанные с использованием информации, полученной с этого интернет-ресурса. Free xml sitemap generator

Удельный вес солярки, ее плотность, а также таблица значений

Солярка, другое название этого продукта – дизельное топливо, представляет собой продукт жидкого типа, который используют в качестве топлива в двигателях внутреннего сгорания дизельного типа. Получается данный материал из газойлевых керосиновых фракций перегонкой нефти прямым способом.

Данный продукт предназначен для применения в качестве топливного материала в дизельных двигателях с оборотами в диапазоне от 600 до 1000 в минуту. Основными потребителями солярки являются такие виды транспорта и оборудования, как грузовой автотранспорт, железнодорожный транспорт, военная техника, водный транспорт, сельскохозяйственная техника, электрогенераторы дизельного типа, а также некоторые виды легкого автотранспорта.

Этот вид материала в разговорной речи получил свое название «солярка» благодаря немецкому слову Solaröl, которое в переводе значит – солнечное масло. Так обозначались тяжелые фракции материалов при перегонке нефти.

При работе с соляркой важно учитывать ее качество. Об этом отлично даст понять такой параметр как удельный вес солярки.

Формулы расчета плотности, веса и объема дизтоплива

Формула определения веса ДТ

Вес топлива определяется умножением плотности нефтепродукта на его объем. 1850 литров ДТ при плотности 0,840 кг/м3 будет весить 1554 кг. 1000 литров дизтоплива плотностью 0,860 кг/м3 будет весить 860 кг.

Формула определения объема ДТ

Актуальный при транспортировке, реализации и бухгалтерском учете вопрос: как перевести вес топлива в объем?

Чтобы узнать объем дизельного топлива необходимо его массу поделить на плотность. Если есть 1 тонна ДТ, а его плотность составляет 0,840 кг/м3 – объем составит 1 190 литров 476 грамм.

Формула определения плотности ДТ

Плотность дизельного топлива – это соотношение массы нефтепродукта к его объему. Если есть 860 кг дизтоплива объемом 1000 литров, то плотность составит 0,860 кг/м3.

Плотность дизельного топлива регламентируется ГОСТ 305-82. Стандарт фиксирует значение при 20 градусах по Цельсию. Плотность дизтоплива, в зависимости от его сезонного вида государственными стандартами установлена следующая:

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

Для определения плотности дизельного топлива другим методом нужно:

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

Из-за чего расход топлива дизеля увеличивается зимой

Самым острым вопросом для водителей остается большой расход топлива в зимний период. Дело в том, что крайне высокая плотность топлива может выделять огромное количество энергии, а также наоборот. Исходя из этих выводов, можно сделать вывод о том, что меньшая плотность сокращает количество выделяемой энергии, соответственно, чтобы повысить эффективность работы двигателя, нужно сжигать огромное количество ДТ. Поэтому расход топлива зимой намного больше. Чтобы снизить расход топлива, применять летнюю солярку зимой нецелесообразно. Дело в том, что высокоплотное вещество содержит большое количество парафинов, которые улучшают его свойства. При снижении температуры, они отделяются, а само ДТ утрачивает свои текучие свойства, а затем просто превращается в гель. Таким образом, двигатель отказывается запускаться, а слить замерзшую солярку из бака становится настоящей проблемой.

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.

Сколько тонн и литров, в кубе дизельного топлива?

Объем кубический метр. В этом объёме (независимо от температуры) будет всегда 1000 (тысяча) литров или кубических дециметров. А вот масса дизельного топлива сильно меняется от температуры. На этом навариваются на заправках, а особенно донкерманы на танкерах. В удачный рейс на танкере 7 000 тонн можно до 25 тонн соляры налево сплавить)))) ) При повышении температуры объем нефтепродуктов увеличивается и определяется по формуле V 2 = V1 (1 + ∆tβ) , где V2 – объем нефтепродукта при повышении температуры на 1 °С; V1 – первоначальный объем нефте- продукта; ∆t – разность температур; β – коэффициент объемного расширения нефтепродукта (табл. 2). 2 Коэффициенты объемного расширения нефтепродуктов в зависимости от плотности при +20 °С на 1 °С Плотность, Плотность, г/см3 β г/см3 β 0,700 …0,710 0,00127 0,800 …0,810 0,00095 0,710 …0,720 0,00123 0,800 …0,810 0,00092 0,720 …0,730 0,00120 0,800 …0,810 0,00089 0,730 …0,740 0,00116 0,800 …0,810 0,00087 0,740 …0,750 0,00113 0,800 …0,810 0,00084 0,750 …0,760 0,00110 0,800 …0,810 0,00082 0,760 …0,770 0,00107 0,800 …0,810 0,00079 0,770 …0,780 0,00104 0,800 …0,810 0,00077 0,790 …0,80 0,00098 0,800 …0,810 0,00072 .

У Вас топливо начали кубами продавать, а зап. части кучками ? :))

Много, Мультик, много…

В одном кубе 1000 литров или приблизительно 850 кг (последнее сильно зависит от температуры)

в один кубический метр помещается 1000л жидкости, плотность диз топлива составляет не более 860 кг/м³, отсюда можем сделать вывод, что масса топлива составит 860 кг….

[Вес] = [плотность] *[объём] = 0,85*1000 = 850кг=0,85т (примерно) Куб жидкости = Тысяча литров жижкости (объём = объёму) Р. S. Это также, как и про молоко 1 литр молока больше по объёму 1 кг молока, а 1 литр подсолнечного масла весит меньше 1 кг.

Не мучайте себя расчетами, лучше воспользуйтесь готовым калькулятором плотности: [ссылка заблокирована по решению администрации проекта]

touch.otvet.mail.ru

сколько литров в тонне дизельного топлива

При ​температуре 20º С, удельный вес стандартного диз. топлива 0,825 кг/л. Поэтому объем тонны солярки равен 1212.12литров, при 20ºС.

1160, 1140 литров примерно, зависит от качества дизеля

Что бы это узнать, необходимо знать плотность ДТ, вот вам формула. M=pV, отсюда находим отъем V= m/p, м- масса, р- плотность ДТ

1176,5кг. (коэффициент перевода 0,85)

нормальная плотность солярки 0.8 примерно вот и считай 1000 литров равна 800 килограммам

Вы задали очень глубокомысленный вопрос…

И типа, от температуры не зависит?

https://www.petroltrade.ru/n_dizeltopl.html

скорее всего если вам кто то предложил купить или продать тонну солярки то тут имелось ввиду 1000 литров ИМХО

touch.otvet.mail.ru

Сколько весит 1 литр солярки

Сколько весит 1 литр солярки (в кг)?

Сколько весит 1 литр солярки (в кг)?

  • Вес дизельного топлива может несколько разниться в зависимости от конкретного вида. Так в общем можно сказать, что один литр солярки будет весить от 0,83 до 0,86 килограмм. А именно летняя солярка будет весить как раз 0,86 килограмм, а зимняя уже — 0,84 килограмм, а вот арктическая — 0,83 килограмм.
  • На самом деле солярка как и бензин не имеет определенного состава — это зависит от технологии получения, исходного сырья. Поэтому можно говорить только об усредненных значениях — от 830 до 860 г/л. А вот био-дизель имеет плотность 880 г/л.
  • Вес одного литра дизельного топлива(солярки) зависит от его вида. Например:

    Литр летней солярки весит 0,860 кг;

    Литр зимней — 0,840 кг;

    А арктической — 0,830 кг.

    При условии, что е температура будет равняться +20 градусам по Цельсию.

  • Литр солярки весит 850 грамм что равно 0,85 кг.
  • Вес одного литра солярки может незначительно колебаться в зависимости от вида самой солярки:
  • так один литр летней солярки весит 860 граммов;
  • литр зимней солярки весит чуть меньше — 840 граммов;

  • литр арктической солярки весит еще чуть меньше — 830 граммов.

Эти значения веса верны при комнатной температуре (около 20C).

info-4all.ru

Удельный вес дизельного топлива. Вес дизельного топлива в 1 литре

«Дизель», ДТ или «солярка» – обиходные названия топлива, используемого в дизельных двигателях внутреннего сгорания. Этот продукт нефтепергонки используется уже не первое десятилетие в основном как топливо для сельскохозяйственной и военной техники, железнодорожного транспорта, для дизельных электрогенераторов и котельных, а также при обработке металлов и кож.

Характеристики дизельного топлива, температурные параметры использования, химические и физические свойства прописаны в ГОСТах. Стандарты качества, разработанные еще в Советском Союзе 1666-42 и 1666-51, определяют качества солярового низкооборотного масла, непригодного для современных высокооборотистых двигателей.

Классификация ДТ

Сегодня в каждой стране действуют свои стандарты качества на дизельное топливо, но есть основные категории классификации, общие для любого вида солярки прописанные в межгосударственных ГОСТах 32511-2013(EN 590:2009), 305-2013 и 2517-2012.

Выделяют топливо с низкой вязкостью (дистиллятное), применяемое для высокооборотисных двигателей и остаточное, с низкой вязкостью. В отличие от гидроочищенных керосино-газойлевых фракций дисцилятного топлива, остаточное состоит из смеси мазутов и керосино-газойлевых фракций.

Главный принцип классификации – сезонность.

Его можно использовать только при плюсовых температурах. Удельный вес летнего дизеля – 860 кг/м3 (определяется теоретическая плотность любого вида ДТ при +20ºС). С повышением температуры удельный вес уменьшается ориентировочно на 0,0007 г/см3, а при понижении температуры, соответственно, увеличивается.

При температуре –5ºС парафины летнего ДТ густеют и забивают систему. Использование присадок помогает отсрочить загустевание, но повышенную при минусовых температурах плотность летнего топлива они не изменяют. Температура вспышки 62ºС.

Рекомендованная температура эксплуатации от –20ºС до –35ºС. Удельный вес зимней солярки 840 кг/м3. При –35 градусах Цельсия застывает. Вспышка происходит при +40 ºС.

Рекомендуется использовать в диапазоне отрицательных температур 45–50ºС. Плотность дизеля 830 кг/м3, а температура вспышки +35 градусов Цельсия. Получают ДТ А путем депарафинизации летнего ДТ либо добавлением в чистый керосин повышающие цетановое число присадок и моторного масла для повышения смазывающих свойств.

Вес дизельного топлива в 1л составляет примерно 850 г или 0.85 кг

Таблица веса дизельного топлива

Вид ДТТемпературный диапазон (ºС)Плотность (кг/м3)Удельный вес (г/см3)
Летнее+0 …8600,86
Зимнее–35… –208400,84
Арктическое–50…–458300,83
Основные характеристики

Цетан – углеводород, содержащийся в дизельном топливе, характеризуется быстрым воспламенением под действием горячего сжатого воздуха, образующегося в камере сгорания дизельного ДВС. Цетановое число определяет качество воспламенения дизеля, оно не должно быть ниже 45 – 50. Можно сделать вывод, что чем выше цетановое число, тем быстрее воспламениться топливо. Качественная солярка имеет высокое содержание парафинов и высокое цетановое число.

Нефть содержит в своем составе серу. В дизельном топливе содержание сернистых соединений строго регламентировано. В рамках борьбы за экологичность топлива, а также уменьшения износа элементов ДВС содержание серы должно сводиться к минимуму. Однако с уменьшением процентного соотношения смазывающие качества дизеля ухудшаются, поэтому необходимо использовать специальные присадки. Наилучшим по показателям считаются марки ДТ ЕВРО-4 и ЕВРО-5 с содержанием серы до 0,05%.

naruservice.com

Удельный вес дизельного топлива (солярки)

Для начала хотелось бы уточнить, что понимается под удельным весом (далее УВ) в физике и химии, а уже потом перейти к удельному весу дизельного топлива или как его еще называют – удельный вес солярки.

Пробежимся по теории.

Удельный вес топлива

Удельный вес это отношение веса [ P ] какого-либо рассматриваемого вещества к его объему [ V ], именно веса, а не массы как многие думают. Впрочем, разницы тут особой для нас нет, это только с научной точки зрения понятия различимые и путать их никак нельзя. В быту уж так прижилось, что вес это масса.

Удельный вес вещества [ y ] можно также выразить через его плотность [ p ] : y=p*g

где g — ускорение свободного падения в конкретной точке пространства, обычно считают его равным 9,81 м/с*с.

Единицей измерения УВ является величина 1 Н/м3 (Ньютон, деленный на метр кубический).

Плотность топлива

Плотность топлива – это количество его массы в килограммах, которое помещается в одном кубическом метре. Данная величина не постоянная и зависит от температуры дизельного топлива, что плохо сказывается на работе двигателя автомобиля, если солярка по плотности плохого качества. Чем выше температура жидкости, тем меньше ее плотность и наоборот. Так же известен тот факт, что чем выше плотность автомобильного топлива, тем тяжелее его фракционный состав. Это приводит к тому, что у бензина или солярки существенно ухудшаются процессы распыления и испарения, поэтому в камерах сгорания двигателя и в топливной системе более интенсивно происходят различного рода отложения, что со временем все сильнее затрудняет передвижение топлива по системе. Так же это способствует образованию нагара на клапанах двигателя.

Удельный вес солярки

Плотность топлива и, следовательно, его удельный вес измеряют специальным прибором, который называется ареометр.

По действующему ГОСТу для удельного веса солярки приняты следующие значения (для температуры ДТ +20С):

удельный вес летнего дизельного топлива должен быть в пределах 8440 Н/м3 удельный вес зимнего дизельного топлива — 8240 Н/м3

или в плотности:

плотность летнего дизельного топлива – 860 кг/м3 плотность зимнего дизельного топлива – 840 кг/м3

плотность арктического дизельного топлива – 830 кг/м3

На практике, если брать в расчет только качественное ДТ, получается, что при изменении температуры солярки на один градус по Цельсию, ее плотность изменяется на 0,00075. Данный коэффициент можно использовать для перерасчета величины плотности ДТ в различных температурных условиях. Но стоит помнить, что на большинстве автозаправочных станций качество продукта оставляет желать лучшего, и какие примеси в нем присутствуют никому не известно. Если плотность чистого топлива и поддается перерасчету по такому коэффициенту, то плотность примесей в нем далеко не всегда.

Вес 1 литра дизельного топлива (солярки)

Исходя из приведенных выше значений плотности солярки, легко вычислить вес 1 литра дизельного топлива. Варьироваться он будет в пределах от 830 грамм до 860 грамм, то есть чем выше температура солярки, тем легче будет весить 1 ее литр.

autosquad.ru

Cколько весит 100 литров дизельного топлива?

Главная → Сколько весит? →

100 литров дизельного топлива весит 82 кг

Для расчёта использовались данные о плотности дизельного топлива при нормальном атмосферном давлении (760 мм рт. ст.) и температуре 15°C, которая составляет: 820 кг/м³

Агрегатное состояние вещества: Жидкость

Просим учесть, что вес вычислен исходя из объёма ёмкостей и ни в коей мере не гарантируем, что они содержат указанный объём, однако, для приблизительных измерений в повседневной жизни вычисленный вес вполне применим.

Для определения более точного веса, вам стоит воспользоваться весами!

Так же, учтите, что некоторые вещества могут деструктивно воздействовать на указанные ёмкости и в реальной жизни не могут находиться в них.

20000 шт. 5555,6 шт. 400 шт. 100 шт. 66,7 шт. 33,3 шт. 5 шт.

Калькулятор дизельного топлива

Объём, л = Вес, г

Другие значения
Что ищут ещё

skolkochego.ru

«Питер — АТ» ИНН 780703320484 ОГРНИП 313784720500453

piter-at.ru

Дизельные топлива плотность — Справочник химика 21

    Дизельное топливо плотность, рЛ 5 [c.117]

    Для определения температуры вспышки дизельных топлив могут быть использованы такие косвенные показатели, как, например, плотность (pf) и вязкость (v5o, мм / ). Для дизельного топлива с содержанием серы до 0,5% (масс.) уравнения регрессии имеют вид [50]  [c.50]

    Дизельное топливо плотность, г/см цетановое число температура застывания, °С содержание серы, ррш 0,842/0,820 54/58 -18/-30 100/10 - [c.800]


    Продукция легкий и тяжелый алкилаты, пропан, я-бутан, изобутан (при избыточном содержании в исходном сырье). Характеристика легкого алкилата (к. к. — 185 X), используемого как высокооктановый компонент бензинов плотность 690— 720 кг/м- , 50% (об.) выкипает при температуре не выше 105 °С, давление насыщенных паров при 38 °С не более 350 мм рт. ст., октановое число без ТЭС 91—95 (м. м.), йодное число менее 1,0, содержание фактических смол менее 2,0. Тяжелый алкилат, выкипающий в интервале 185—310 °С, с плотностью 790—810 кг/м применяется в качестве растворителя для различных целей, компонента дизельного топлива. 
[c.169]

    Нафтеновые углеводороды являются наиболее высококачественной составной частью моторных топлив и смазочных масел. Моноциклические нафтеновые углеводороды придают автобензинам, реактивным и дизельным топливам высокие эксплуатационные свойства, являются более качественным сырьем в процессах каталитического риформинга. В составе смазочных масел нафтены обеспечивают малое изменение вязкости от температуры (т.е. высокий индекс ма — сел). При одинаковом числе углеродных атомов нафтены по сравнению с алканами характеризуются большей плотностью и, что особенно важно, меньшей температурой застывания. 

[c.65]

    Пределы температур выкипания дизельного топлива могут колебаться в широких пределах. Верхний предел для легких фракций фиксируется температурой вспышки и плотностью, в то время как для высококипящих фракций из сернистого сырья — кислотной стойкостью материалов. [c.83]

    Вместе с тем, как правило, эти топлива характеризуются некоторыми отличиями физико-химических свойств, в частности, повышенной по сравнению с дизельными топливами плотностью (ГОСТ 305-82). Это приводит к некоторому увеличению длины струй Ь при распыливании сложных эфиров в КС [c.164]

    Как уже отмечалось, отверждение густых обработанных известью буровых растворов в кольцевом пространстве между обсадными и насосно-компрессорными трубами, было причиной капитального ремонта скважин. Поэтому в начале 50-х годов в ряде глубоких скважин на северном побережье Мексиканского залива обработанный известью раствор, находившийся в кольцевом пространстве между обсадными и насосно-компрессорными трубами, был заменен раствором органофильной глины и барита в дизельном топливе. Плотность этого раствора была такой же, как и бурового раствора, применявшегося при проводке скважины в ряде случаев она превышала 2,15 г/см . Через несколько лет, когда в некоторых из этих скважин производили капитальный ремонт, после освобождения пакера колонны насосно-компрессорных труб поднимали без каких-либо затруднений. 

[c.81]


    После дизельного топлива плотностью в, = 0,833 г/см I = 17°) в 18 час. 12 мин. начали качать керосин 6, = = 0,817 г/с. t = 15 ). Примерно через 34 часа, в 4 часа 45 мин., произошла смена нефтепродуктов. После керосина плотностью бензин плотностью d = 0,728 г/сл1 нри t = 10°. Автоматический плотномер во всех 
[c.267]

    Условия процесса 100 объемных частей дизельного топлива (плотность при 20° 0,898, фонолы 14% объемн., температура застывания 1°) смешивают с 25 объемными частями легкого бензина (плотность при 20° 0,680) и экстрагируют 50 объемными частями 80%-ного метанольного раствора (плотность нри 20° 0,848). Выходы и характеристики продуктов (после отгонки метанола и легкого бензина) приведены в табл. 64. [c.234]

    Плотность дизельного топлива для марок Л и 3 при температуре 20 °С — не более 860 и 840 кг/м соответственно. [c.17]

    Растительные масла при нормальных условиях могут находиться в твердом состоянии, но чаще они представляют собой маслянистые жидкости с повышенными по сравнению с дизельным топливом плотностью (обычно р = 900—1 ООО кг/м ) [c.185]

    В данном разделе рассмотрено каталитическое действие металлической меди на окисление дизельного топлива кислородом и влияние содержания серы на окисляемость дизельного топлива. Исследовано влияние адсорбционной очистки, при которой удаляются смолистые вещества и микропримеси, происхождения и сорта дизельного топлива на его окислительную стабильность. Сделана оценка стабильности дизельного топлива по результатам изучения кинетики поглощения О2 с одновременной регистрацией оптической плотности топлива. Рассмотрена кинетика накопления первичных продуктов окисления дизельного топлива. Сопоставлены показатели термоокислительной стабильности дизельных и реактивных топлив, получаемых с применением гидрогенизационных процессов. На базе кинетической модели окисления проведено прогнозирование допустимых сроков хранения дизельного топлива с пониженным содержанием серы при контакте с металлической поверхностью. 
[c.123]

    Сечение под 21-й тарелкой количество паров, кг/ч количество жидкости, кг/ч рабочая скорость паров, м/с удельная нагрузка по жидкости на единицу длины, м /(м-ч) плотность паров, кг/м плотность жидкости, кг/м рабочий коэффициент скорости флегмовое число Характеристика погоноразделения, °С наложение между широкой фракцией и дизельным топливом наложение между дизельным топливом и мазутом К. п. д. тарелки 

[c.69]

    О качестве и выходах керосинов судят на основании исследования композиции из 10-градусных фракций, выкипающих от 120 до 300— 320″ С. За вычетом некоторых первых и последних из 10-градусных фракций получают керосины, отвечающие по качеству нормам ГОСТ. Дл г полученных композиций определяют плотность, высоту некоптящего пламенн, содержание серы и др. Подобно этому определяют г.ыход и качество фракции дизельного топлива. Фракционный состав дистиллятов по ГОСТ 2177—66 пересчитывают на фактический их [c.150]

    Пример 2. 6. Определить теплосодержание 1 кг дизельного топлива при температуре 98° С, имеющего плотность = 0,874. 

[c.21]

    Адсорбционная способность шарикового алюмосиликатного катализатора в результате обработки сырых.шариков дизельным топливом увеличивается почти в 1,5 раза при этом индекс каталитической активности практически не изменяется, насыпная плотность понижается с 0,73 до 0,64 г/см , а удельный объем пор, удельная поверхность и средний радиус пор увеличиваются также почти в 1,5 раза. [c.126]

    Растворимость водорода также зависит от природы жидкой фазы и ее количества. С уменьшением плотности растворителя, ндпример в ряду дизельное топливо — керосин — бензин, растворимость водорода возрастает. Чем больше образуется при сепарации жидкой фазы, тем больше расходуется водорода на растворение. [c.21]

    Промышленный ПАВ ОП-10, имеющий достаточно однородный состав с содержанием основного вещества около 99 и влаги 0,5 %, представляет собой пастообразное вещество от светло-желтого до коричневого цвета плотностью df =1,06—1,08, которое легко растворяется в дистиллированной и пластовой водах, этаноле и бензоле, ограниченно растворяется (менее 10%) в четыреххлористом углероде и практически нерастворим в уайт-спирите и дизельном топливе. [c.73]


    С повышением температуры в реакторе увеличиваются плотность и показатель преломления бензиновой фракции, а также коксуемость и содержание сернокислотных смол во фракции дизельного топлива. Это является следствием увеличения общего количества ароматических. Содержание непредельных углеводородов в этих фракциях различно. Во фракции дизельного топлива содержание непредельных возрастает с повышением температуры в реакторе. В бензиновой фракции оно [c.120]

    Увеличение глубины гидроочистки дизельного топлива (содержание 5 = 0.05% масс.) вызывает сокращение продолжительности начальной стадии окисления до 30-40 мин и переход в режим окисления с максимальной скоростью, при котором интенсивность смолообразования резко возрастает. Время достижения максимального значения оптической плотности (А = 1.2) составляет 70-90 мин. [c.149]

    Уменьшение содержания серы в дизельном топливе значительно сокращает время достижения высоких значений оптической плотности (от 90-120 мин при содержании S = 0.1% до 35-70 мин при содержании S = 0.02%). [c.158]

    Образцы разработанной присадки были испытаны в составе товарного дизельного топлива, содержащего нестабильные продукты вторичных процессов, лабораторным методом. Окисление топлива молекулярным кислородом проводили на газометрической установке при 120°С в присутствии медного кольца (5си = 166 см /л) в течение 7 ч с одновременной регистрацией концентрации поглощенного кислорода (Л[02], моль/л) и оптической плотности топлива (А), характеризующей смолообразование в системе [63, 64, 102 . Установлено, что при введении присадки в топливо (0.04% масс.) в конце опыта уменьшаются значения А[02] от 0.22 моль/л (в отсут- [c.184]

    Опыты по нанесению катализатора на активированные угли, испытанию активности катализаторов и окислительной демеркаптанизации дизельного топлива проводили на установке непрерывного действия (рис.2.4). В качестве реактора используют стеклянную насадочную колонку (1) диаметром 20 мм и высотой 200 мм, снабжённую обратным холодильником и контактным термометром (2). Обогрев реактора осуществляют с помощью нихромовой спирали, регулирование температуры — контактным термометром и электронным реле (5) с точностью 0,5″С. В качестве носителей используют древесный уголь и активированные угли марок КАД-Д, АГ-3, АГ-5, СКТ, АР-3 в качестве катализатора — натриевые соли сульфофталоцианинов кобальта и полифталоцианина кобальта. Активированный уголь загружают в реактор одним слоем высотой 100 мм на пористую перегородку (10). Нанесение фталоцианина кобальта на активированные угли проводят путём циркуляции его 0,5 %-ного водного раствора через носитель при комнатной температуре. Подачу раствора катализатора и очищаемых углеводородов в реактор осуществляют перистальтическим дозировочным насосом (6), скорость подачи кислорода и воздуха в реактор измеряют ротаметром (8) и регулируют игольчатым вентилем. Через определённые промежутки времени в растворе определяют содержание фталоцианина кобальта на приборе ФЭК-56 по оптической плотности. [c.35]

    При уменьшении содержания серы в дизельном топливе изменяется характер кинетики поглощения кислорода и роста оптической плотности. Для топлива с пониженным содержанием серы характерно наличие начального периода окисления, при котором рост оптической плотности незначителен. Введение в окисляющуюся систему (ДТ-11 + О2 + Си, 120°С) ионола (0.01% масс.) приводит к практически полному прекращению поглощения кислорода и роста оптической плотности топлива в течение 120 мин (рис. 5.23, 5.24). По завершении индукционного периода топливо окисляется с постоянной скоростью, характерной для нестабилизированного образца. В то время как в топливах с повышенным содержанием серы (ДЛ-0.2) антиоксиданты фенольного типа не способны вызвать индукционный период окисления, а лишь обеспечивают [c.207]

    Количе- стоо карбамида, к исходному дизельному топливу Выход, % к исходному дизельному топливу Плотность Показатель преломлс-20 НИЯ Температура застывания, °С  [c.86]

    В этом уравнении большинство величин может быть определено-по приведенным выше зависимостям, справочным данным и известным законам теплопередачи. По результатам лабораторных экспериментов с керосином и дизельным топливом определены средние значения приведенного коэффициента теплоотдачи [ацр = = 33,6 Вт/(м2-°С)] и характерной толщины теплового слоя нефтепродукта (бн=0,053 м) для времени прогрева 2,5 ч. Для п1аро-воздушной смеси в резервуарах с керосином и дизельным топливом плотность и теплоемкость смеси можно принимать по воздуху при начальной температуре процесса. [c.125]

    Следующий случай полного разрушения резервуара РВС-5000, построенного рулонным способом из стали СтЗс, произошел при температуре минус 40°С 28 января 1969 г на площадке Сокур-4 Новосибирской области. Резервуар № 11 был введен в эксплуатацию в декабре 1966 п По результатам нивелирования в 1968 г, максимальная разность, отметок диаметрально противоположных точек составила 100 мм, а смежных точек 50 мм. Резервуар был заполнен 4,01.69 г. летним дизельным топливом плотностью 0,833 г/см на высоту 10,4 м. [c.10]

    Сушественно отличаются от дизельных тогшив по своим физико-химиче-ским свойствам и спиртовые топлива, в частности, метиловый спирт (метанол СН3ОН), а также изомер этилового спирта — диметиловый эфир (ДМЭ СН3ОСН3). Отличительными особенностями этих топлив являются низкомолекулярный углеводородный состав, пониженные по сравнению с дизельным топливом плотность и вязкость, а также наличие в их составе значительного количества кислорода около 50 % по массе — в молекуле метанола и около 30 % — в молекуле ДМЭ. Эти особенности физико-химических свойств и предопределяют отличия показателей токсичности ОГ дизелей, работающих на рассматриваемых альтернативных топливах. [c.65]

    Крекинг тяжелого сырья на адсорбенте-катализаторе АД дает более высокий выход автомобильного бензина, чем на широконо-ристом адсорбенте-катализаторе СД. Полученный бензин характеризуется более высокими иодными числами. Меньшая насыпная плотность адсорбентов-катализаторов АД и СД по сравнению с алюмосиликатным катализатором позволяет при однох п той же объемной скорости п при прочих равных условиях значительно сокращать энергетические затраты за счет снижения расхода воздуха при транспортировании их в пневмосистемах установок каталитического крекинга. При этом бензин, получаемый в процессе крекинга на адсорбенте-катализаторе АД, по своим качествам равноценен бензину, получаемому на алюмосиликатном катализаторе. Применение широкопористого адсорбента-катализатора СД обеспечивает получе-нпе дизельного топлива с высокими цетановыми числами путем крекинга тяжелого сырья. [c.129]

    Нефть Баракаевского месторождения легкая (относительная плотность 0,8081), парафинистая (3% парафина), малосернистая (0,12% серы), малосмолистая. Выход фракций до 200 °С—49,7, до 350 °С —81,2%. Фракции до 120,°С содержат мало ароматических углеводородов (1—2%) и до 68% нафтеновых. В более высококипящих фракциях количество ароматических углеводородов достигает 39% в дистилляте 400—420 С, а содержапие нафтеновых уменьшается и во фракциях 200—250 и 250—300 °С составляет соответственно 25 и 18%. Фракция 28—200 °С баракаевской нефти имеет низкое октановое число (48,3 без ТЭС). Из нефти могут быть получены летние дизельные топлива или компоненты специального топлива. Остатки нефти характеризуются высокой температурой застывания (31—38°С), низкой коксуемосью (3,58% для остатка выше 420 °С) остаток выше 420 °С может быть использован в качестве топочного назута 100. [c.341]

    У моторного топлива по сравнению с дизельным больше плотность и вязкость, поэтому такой способ очистки не всегда эффективен. При отстаивании моторного топлива необходимо его подогревать до температуры, обеспечивающей снижение вязкости до 1,5—2 ВУ (но не менее чем на 15 °С ниже температуры вспышки топлива). Продолжительность отстаивания должна быть не менее 8 ч, так как только в этом случае частицы загрязнений и вода могут выпасть в осадок. Наличие в моторном топливе асфальтосмолистых и воды — основная причина образования стойкой водотопливной эмульсии. При образовании такой эмульсии, которую можно обнаружить при спуске отстоя, рекомендуется направлять ее в отдельную шламовую цистерну. При длительном отстое моторного топлива с большой плотностью возможно послойное распределение воды в топливе, в результате чего не удастся удалить сколько-нибудь значительную массу воды из топлива. [c.121]

    Окисление образца дизельного топлива ДТ-3 с содержанием 8 = 0.10% масс. (АО НУНПЗ, 02.1997) в сходных условиях происходит с ускорением, продолжительность начальной стадии окисления не превышает 30 мин. Оптическая плотность топлива (А390) линейно изменяется во времени (рис. 4.20). [c.147]

    Окисление образца дизельного топлива ДТ-7 (содержание 5 = 0.05% масс., АО УНПЗ, 01.1997) происходит с ускорением. При достижении концентрации поглощенного кислорода Д[02] 2-10 моль/л (1п,ах = 30-40 мин) процесс переходит в режим окисления с максимальной скоростью. Вид кинетических кривых поглощения О2 и изменения оптической плотности топлива (А370) сходен (рис. 4.23). [c.149]

    Окисление образца дизельного топлива ДТ-9 (содержание 5 = 0.05% масс., АО УНПЗ, 04.1997) характеризуется начальным периодом окисления = 40-45 мин), после поглощения 0.02 моль/л О2 процесс приобретает максимальную скорость, при этом наблюдается интенсивный рост оптической плотности топлива (А370). Нагревание топлива в присутствии металлической меди в атмосфере инертного газа (Не) не вызывает заметного увеличения А370 (рис. 4.24). [c.149]

    Окисление образца дизельного топлива ДТ-4 (содержание 5 = 0.05% масс., АО НУНПЗ) на участке начального периода окисления (tп a, = 40 мин) сопровождается незначительным изменением оптической плотности топлива. При достижении концентрации О2, равной 2-10 моль/л, наблюдается смена режима окисления и роста оптической плотности А330 (рис. 4.25). [c.149]

    Для предотвращения окислительных процессов и смолообразования, приводящих к ухудшению качества дизельного топлива ДЛ-0.2 предложена полифункциональная присадка, содержащая стабилизатор — третичный амин, нейтрализующий кислотные продукты окисления, которые являются катализаторами уплотнения (Агидол-3) дисперсант, уменьшающий размеры частиц и увеличивающий их число (ионол), и деактиватор металлической меди (2-метил-2-этилиндолин). При этом стабилизатор и дисперсант одновременно выступают в качестве антиоксидантов, а деактиватор является синергическим агентом, усиливающим действие антиоксидантов. Образцы разработанной присадки были испытаны в составе товарного дизельного топлива, содержащего нестабильные продукты вторичных процессов, лабораторным методом [5]. Окисление топлива молекулярным кислородом проводили на газометрической установке при 120°С в присутствии медного кольца (5сц = 166 см /л) в течение 7 ч с одновременной регистрацией концентрации поглощенного кислорода (А[02], моль/л) и оптической плотности топлива (А), характеризующей смолообразование в системе (рис. 5.21). [c.204]

    При введении в дизельное топливо (ДТ-11) с пониженным содержанием серы (5 = 0.02%) композиционной присадки (ионол Агидол-3 2-метил-2-этилиндолин = 1 1 1) в концентрации 0.01 и 0.02% масс, вызываются индукционные периоды окисления, равные 42 и 120 мин соответственно (рис. 5.25). При дальнейшем увеличении ее содержания (до 0.03% масс.) индукционный период длится более 5 ч. Следует отметить, что на протяжении индукционных периодов оптическая плотность топлива практически не возрастает, сохраняя минимальное значение (рис. 5.25). [c.209]

Плотность топлива

Плотность топлива

Плотность среднедистиллятных топлив позволяет выявить их эксплуатационные свойства, играющие существенную роль в условиях транспортирования и хранения, при определении разо­вой загрузки топливом баков машин; при определении энерге­тического запаса, отвечающего объему загружаемого топлива. Наконец, от плотности зависят основные физико-химические ха­рактеристики топлив: пределы выкипания, молекулярный вес составляющих углеводородов, характер распыла в данных усло­виях и другие параметры, которыми определяются огневые каче­ства топлив.

Плотность углеводородов изменяется с изменением их моле­кулярного веса и химического строения даже в пределах одного гомологического ряда (табл. 11).

Как видно из табл. 11, углеводороды с более компактно и симметрично расположенными углеродными атомами в молекуле характеризуются более высокой плотностью. Такой же особен­ностью отличаются алкилмоноциклические (ароматические и циклановые) углеводороды.

Плотности углеводородов различных классов, близких по мо­лекулярным весам и пределам выкипания, неодинаковы. Это вид­но на примере узких фракций однотипных по строению углево­дородов, которые выделены из среднедистиллятных топлив, полученных с заводских условиях из различного нефтяного сырья (табл. 12). Для углеводородов с одинаковым числом углеродных атомов в молекуле, но различных по химическому строению плотность возрастает в следующем направлении: н-алканы ? н-алкены ? изоалканы ? изоалкены ? алкилциклопентаны ? алкилциклогексаны ? алкилбензолы ? алкилнафталины. Различия в плотностях углеводородов, составляющих топливные смеси, достигают 15—20%. В пределах гомологических рядов углеводородов, однотипных по строению, плотности возрастают с увеличением температуры их кипения на каждые 50 °С и, следо­вательно, с увеличением молекулярного веса примерно на 2,5-3,5%.

Систематизация справочных материалов, позволила гра­фически (рис. 13—15) представить зависимость между плотностью и химическим строением углеводородов с числом углерод­ных атомов 5—20.

Из приведенных на рис. 13—15 данных видно, что относитель­ная плотность алканов зависит не только от числа углеродных атомов, но и от их расположения в молекуле. Максимальную плотность имеют алканы с тремя и более метальными группами в молекуле, расположенными при одном углеродном атоме или рядом. Более высокая плотность наблюдается у алканов развет­вленного строения. Для этого число боковых цепей должно быть возможно большим, расположение их компактным, а длина це­пей может ограничиваться лишь одной метильной группой. Так, относительная плотность н-додекана составляет 0,7487, а 2,2,3,4,5,5-гексаметилгексана — 0,7925. Для алканов с числом углеродных атомов В молекуле ОТ Сб ДО С20 плотность изменяется от 0,66 до 0,79; для цикланов с таким же числом углеродных атомов в молекуле — от 0,75 до 0,88.

Для цикланов наблюдается такая же закономерность, как и для алканов. С увеличением числа боковых цепей и при более компактном их расположении в молекуле плотность заметно возрастает.

Плотность цикланов С8—С12 с боковыми цепями, расположен­ными в ортоположении, 0,795—0,815; при расположении боковых цепей в метаположении она равна 0,785—0,800.

Плотность цикланов по мере увеличения числа метильных групп, находящихся в положении 1, 2, 3, 4, 5, б, резко возраста­ет. Изомеры моноциклических ароматических углеводородов с одинаковым молекулярным весом, так же как алканов и цикла­нов, имеют тем большую плотность, чем больше боковых цепей, компактно расположенных в бензольном кольце. Плотность бен­зольных углеводородов с боковыми цепями в ортоположении вы­ше, чем углеводородов с таким же молекулярным весом, но с боковыми цепями в мета- и тем более в параположении.

В гомологическом ряду алкилароматических углеводородов плотность уменьшается при переходе к структурам с более длинными боковыми цепями, хотя в некоторых случаях это правило не выдерживается.

Наибольшая плотность наблюдается у бициклических углево­дородов. Для бицикланов величина р420 приближается к 0,88, для углеводородов ряда нафталина — к единице.

Смиттенберг на основании экспериментальных данных предложил формулы для вычисления плотности углеводородов пяти гомологических рядов. Формулы (табл. 13) включают лишь одну переменную величину: число атомов углерода С в молекуле или молекулярный вес М. Эти формулы можно использовать для углеводородов, застывающих при температуре ниже 20 °С. От­клонения вычисленных при помощи формул значений плотности от экспериментальных данных находятся в пределах ошибки определения.

Плотность углеводородов и их смесей изменяется с темпера­турой. При изменении температуры реактивного топлива на 50 °С объем его изменяется на 3—5%—увеличивается при нагреве и уменьшается при охлаждении. Зная плотность при одной тем­пературе, можно ее пересчитать для другой температуры с до­статочной точностью по формуле:

где ?4t — плотность при t°С; р420 — плотность при 20°С.

Среднюю температурную поправку ? можно вычислить по формуле:

Влияние высоких давлений на сжимаемость жидких углево­дородов и их смесей невелико. Под давлением 100 ат плотность среднедистиллятного топлива возрастает всего лишь на 2—3%. Даже очень высокое давление не приводит к существенному из­менению плотности углеводородов (табл. 14).

Величина, обратная плотности, называется удельным объе­мом, что соответствует объему единицы массы жидкости или га­за при данных температуре и давлении. С увеличением темпера­туры удельный объем жидкости возрастает, а с увеличением давления уменьшается (табл. 15).

Для расчетов часто требуется знать плотность паров углево­дородов или топливных смесей. Плотность насыщенных паров углеводородных смесей зависит от фракционного состава и тем­пературы.

Бударов вывел закономерности, устанавливающие темпе­ратурную зависимость между давлением и плотностью насыщен­ных паров углеводородов, входящих в состав топлив. На этом основании составлена номограмма, изображенная на рис. 16.

Зная плотность насыщенных паров углеводородов или их смесей при одной температуре, можно рассчитать их плотность при дру­гой температуре. Данные номограммы справедливы для темпе­ратурных пределов от —50 до 150°С.

В табл. 16 приведены данные о давлении и плотности насы­щенных паров керосина прямой перегонки.

От плотности зависят многие физико-химические характери­стики топлив и индивидуальных углеводородов. На основании этой зависимости составлены и используются различные номо­граммы, облегчающие расчеты и позволяющие легко определить значение неизвестных, но зависимых величин.

На рис. 17 приве­дена номограмма, основанная на зависимости между плотностью дизельных топлив, их средней температурой кипения (температу­ра выкипания 50% объема при стандартной разгонке) и цетановым числом. Плотность топлив и углеводородов — весьма важная характеристика, при помощи плотности подсчитывают объемную теплоту сгорания, вес заправленного топлива при из­вестном объеме, степень распыла топлива, подаваемого в зону сгорания, и др. В Приложениях 2 и 3 приводятся плотности индивидуальных углеводородов различного химического строения, которые могут являться составляющими компонентами то­пливных смесей.


АИ-92, АИ-95, АИ-100, характеристики, ГОСТы

Бензин – это продукт перегонки нефти и представляет из себя жидкую смесь углеводородов. Из-за того, что это класс соединений, а не конкретная смесь ее состав может быть различным и изменяться в широких пределах. Поэтому один и тот же объем может иметь различную массу.

Плотность бензина – это отношение массы к объему измеренной при определенной температуре. По существующему ГОСТ Р 32513-2013 для измерения плотности установлена температура 15о C. Прежний стандарт ГОСТ 305-82 считал температуру измерений 20 о C.

Самой важной характеристикой бензина для пользователей является октановое число (характеристика показывающая степень сопротивления детонации).

В России используется несколько видов бензина с разным октановым числом:

АИ-80 – горючее для грузовых автомобилей старых марок, мотоциклы и бензопилы, коммунальная и сельскохозяйственная техника. Сейчас выпуск этих автомобилей прекращен и на заправках трудно найти бензин такой марки.

АИ-92 – топливо для двигателей легкового автомобильного транспорта. На вид прозрачный и чистый, плотность при 15о C равна 725-780 кг/м3.

АИ-95 – топливо для зарубежных автомобилей. При его производстве изготовители применяли технологии повышающие его октановое число и соответственно его эксплуатационные свойства. Его плотность 750 +/- 5 кг/м3 при температуре 15о C.

АИ-100 – новый вид топлива, который продается на некоторых АЗС. Это продукт со специальными ЭкТо-присадками (Экологически чистое Топливо). Наличие присадок повышает эксплуатационные свойства бензина. Цена в связи с этим тоже высокая. Его плотность в пределах от 725 до 750 кг/м3 при температуре 15о C.

Для чего нужно рассчитывать плотности нефтепродуктов

Производителям выгоднее продавать в объемных величинах, а оптовому покупателю выгоднее в весовых. Все заключается в том, что в зависимости от того где добывалась нефть, как и какой вид процесса перегонки нефти использовался ее плотность будет различной. Измерив плотность, можно определить какой бензин.

Чем измеряется плотность бензина

Плотность нефтепродуктов измеряется стандартными погружными плотномерами или нефтеденсиметрами, который одновременно с плотностью измеряет и температуру жидкости.

В быту используется ареометр, который имеет шкалу с единицами плотности. Опустив его в емкость с бензином (нужно смотреть, чтобы на нем не было прилипших воздушных пузырьков) определяется плотность по количеству жидкости, вытесненной устройством.

В домашних условиях, имея мерную емкость и точные весы можно определить плотность жидкости самостоятельно.

Для этого:

  • взвешивают пустую емкость;
  • результат записывается;
  • заливают точный объем бензина;
  • взвешивают емкость с горючим;
  • определяют вес бензина без емкости;
  • полученный вес делится на объем – это и будет плотность.

Здесь следует учитывать температуру, при которой проводятся измерения.

Есть специальная таблица, показывающая величину изменения плотности при изменении температуры нефтепродукта на 1о C.

ГОСТы контролирующие марки бензина

Основной стандарт, в котором описываются все параметры бензинов является ГОСТ 32513-2013.

Этот ГОСТ устанавливает:

  1. Экологические классы продукции К2, К3, К4, К5 в зависимости от количества примесей тяжелых металлов и серы.
  2. Способы и определение октанового числа и значения для марки:
  3. – по исследовательскому методу – ГОСТ 32339, ГОСТ 8226;
    – по моторному методу – ГОСТ 32340, ГОСТ 511.

    Суть моторного метода заключается в сравнении исследуемой смеси с эталонами, октановое число которых известно в режиме повышенной температуры и максимальных нагрузок. Когда происходит детонация образца и эталона при одинаковых условиях, значит, и их ОЧ одинаково.

    Исследовательский метод похож на моторный, но замеры проходят в щадящих двигатель условиях.

  4. Концентрация свинца по ГОСТ EN237, ГОСТ 32350, ГОСТ 28828. Наличие свинца, в бензине приводит к увеличению отложений на клапанах. Свинец, выделяющийся с выхлопными газами, является очень плохо влияет на окружающую природу. Экологи всех стран контролируют наличие и содержание свинца в бензине.
  5. Концентрация смол, промытых растворителем по ГОСТ 1567 или ГОСТ 32404.
  6. Смолистые соединения в топливе при работе двигателя откладываются на стенках впускного тракта и камере сгорания, образуя нагар, ухудшая процесс сгорания и увеличивая расход горючего. Это впоследствии приводит к выходу из строя двигателя. Смолы подразделяются на фактические – те, которые фактически присутствуют в бензине. Их наличие определяется испарением определенного количества бензина, нагретым до 150о C воздухом. Вес оставшихся после испарения смол оценивают в мг на 100 мл.

    Другие смолообразующие вещества, находящиеся в нестойких соединениях и могущие преобразоваться в смолы под действием неблагоприятных условий (кислорода воздуха, высокой температуры) называют потенциальными смолами. Их количество невозможно определить сразу, но при неправильном хранении бензина они образуются и отрицательно сказываются на качестве горючего.

  7. Массовая доля серы для экологических классов по ГОСТ 32139, ГОСТ ISO 20846, ГОСТ Р 51947-2002, ГОСТ 20884.
  8. Наличие серы в горючем приводит при сгорании к образованию оксидов серы. Вместе с водой эти вещества образуют серную кислоту, которая обладает высокой степенью коррозии и как абразив изнашивает детали двигателя. Количество серы нормируется экологическим классом.

    Все марки бензина:

    – класса 2 содержат не больше 500 мг/литр;
    – класса 3 содержат не больше 150 мг/литр;
    – класса 4 содержат не больше 50 мг/литр;
    – класса 5 содержат не больше 10 мг/литр.

    Разброс между 2 и 5 классом по содержанию серы в 50 раз. Определяется только лабораторным путем. От октанового числа не зависит.

    В документах на бензин следует обращать внимание на экологический класс

  9. Объемная доля бензола по ГОСТ 32507.
  10. Бензол относится к ароматическим углеводородам и повышает октановое число бензина, но параллельно в виде нагара оседает на деталях автомобиля. Другое его отрицательное действие бензола – его токсичность и влияние на окружающую среду.

  11. Объемная доля углеводородов по ГОСТ 31872.
  12. Углеводороды ароматической (но не бензол), олефиновой, нафтеновой, и парафиновой группы при большой концентрации в топливе увеличивают выброс несгоревших углеводородов.

  13. Массовая доля кислорода по ГОСТ EN 13132 ГОСТ 32338.
  14. Наличие кислородосодержащих веществ порядка 2,7% хорошо влияет на качество бензина. Уменьшается выброс СО и углеводородов. Но использование этанола больше 5% уже никак не улучшает качество. Зато обедняется смесь и усиливается коррозия цветных металлов.

  15. Испытания на медной пластинке по ГОСТ 6321, ГОСТ 32329. Применяется для определения серы в горючем. В колбу с топливом погружают отшлифованную медную пластину. Само колбу выдерживают в водяной бане при определенной температуре в течение 12 минут. По изменению цвета определяют количество серы в горючем.
  16. Концентрации марганца и железа по ГОСТ Р 51925-2002, ГОСТ 32514. Присадки на основе железа и марганца эффективны, но запрещены по причине их негативного влияния на экологию, образованию нагара и снижению ресурса работы двигателя.
  17. Объемная доля монометиланилина по ГОСТ 32515. Это также антидетонационная присадка незначительно улучшает качество топлива, но является сильно ядовитым веществом, поражающим человека не только через легкие, но и через кожу.

Плотность бензина АИ-80

Плотность при 15 °С в кг/м3 составляет 700-750. Бензин этилированный. Возможные классы экологической частоты 2, 3, 4.

Плотность бензина АИ-92

Плотность при 15 °С в кг/м3 составляет 725-780. Бензин этилированный. Возможные классы экологической частоты 2, 3, 4, 5.

Плотность бензина АИ-95

Плотность при 15 °С в кг/м3 составляет 725-780. Бензин этилированный. Возможные классы экологической частоты 2, 3, 4, 5.

Плотность бензина АИ-98

Плотность при 15 °С в кг/м3 составляет 725-780. Бензин этилированный. Возможные классы экологической частоты 2, 3, 4, 5.

Таблица плотности нефтепродуктов

Таблиц указывает, какое число нужно добавить или отнять при отклонении температуры горючего на один градус 15 °С для получения реальной плотности исследуемой смеси

Плотность дизельного топлива кг м3

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 +20С. 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 маркиПлотность, кг/м3Температура замера, С
Летнее д/т860+20
Зимнее д/т840+20
Арктическое д/т830+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/м3. Аналогичный показатель для зимнего д/т определяется 8240 Н/м3.

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 -5С (при -6С возникает помутнение). Когда значение опускается ниже -7-8С, 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/м3. 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.

Интересное по теме:

загрузка…

Facebook

Twitter

Вконтакте

Одноклассники

Google+

ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА РЫЖИКОВО-МИНЕРАЛЬНОГО ТОПЛИВА | Опубликовать статью ВАК, elibrary (НЭБ)

Уханов А.П.1, Хохлов А.А.2, Хохлов А.Л.3, Голубев В.А.4, Хохлов Е.А.5

1Доктор технических наук, профессор, ФГБОУ ВО Пензенский ГАУ, 2ORCID: 0000-0002-1927-4533, аспирант, ФГБОУ ВО Ульяновская ГСХА, 3ORCID: 0000-0001-5420-0487, кандидат технических наук, доцент, ФГБОУ ВО Ульяновская ГСХА, 4Кандидат технических наук, доцент, ФГБОУ ВО Ульяновская ГСХА, 5 ORCID: 0000-0003-2249-2415, инженер, ООО «КФХ Возрождение»

ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА РЫЖИКОВО-МИНЕРАЛЬНОГО ТОПЛИВА

Аннотация

С целью изучения возможности использования рыжикового масла в качестве биодобавки к минеральному дизельному топливу были проведены лабораторные исследования физических свойств дизельного смесевого топлива на основе рыжикового масла. Исследования включали в себя определение взаимосвязи кинематической вязкости и плотности рыжиково-минерального топлива от температуры. Результаты проведенных лабораторных исследований позволяют отобразить динамику изменения вязкостно-температурных и плотностных свойств минерального дизельного топлива, рыжикового масла и их композиций.

Ключевые слова: дизельное топливо, биотопливо, плотность, вязкость, рыжиковое масло

Ukhanov A.P.1, Khokhlov A.A.2, Khokhlov A.L.3, Golubev V.A.4, Khokhlov E.A.5

1PhD in Engineering, Professor, FSBEI of Higher Education – Penza State Agriculture University, 2ORCID: 0000-0002-1927-4533, Post-graduate student, FSBEI of Higher Education – Ulyanovsk State Agricultural Academy, 3ORCID: 0000-0001-5420-0487, PhD in Engineering, Associate Professor, FSBEI of Higher Education – Ulyanovsk State Agricultural Academy, 4PhD in Engineering, Associate Professor, FSBEI of Higher Education – Ulyanovsk State Agricultural Academy, 5ORCID: 0000-0003-2249-2415, Engineer, KFH Vozrozhdenie LTD

PHYSICAL PROPERTIES OF CAMELINA-MINERAL FUEL

 Abstract

A laboratory study of the physical properties of diesel mixed fuel based on Camelina oil was undertaken in order to study the possibility of the use of Camelina oil as a biologically active additive to mineral diesel fuel. The study includes the determination of the relationship between the kinematic viscosity and density of the Camelina and mineral fuel from temperature. The results of the laboratory tests allow to display the dynamics of changes in the viscosity, temperature and density properties of mineral diesel fuel, Camelina oil and their compositions.

Keywords: diesel fuel, biofuel, density, viscosity, Camelina oil.

Одна из центральных задач XXI века – это постепенное изменение сырьевой базы первичных энергоресурсов, которая в настоящее время формируется преимущественно на основе трех не возобновляемых углеводородных источников энергии – это природный газ, нефть и уголь.

В связи с этим, остро встает вопрос замещения минерального дизельного топлива (частичного или полного) возобновляемыми альтернативными энергоносителями, из которых самым перспективным

является биотопливо на основе растительного рыжикового масла.

Вместе с тем высокие показатели плотности и вязкости растительных масел значительно превышают одноименные показатели минерального дизельного топлива. Плотность и вязкость дизельного топлива влияет на смесеобразование. Увеличение вязкости топлива приводит к укрупнению капель в факеле, ухудшению испарения топлива. Топливо с большой вязкостью и плотностью догорает в ходе такта расширения, снижая экономичность двигателя и повышая дымность отработанных газов. Причем значения этих показателей остаются высокими при температурах, характерных для топливной системы даже в летний период. Это обстоятельство затрудняет использование растительных масел в натуральном виде в качестве моторного топлива и предполагает применение дополнительных способов его подготовки [1-4].

Наиболее простой и доступный способ применения растительных масел в качестве моторных топлив – это использование биодобавки к минеральному дизельному топливу (дизельное смесевое топливо). Наиболее целесообразным, по технико-экономическим соображениям, является приго-товление дизельного смесевого топлива непосредственно в системе питания двигателя в процессе работы тракторного агрегата. Для этого в топливную систему низкого давления дизеля устанавливают смеситель топлива [5-7]. Соотношение компонентов рыжиково-минерального топлива, приготовлен-ного в смесителе, определяется дозирующими устройствами смесителя.

Проблемой, при таком варианте приготовления смесевого топлива,

является соблюдение заданного состава его компонентов при различных температурах окружающей среды. В конструкцию устройств, применяемых для дозирования компонентов смесевого топлива, поступающих в смеситель, должны быть заложены вязкостно-температурные и плотностные свойства растительных масел и минерального дизельного топлива, которые имеют различные характеристики [1,8].

С целью изучения возможности использования рыжикового масла в качестве биодобавки к минеральному ДТ необходимо провести лабораторные исследования по изучению вязкости, плотности и теплотворной способности дизельного смесевого топлива в различных пропорциях: минеральное дизельное топливо марки Л–0,2-40 (100%ДТ), рыжиковое масло (100%РыжМ), 10%РыжМ + 90%ДТ; 20%РыжМ + 80%ДТ; 30%РыжМ + 70%ДТ; 40%РыжМ + 60%ДТ; 50%РыжМ + 50%ДТ; 60%РыжМ + 40%ДТ; 70%РыжМ + 30%ДТ; 80%РыжМ + 20%ДТ; 90%РыжМ + 10%ДТ (рис. 1).

Рис. 1 – Композиции дизельного смесевого топлива

Исследования вязкости и плотности проводились на криотермостате вискозиметрическом LOIPLT-912 с поддержанием необходимой температуры с точностью до 0,01°С. Криотермостат выполнен в настольном варианте и состоит из модуля терморегулирования  LT-900 (1) и модуля охлаждения (2) рис. 2, 3.

Кинематическую вязкость ν (мм2/с) определяли в соответствии с ГОСТ 33-2000 (ИСО 3104-94)с помощью стеклянных вискозиметров ВПЖ-2, ВПЖ-4 с диаметром капилляра от 0,34 мм до 2,37 мм.

На отводную трубку 3 (рис. 3а) надевали резиновую трубку, далее зажав пальцем колено 2 и перевернув вискозиметр, опускали колено 1 в сосуд с композицией ДСТ и засасывали её (с помощью резиновой груши) до верхней метки М1, следя за тем, что бы в испытуемом топливе не образовались пузырьки воздуха. В момент, когда уровень испытуемого

Рис. 2 – Криотермостат вискозиметрический LOIPLT-912: 1 – модуль терморегулирования LT-900; 2 – модуль охлаждения; 3 – мерный стакан с ареометром; 4 – вискозиметр ВПЖ-4; 5 – груша

Рис. 3 – Оборудование для измерения вязкости и плотности: а – вискозиметр Пинкевича (ВПЖ-4): 1 – колено 1; 2 – колено 2; 3 – отводная трубка; 4 -расширения; М1 – верхняя метка; М2 – нижняя метка; б – ареометр: 1 –шкала плотности; 2 – шкала термометра; 3 – груз

 

топлива достигал верхней метки М1, вискозиметр вынимали из сосуда и быстро переворачивали в нормальное положение. Вискозиметр устанавливали в криотермостат так, что бы расширение 4 было ниже уровня рабочей жидкости. В качестве рабочей жидкости использовали технический спирт при температуре от минус 10 °С до плюс 10 °С, а от 20 °С до 80 °С водно-глицериновую смесь. После выдержки в криотермостате не менее двух минут, засасывали жидкость в колено 1 примерно до 1/3 высоты расширения 4. Соединяли колено 1 с атмосферой и определяли время перемещения мениска жидкости от верхней метки М1 до нижней М2. Опыт повторяли 3 раза.

Кинематическую вязкость ν (мм2/с)  рассчитывали по формуле

,

где С – калибровочная постоянная вискозиметра мм22; t – среднее арифметическое значение времени истечения, с.

где С – калибровочная постоянная вискозиметра мм22; t –  среднее арифметическое значение времени истечения, с.

Результаты исследований зависимости вязкости минерального дизельного топлива, рыжикового масла и дизельного смесевого топлива от температуры представлены в табл. 1.

Таблица 1 – Вязкость минерального дизельного топлива, рыжикового масла и дизельного смесевого топлива

Анализ приведенных данных показывает, что вязкость рыжиково-минерального топлива при температуре равной 60°С близка к стандартным значениям вязкости летнего дизельного топлива (3,0…6,0 мм2/с) и только у композиций ДСТ с содержанием рыжикового масла 80% и 90% вязкость превышает в 1,5 и 2 раза соответственно.

Плотность исследуемых топлив ρ (кг/м3) определяли в соответствии с ГОСТ 51069-97 с помощью ареометров АНТ-2 ГОСТ 18481-81 разных диапазонов измерения (рис. 3б).

Цилиндр с исследуемым топливом помещали в криотермостат, заполненный рабочей жидкостью, затем задавали необходимую температуру на блоке терморегулирования. Когда температура исследуемого топлива в цилиндре сравнивалась с заданной, аккуратно погружали ареометр, не допуская намокания стержня, считывали и записывали показания шкалы ареометра.

Результаты исследований плотности минерального дизельного топлива, рыжикового масла и дизельного смесевого топлива от температуры представлены в табл. 2.

 

Таблица 2 – Плотность минерального дизельного топлива, рыжикового масла и дизельного смесевого топлива

Анализ приведенных данных показывает, что плотность рыжиково-минерального топлива при нагреве до 60°С незначительно отличается от стандартных значений плотности летнего дизельного топлива (830…850 кг/м3) и только у композиций ДСТ с содержанием рыжикового масла 80% и 90% плотность превышает на 2% и 3% соответственно.

Результаты исследований, представленные в таблицах 1 и 2, позволяют отобразить динамику изменения вязкостно-температурных и плотностных свойств минерального дизельного топлива, рыжикового масла и их композиций.

Использование полученных зависимостей плотности и вязкости различных композиций рыжиково-минерального топлива от температуры позволит при разработке дозирующих устройств смесителей топлива, получать дизельные смесевые топлива с заданным содержанием компонентов.

Список литературы / References

  1. Уханов, А.П. Опыт использования сурепно-минерального топлива в дизеле сельскохозяйственного трактора: монография / А.П. Уханов, Д.А. Уханов. – Пенза: РИО ПГСХА, 2016. – 179 с.
  2. Хохлов, А.А. Биотопливо на основе рыжикового масла / А.А. Хохлов, А.А. Глущенко // II-я Всероссийская студенческая научная конференция «В мире научных открытий». – 2013.- С. 290-295.
  3. Хохлов, А.А. Использование дизельного смесевого топлива и его влияние на экологические показатели дизеля / А.А. Хохлов, А.А. Гузяев, Г.В. Карпенко // Всероссийская студенческая НК (с международным участием) «В мире научных открытий». – Ульяновск: ГСХА им. П.А. Столыпина, 2014. – Т.2, Ч.3. – С. 166-170.
  4. Уханов, А.П. Устройства для конструктивной адаптации дизелей автотракторной техники к работе на биоминеральном топливе/А.П. Уханов, Д.А. Уханов, Е.А. Хохлова, А.А. Хохлов // Известия Самарской государственной сельскохозяйственной академии. – 2016. -№2. – С. 34—39.
  5. Уханов, А.П. Перспективы использования возобновляемых биологических источников энергии предприятиями АПК России / А.П. Уханов, Д.А. Уханов, Е.А. Хохлова, А.А. Хохлов, А.А. Гузяев //Материалы VII Международной научно-практической конференции. – 2016. – С. 238-244.
  6. Патент № 2582535 РФ МПК F02M 43/00, F02D 19/06. Двухтопливная система питания дизеля / А.П. Уханов, Д.А. Уханов, А.А. Хохлов, Е.Г. Ротанов, А.Л. Хохлов – 2014152644/06; Заявл. 24.12.2014; Опубл. 27.04.2016 Бюл. № 12.
  7. Патент № 2582700 РФ МПК B01F 5/06. Смеситель-дозатор растительного масла и минерального дизельного топлива / А.П. Уханов, Д.А. Уханов, А.А. Хохлов, Е.Г. Ротанов, А.Л. Хохлов – 2014152680/05; Заявл. 24.12.2014; Опубл. 27.04.2016 Бюл. № 12
  8. Хохлова, Е.А.Эффективность использования рыжикового масла в качестве компонента смесевого дизельного топлива / Е.А.Хохлова, А.А.Хохлов, А.А. Гузяев// Материалы II Международной научно-практической конференции. – 2015. – С. 141-145.

Список литературы на английском языке / References in English

  1. Ukhanov, A. P. Opyit ispolzovaniya surepno-mineralnogo topliva v dizele selskohozyaystvennogo traktora: monografiya [Experience in the use of rapeseed and mineral fuel diesel farm tractor: monograph] // A. P. Ukhanov, D. A. Ukhanov. – Penza: RIO PGSKHA, 2016. –. 179 P. [in Russian]
  2. Khokhlov, A. A. Biotoplivo na osnove ryizhikovogo masla [Biofuels based on camelina oil] / A. A. Khokhlov, A. A. Glushchenko // II-ya Vserossiyskaya studencheskaya nauchnaya konferentsiya «V mire nauchnyih otkryitiy» [II Russian student scientific conference “The world of scientific discoveries”]. – 2013.- P. 290-295. [in Russian]
  3. Khokhlov, A. A. Ispolzovanie dizelnogo smesevogo topliva i ego vliyanie na ekologicheskie pokazateli dizelya [The Use of diesel fuel blends and its influence on the environmental performance of diesel] / A. A. Khokhlov, A. A. Guzyaev, G. V. Karpenko // Vserossiyskaya studencheskaya NK (s mezhdunarodnyim uchastiem) «V mire nauchnyih otkryitiy» [Russian student scientific conference “The world of scientific discoveries”]. – Ulyanovsk: GSKHA im. P.A. Stolypina, 2014. – V. 2, P. 3.- P. 166-170. [in Russian]
  4. Ukhanov A. P. Ustroystva dlya konstruktivnoy adaptatsii dizeley avtotraktornoy tehniki k rabote na biomineralnom toplive [The Device for the constructive adaptation of diesel engines of trucks and tractors to work on biomineral fuel]/A. P. Ukhanov, D. A. Ukhanov, E.A. Khokhlova and others // Izvestiya Samarskoy gosudarstvennoy selskohozyaystvennoy akademii. [Proceedings of the Samara state agricultural Academy]. – 2016. – №. 2. – P. 34-39. [in Russian]
  5. Ukhanov A. P. Perspektivyi ispolzovaniya vozobnovlyaemyih biologicheskih istochnikov energii predpriyatiyami APK Rossii [Prospects of use of renewable sources of energy, agribusiness companies of Russia] / A. P. Ukhanov, D. A. Ukhanov, E. A. Khokhlova, and others // Materialyi VII Mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferentsii [Materials of VII International scientific-practical conference]. – 2016. – P. 238-244. [in Russian]
  6. Patent № 2582535 RF MPK F02M 43/00, F02D 19/06. Dvuhtoplivnaya sistema pitaniya dizelya [A dual fuel supply system diesel] / A. P. Ukhanov, D. A. Ukhanov, A. A. Khokhlov, E. G.Rotanov, A. L. Khokhlov – 2014152644/06; Zayavl. 24.12.2014; Opubl. 27.04.2016 Byul. №. 12. [in Russian]
  7. Patent № 2582700 RF MPK B01F 5/06. Smesitel-dozator rastitelnogo masla i mineralnogo dizelnogo topliva [Mixer-dispenser of vegetable oil and mineral diesel fuel] / A. P. Ukhanov, D. A. Ukhanov, A. A. Khokhlov, E. G. Rotanov, A. L. Hohlov – 2014152680/05; Zayavl. 24.12.2014; Opubl. 27.04.2016 Byul. №. 12. [in Russian]
  8. Khokhlova, E. A., Effektivnost ispolzovaniya ryizhikovogo masla v kachestve komponenta smesevogo dizelnogo topliva [The effectiveness of the use of camelina oil as a component of mixed diesel fuel] / E. A. Khokhlova, A. A. Khokhlov, A. A. Guzaev// Materialyi II Mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferentsii [Materials of II International scientific-practical conference]. – 2015. – P. 141-145. [in Russian].

Плотность топлива

Определение плотности топлива

[Качество и процедура испытаний топливных форсунок, 1.6]

  • Научное определение плотности: плотность (ρ) тела — это отношение его массы (m) к его объему (V).
  • Плотность топлива — это «масса топлива на единицу объема».
  • В некоторых случаях плотность выражается как удельный вес или относительная плотность, и в этом случае она выражается в кратных значениях плотности некоторого другого стандартного материала, обычно воды или воздуха.
  • Ссылка: Спецификация ASTM D1655, топливо Jet A-1 имеет плотность от 775,0 до 840,0 кг / м. 3 . Плотность от 37 до 51 ° C по API с поправкой на 15 ° C или 60 ° F.

Когда дело доходит до топлива, более высокая плотность означает большую отдачу. Плотность определяется качеством сырой нефти, используемой для производства топлива и процесса очистки.

Измерение плотности топлива

Плотность топлива обычно измеряется ареометром, который представляет собой не что иное, как стеклянную трубку с утяжеленным дном, которая опускается до уровня, пропорционального плотности жидкости.Ареометр калибруется по шкале, используемой для определения плотности при заданной температуре.

Плотность топлива в зависимости от веса

[Протокол завтрака 28 октября 2005 г.]

При плотности топлива 6,75 фунта на галлон при 60 ° F общий полезный запас топлива G450 составляет 29 500 фунтов (13 380 кг), что в сумме составляет 4 370 галлонов США (16 542 литра). Допускается превышение 29 500 фунтов топлива (из-за плотности топлива) при условии, что не превышаются максимальные пандусные и взлетные веса.

Все, что было сказано, почему вы не всегда можете получить в самолете 29 500 фунтов или 4370 галлонов США?

Переменные включают:

  • Положение самолета при дозаправке
  • Объем крыла
  • Точность системы измерения количества топлива (FQMS)
  • Температура топлива
  • Плотность топлива

Компания Gulfstream провела исследование по этому вопросу, когда GV был королевой флота, но извлеченные уроки применимы и к G450.Для целей исследования имейте в виду, что опубликованная емкость топлива GV составляет 41300 фунтов.

Сравнение воздействия

Влияние отношения воздушного судна на запас топлива

Запас топлива GV был спроектирован с ориентацией самолета на 1-1 / 2 ° носом вниз, но максимальное отклонение из-за положения аппарели оказалось всего 22 галлона / 148 фунтов.

Влияние объема крыла на запас топлива

Самолеты, начиная с GV sn 529, прошли испытания на полную грузоподъемность и признаны «удовлетворительными».«

Влияние точности FQMS на запас топлива

Расчетная спецификация FQMS составляет ± 300 фунтов. Типичная производительность составляет ± 200 фунтов. Выборочные проверки были признаны «удовлетворительными».

Влияние температуры топлива на запас топлива

Исследование Gulfstream GV показало, что каждое повышение температуры топлива на 10 ° F снижает запас топлива GV на 200 фунтов. Например, разница между -20 ° C и + 50 ° C может составлять почти 1400 фунтов.

Используя эти числа, заявленная грузоподъемность G450 с 29 500 фунтов (4370 галлонов США) при 60 ° F упадет до 28 900 фунтов при 90 ° F.

Влияние плотности топлива на запас топлива

Плотность топлива оказывает наибольшее влияние на запас топлива. Максимальный объем топлива GV составляет 6118 галлонов США, это не меняется. Изменение плотности топлива в мире может привести к изменению максимальной топливной емкости GV более чем на 5 000 фунтов.

Пределы плотности топлива

Jet-A установлены Спецификацией D1655 Американского общества испытаний материалов (ASTM). При 60 ° F пределы плотности составляют от 6,46 до 6,99 фунта / галлон.

В G450 это соответствует диапазону:

  • 28 230 фунтов при 6.46 фунтов / галлон
  • 30 546 фунтов при 6,99 фунтах / галлон

Вариант 2316 фунтов.

Опросы показывают эту тенденцию:

Примеры диаграмм плотности топлива

Майкл МакЛеод провел работы на нескольких самолетах, чтобы предоставить диаграммы плотности топлива.

БД-700 Плотность топлива

G450 Плотность топлива

G650 Плотность топлива

GV Плотность топлива

Плотность энергии — Energy Education

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

Плотность энергии — это количество энергии, которое может храниться в данной системе, веществе или области пространства. [2] [3] Плотность энергии может быть измерена в энергии на единицу объема или на массу. Чем выше плотность энергии системы или материала, тем большее количество энергии они хранят. [4]

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

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

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

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

Плотность энергии топлива

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

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

Как далеко вы можете зайти?

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

  • Дерево — 7 метров, примерно ширина гаража на две машины
  • Уголь — 10 метров, примерно как длина школьного автобуса
  • Сырая нефть — 18 метров, примерно длина горбатого кита
  • 235 Уран — 1 625 000 м (1 625 км), больше, чем расстояние от Ванкувера до Саскатуна
Рис. 2. Расстояние от Ванкувера, Британская Колумбия, до Саскатуна, Южная Каролина, с использованием плотности энергии урана.

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

Дополнительная литература

Список литературы

  1. ↑ XKCD. Log Scale [Online], доступно: http://xkcd.com/1162/
  2. ↑ К. Диллон. (2009, октябрь). Как далеко пойдет энергия? — Сравнение плотности энергии [онлайн]. Доступно: http://www.cleanenergyinsight.org/interesting/how-far-will-your-energy-go-an-energy-de density-comparison/
  3. ↑ А. Гольник и Г. Элерт. (2003). Плотность энергии бензина [Онлайн]. Доступно: http://hypertextbook.com/facts/2003/ArthurGolnik.shtml.
  4. ↑ Uni. Южная Каролина.(2003, октябрь). Описание энергетики и мощности [Онлайн]. Доступно: http://www.che.sc.edu/centers/RCS/desc_e_and_p.htm
  5. ↑ Б. Э. Лейтон, «Сравнение плотностей энергии преобладающих источников энергии в единицах джоулей на кубический метр», Int. J. Green Energy , т. 5, вып. 6. С. 438-455, декабрь 2008 г.
  6. ↑ E. W. Weisstein. (2007). Плотность энергии — из книги Эрика Вайсштейна «Мир физики» [онлайн]. Доступно: http: //scienceworld.wolfram.ru / Physics / EnergyDensity.html
  7. 7,0 7,1 К. Симпсон, «Характеристики аккумуляторных батарей», National Semiconductor . Texas Instruments Inc., Даллас, 2011 г.
  8. ↑ Чисти Ю. Биодизель из микроводорослей, Biotechnol. Adv. , т. 25, нет. 3. С. 294–306, май-июнь. 2007 г.
  9. ↑ И. Хор-Лейси, «Будущий спрос и предложение энергии», в Ядерная энергия в 21 веке , 2-е изд., Лондон, Великобритания: WNUP, 2011, гл.1, сек.6, стр.9
  10. ↑ Wolfram Alpha, запись: 1772727273 м

Авторы и редакторы

Итан Беклер, Джордан Ханания, Брейден Хеффернан, Джеймс Дженден, Райан Лисон, Тэмсин Ма, Джаспер Мартин, Кейлин Стенхаус, Луиза Варгас Суарес, Дайна Вибе, Джейсон Донев
Последнее обновление: 18 октября 2021 г.
Получить ссылку

Энергетическая плотность некоторых горючих веществ (в МДж / кг)

Содержание химической энергии в некоторых видах топлива (в МДж / кг)

Источник: адаптировано из C.Ронно (2004), Энергия, загрязнение воздуха и прочное развитие, Лувен-ля-Нев: Прессы университетов Лувена.

Различные виды топлива имеют разные уровни плотности энергии, которую можно измерить в единицах эквивалентной энергии, выделяемой при сгорании. Плотность энергии — это количество энергии, которое может быть высвобождено данной массой или объемом топлива. Его можно измерить в единицах гравиметрической плотности энергии (на единицу массы) или объемной плотности энергии (на единицу объема).Гравиметрическая плотность энергии важна при сравнении энергоэффективности топлива. В то же время объемная плотность энергии важна при сравнении режимов транспортировки, поскольку для перевозки топлива, приводящего в движение транспортное средство, необходимо наличие места для хранения. Чем выше плотность энергии, тем выше качество топлива, что обратно пропорционально его химической сложности. Высококачественное топливо — это газы, а некачественное топливо — это твердые вещества, а между ними — жидкости. Топливо с самой высокой плотностью энергии — это водород, который также является самым простым химическим компонентом из существующих.

Бензин, полученный при переработке сырой нефти, содержит гораздо больше энергии, чем уголь (в два раза больше битуминозного низкого качества) или древесина (в три раза). Сжиженный природный газ (СПГ) почти полностью состоит из метана, в то время как около 85% массы природного газа приходится на метан. Jet A-1 является стандартным топливом, используемым для коммерческих реактивных самолетов, и в основном состоит из керосина и нескольких присадок (антифриза, антиоксиданта и антистатика), поскольку топливо должно соответствовать строгим спецификациям, поскольку оно будет подвержено воздействию больших высот и низких температур.И наоборот, топливо Bunker C, которое является основным топливом, используемым для морского судоходства, можно считать одним из видов топлива самого низкого качества в жидкой форме, но подходящим для огромных судовых двигателей.

Хотя метан и водород имеют более высокую плотность энергии, чем бензин, их газообразная форма создает трудности при хранении. Кроме того, необходимо синтезировать водород, что требует энергии. По сравнению со 100% коэффициентом конверсии потребуется 100 часов, чтобы уловить эквивалент солнечной энергии 1 кг бензина на поверхности одного квадратного метра.Одно из самых эффективных устройств хранения энергии, литиевая батарея, может удерживать не более 0,5 МДж на килограмм, что подчеркивает проблему разработки электромобилей.

Поправочные коэффициенты на объем — бензин и смеси бензина и этанола

Выдано: Июль 2018 г.

Плотность при 15 ° C = 730 кг / м 3 (таблица 54B)

Дополнительную информацию о классах продукции см. В бюллетене V-18.

Коэффициенты поправки на объем до 15 ° C для использования со всеми марками бензина и бензиновых смесей этанола (максимум 15% этанола)
Температура
° C
0 0.10 0,20 0,30 0,40 0,50 0,60 0,70 0,80 0,90
-40 1.0672 1.0673 1.0674 1.0675 1.0677 1.0678 1.0679 1.0680 1.0681 1,0683
-39 1.0660 1.0661 1,0662 1.0664 1.0665 1,0666 1.0667 1,0668 1.0670 1.0671
-38 1.0648 1,0649 1.0650 1.0652 1.0653 1.0654 1.0655 1.0656 1.0658 1,0659
-37 1.0636 1.0637 1.0639 1.0640 1.0641 1.0642 1.0643 1.0645 1.0646 1.0647
-36 1.0624 1.0625 1,0627 1,0628 1.0629 1.0630 1.0631 1,0633 1.0634 1.0635
-35 1.0612 1,0613 1.0615 1.0616 1.0617 1.0618 1.0619 1,0621 1,0622 1,0623
-34 1.0600 1.0602 1.0603 1.0604 1.0605 1.0606 1.0608 1.0609 1.0610 1.0611
-33 1.0588 1.0590 1.0591 1.0592 1.0593 1.0594 1.0596 1.0597 1.0598 1.0599
-32 1,0576 1,0578 1,0579 1.0580 1.0581 1,0582 1.0584 1.0585 1.0586 1.0587
-31 1.0564 1.0566 1.0567 1,0568 1,0569 1.0570 1.0572 1,0573 1,0574 1,0575
-30 1.0552 1.0554 1.0555 1.0556 1.0557 1.0558 1.0560 1.0561 1.0562 1.0563
-29 1.0540 1.0542 1,0543 1.0544 1.0545 1,0546 1,0548 1,0549 1.0550 1.0551
-28 1,0528 1,0530 1.0531 1,0532 1,0533 1.0534 1,0536 1,0537 1.0538 1,0539
-27 1.0516 1.0518 1,0519 1,0520 1,0521 1,0522 1,0524 1,0525 1.0526 1,0527
-26 1.0504 1.0505 1.0507 1.0508 1.0509 1.0510 1.0511 1,0513 1,0514 1.0515
-25 1.0492 1.0493 1.0495 1.0496 1.0497 1.0498 1.0499 1.0501 1.0502 1.0503
-24 1.0480 1.0481 1.0483 1.0484 1.0485 1.0486 1.0487 1.0489 1.0490 1.0491
-23 1.0468 1,0469 1.0470 1,0472 1,0473 1.0474 1,0475 1,0476 1.0478 1,0479
-22 1.0456 1.0457 1.0458 1.0460 1.0461 1,0462 1,0463 1.0464 1.0466 1.0467
-21 1.0444 1.0445 1.0446 1.0447 1.0449 1.0450 1.0451 1.0452 1.0453 1.0455
-20 1.0432 1.0433 1.0434 1.0435 1.0436 1.0438 1.0439 1.0440 1.0441 1.0443
-19 1.0419 1.0421 1.0422 1,0423 1.0424 1.0426 1,0427 1.0428 1.0429 1.0430
-18 1.0407 1.0409 1.0410 1.0411 1,0412 1.0413 1.0415 1.0416 1.0417 1.0418
-17 1.0395 1.0396 1.0398 1.0399 1.0400 1.0401 1.0402 1.0404 1.0405 1.0406
-16 1,0383 1,0384 1.0385 1,0387 1.0388 1,0389 1.0390 1.0392 1,0393 1.0394
-15 1.0371 1,0372 1,0373 1,0374 1,0376 1,0377 1,0378 1,0379 1,0381 1,0382
-14 1.0359 1.0360 1.0361 1,0362 1,0363 1.0365 1.0366 1.0367 1.0368 1.0370
-13 1.0346 1.0348 1,0349 1.0350 1.0351 1.0352 1.0354 1.0355 1.0356 1.0357
-12 1.0334 1.0335 1.0337 1.0338 1,0339 1.0340 1.0341 1,0343 1.0344 1.0345
-11 1.0322 1.0323 1.0324 1,0326 1.0327 1.0328 1,0329 1.0330 1.0332 1,0333
-10 1.0310 1.0311 1,0312 1.0313 1.0315 1.0316 1.0317 1.0318 1.0319 1.0321
-9 1.0297 1.0299 1.0300 1.0301 1.0302 1.0304 1.0305 1.0306 1.0307 1.0308
-8 1.0285 1.0286 1.0288 1.0289 1.0290 1.0291 1.0293 1.0294 1.0295 1.0296
-7 1.0273 1.0274 1.0275 1.0277 1.0278 1.0279 1.0280 1.0281 1.0283 1.0284
-6 1.0261 1.0262 1.0263 1.0264 1.0265 1.0267 1.0268 1.0269 1.0270 1.0272
-5 1.0248 1.0249 1.0251 1.0252 1.0253 1.0254 1.0256 1.0257 1.0258 1.0259
-4 1.0236 1.0237 1.0238 1.0240 1.0241 1.0242 1.0243 1.0245 1.0246 1.0247
-3 1.0224 1.0225 1,0226 1.0227 1,0229 1.0230 1.0231 1.0232 1.0233 1.0235
-2 1.0211 1.0213 1.0214 1.0215 1.0216 1.0217 1.0219 1.0220 1.0221 1,0222
-1 1.0199 1.0200 1.0201 1.0203 1.0204 1.0205 1,0206 1,0208 1,0209 1.0210
0 1.0187 1.0188 1.0189 1.0190 1.0192 1.0193 1.0194 1.0195 1.0196 1.0198
0 1.0187 1.0185 1.0184 1.0183 1.0182 1.0180 1.0179 1.0178 1.0177 1.0175
1 1.0174 1.0173 1,0172 1.0171 1,0169 1.0168 1.0167 1.0166 1.0164 1,0163
2 1.0162 1.0161 1,0159 1.0158 1.0157 1.0156 1.0154 1,0153 1.0152 1.0151
3 1,0149 1,0148 1.0147 1,0146 1,0144 1,0143 1,0142 1.0141 1.0140 1.0138
4 1.0137 1,0136 1.0135 1,0133 1.0132 1.0131 1.0130 1.0128 1.0127 1,0126
5 1.0125 1.0123 1.0122 1.0121 1.0120 1.0118 1.0117 1.0116 1.0115 1,0113
6 1.0112 1.0111 1.0110 1.0108 1.0107 1.0106 1.0105 1.0104 1.0102 1.0101
7 1.0100 1,0099 1,0097 1,0096 1,0095 1,0094 1,0092 1,0091 1,0090 1,0089
8 1.0087 1,0086 1,0085 1,0084 1,0082 1,0081 1,0080 1,0079 1,0077 1,0076
9 1,0075 1,0074 1,0072 1,0071 1,0070 1,0069 1,0067 1,0066 1,0065 1,0064
10 1.0062 1,0061 1,0060 1,0059 1,0057 1,0056 1,0055 1,0054 1,0052 1,0051
11 1,0050 1,0049 1,0047 1,0046 1,0045 1,0044 1,0042 1,0041 1,0040 1,0039
12 1.0037 1,0036 1,0035 1,0034 1,0032 1.0031 1,0030 1,0029 1,0028 1,0026
13 1,0025 1,0024 1,0023 1,0021 1,0020 1,0019 1,0018 1,0016 1,0015 1,0014
14 1.0013 1,0011 1,0010 1.0009 1.0008 1.0006 1.0005 1.0004 1.0003 1.0001
15 1,0000 0,9999 0,9997 0,9996 0,9995 0,9994 0,9992 0,9991 0,9990 0,9989
16 0.9987 0,9986 0,9985 0,9984 0,9982 0,9981 0,9980 0,9979 0,9977 0,9976
17 0,9975 0,9974 0,9972 0,9971 0,9970 0,9969 0,9967 0,9966 0,9965 0,9964
18 0.9962 0,9961 0,9960 0,9959 0,9957 0,9956 0,9955 0,9954 0,9952 0,9951
19 0,9950 0,9949 0,9947 0,9946 0,9945 0,9944 0,9942 0,9941 0,9940 0,9939
20 0.9937 0,9936 0,9935 0,9934 0,9932 0,9931 0,9930 0,9929 0,9927 0,9926
21 0,9925 0,9924 0,9922 0,9921 0,9920 0,9918 0,9917 0,9916 0,9915 0,9913
22 0.9912 0,9911 0,9910 0,9908 0,9907 0,9906 0,9905 0,9903 0,9902 0,9901
23 0,9900 0,9898 0,9897 0,9896 0,9895 0,9893 0,9892 0,9891 0,9890 0,9888
24 0.9887 0,9886 0,9885 0,9883 0,9882 0,9881 0,9879 0,9878 0,9877 0,9876
25 0,9874 0,9873 0,9872 0,9871 0,9869 0,9868 0,9867 0,9866 0,9864 0,9863
26 0.9862 0,9861 0,9859 0,9858 0,9857 0,9856 0,9854 0,9853 0,9852 0,9850
27 0,9849 0,9848 0,9847 0,9845 0,9844 0,9843 0,9842 0,9840 0,9839 0,9838
28 0.9837 0,9835 0,9834 0,9833 0,9832 0,9830 0,9829 0,9828 0,9826 0,9825
29 0,9824 0,9823 0,9821 0,9820 0,9819 0,9818 0,9816 0,9815 0,9814 0,9813
30 0.9811 0,9810 0,9809 0,9808 0,9806 0,9805 0,9804 0,9802 0,9801 0,9800
31 0,9799 0,9797 0,9796 0,9795 0,9794 0,9792 0,9791 0,9790 0,9789 0,9787
32 0.9786 0,9785 0,9783 0,9782 0,9781 0,9780 0,9778 0,9777 0,9776 0,9775
33 0,9773 0,9772 0,9771 0,9770 0,9768 0,9767 0,9766 0,9764 0,9763 0,9762
34 0.9761 0,9759 ​​ 0,9758 0,9757 0,9756 0,9754 0,9753 0,9752 0,9751 0,9749
35 0,9748 0,9747 0,9745 0,9744 0,9743 0,9742 0,9740 0,9739 0,9738 0,9737
36 0.9735 0,9734 0,9733 0,9731 0,9730 0,9729 0,9728 0,9726 0,9725 0,9724
37 0,9723 0,9721 0,9720 0,9719 0,9718 0,9716 0,9715 0,9714 0,9712 0,9711
38 0.9710 0,9709 0,9707 0,9706 0,9705 0,9704 0,9702 0,9701 0,9700 0,9698
39 0,9697 0,9696 0,9695 0,9693 0,9692 0,9691 0,9690 0,9688 0,9687 0,9686
40 0.9684 0,9683 0,9682 0,9681 0,9679 0,9678 0,9677 0,9676 0,9674 0,9673
41 0,9672

Плотность при 15 ° C = 730 кг / м 3

Значения рассчитаны в соответствии со стандартом API 2540 (1980), глава 11.1

Чтобы получить чистый объем жидкости при 15 ° C, умножьте нескомпенсированные показания счетчика на поправочный коэффициент объема, который соответствует среднему значению.

Почему так сложно отказаться от ископаемого топлива?

Сегодня мы понимаем, что использование человечеством ископаемого топлива наносит серьезный ущерб окружающей среде. Ископаемые виды топлива вызывают локальное загрязнение там, где они производятся и используются, а их постоянное использование наносит непоправимый вред климату всей нашей планеты. Тем не менее, было очень сложно осмысленно изменить наш образ жизни.

Но внезапно пандемия COVID-19 практически остановила торговлю, путешествия и потребительские расходы. В связи с тем, что миллиарды людей в последнее время вынуждены оставаться дома, а экономическая активность во всем мире резко упала, спрос на нефть и цены на нее падали еще быстрее и быстрее, чем когда-либо прежде. Излишне говорить, что на нефтяных рынках царит хаос, и производители по всему миру страдают.

Комбо показывает военный мемориал Ворот Индии 17 октября 2019 года и после того, как уровень загрязнения воздуха начал падать во время 21-дневной общенациональной блокировки для замедления распространения коронавирусной болезни (COVID-19) в Нью-Дели, Индия, 8 апреля. 2020.REUTERS / Анушри Фаднавис / Аднан Абиди

Мысль о том, что пандемия в конечном итоге может помочь спасти планету, упускает из виду важные моменты. Прежде всего, нанесение ущерба мировой экономике — это не способ борьбы с изменением климата. Что же займет его место в отношении нефти? Мы не нашли хорошей замены маслу с точки зрения его доступности и соответствия назначению. Хотя запасы ограничены, нефти много, и технология ее добычи продолжает совершенствоваться, что делает ее производство и использование все более экономичным.То же самое можно сказать и о природном газе.

Изменение климата реально, и мы ясно видим его последствия: в 2019 году во всем мире 15 экстремальных погодных явлений, усугубленных изменением климата, нанесли ущерб на сумму более 1 миллиарда долларов каждое. Каждое из четырех событий причинило ущерб на сумму более 10 миллиардов долларов США. Крупномасштабное использование ископаемого топлива возглавляет список факторов, способствующих изменению климата. Но концентрированную энергию, которую они обеспечивают, оказалось трудно заменить. Почему?

Репортер задал мне именно этот вопрос после вопросов и ответов для прессы, которые я сделал на конференции несколько лет назад.«Мы знаем, что нефть способствует изменению климата и другим экологическим проблемам — почему мы до сих пор ее используем? Почему бы нам просто не уйти? — спросил он меня.

До этого момента я мало думал о том, как мой опыт и биография дают мне более ясное, чем многие другие, представление о перспективах и проблемах перехода к более чистой энергетической системе. Я получил широкий взгляд на энергетическую отрасль по мере того, как продвигался по карьерной лестнице, работая в правительстве и консультируя клиентов как в нефтегазовой отрасли, так и в сфере экологически чистой энергии, а затем перешел в мир аналитических центров.

ископаемое топливо

Образовано в результате разложения древних растений и животных в течение миллионов лет. Уголь, нефть и природный газ — это ископаемые виды топлива.

Чтобы справиться с проблемой изменения климата, мы должны начать с понимания системы ископаемого топлива, а именно с того, как производится и используется энергия. Хотя компании, производящие ископаемое топливо, имеют политическое влияние в США и во всем мире, их лоббистское мастерство не является ключевой причиной того, что их топливо доминирует в глобальной энергетической системе.Точно так же переход на полностью возобновляемую энергетическую систему — непростая задача. Но политика обвинения популярна, как мы видели во время избирательной кампании 2020 года и в свете недавних судебных исков против компаний, работающих на ископаемом топливе. Есть много виноватых: от компаний, работающих на ископаемом топливе, которые годами отрицали наличие проблемы, до политиков, не желающих проводить политику, необходимую для реальных изменений. Всем было легче сохранять статус-кво.

Миру нужны технологии и сильная политика, чтобы двигаться в новом направлении.На протяжении всей истории человечество использовало энергию в сторону более концентрированных, удобных и гибких форм энергии. Понимание преимуществ современных источников энергии и истории прошлых переходов может помочь нам понять, как двигаться к источникам энергии с низким содержанием углерода. Обладая более глубоким пониманием проблемы климата, мы делаем огромные успехи в разработке технологий, необходимых для перехода к низкоуглеродному будущему. Тем не менее понимание того, как мы сюда попали и почему современный мир был построен на ископаемом топливе, имеет решающее значение для понимания того, куда мы идем дальше.

Наша энергия так или иначе исходит от солнца

В доиндустриальную эпоху солнечная энергия удовлетворяла все потребности человечества в энергии. Растения превращают солнечную энергию в биомассу в процессе фотосинтеза. Люди сжигали эту биомассу для тепла и света. Растения давали пищу людям и животным, которые, в свою очередь, использовали свои мускулы для работы. Даже когда люди научились плавить металлы и делать стекло, они подпитывали этот процесс древесным углем.Помимо фотосинтеза, люди в некоторой степени использовали энергию ветра и воды, также в конечном итоге подпитываемые солнцем. Разница температур в атмосфере, вызванная солнечным светом, приводит в движение ветер, и цикл дождя и текущей воды также получает свою энергию от солнечного света. Но солнце находится в центре этой системы, и люди могли использовать только ту энергию, которую солнце давало в реальном времени, в основном из растений.

биомасса

Растительный материал, включая листья, стебли и древесную массу.Биомассу можно сжигать напрямую или перерабатывать для создания биотоплива , такого как этанол.

Такой баланс между использованием энергии человеком и солнечным светом звучит как утопия, но по мере того, как человечество росло и становилось все более городским, энергетическая система на основе биологических источников принесла проблемы. В Англии древесины стало мало в 1500-х и 1600-х годах, поскольку она использовалась не только в качестве топлива, но и в качестве строительного материала. Лондон, например, вырос с 60 000 человек в 1534 году до 530 000 в 1696 году, а цены на дрова и пиломатериалы росли быстрее, чем на любой другой товар.Некогда густые леса Англии были оголены.

В 1900 году около 50 000 лошадей тащили такси и автобусы по улицам Лондона, не считая телег для перевозки товаров. Как вы понимаете, это привело к огромному количеству отходов. Как пишет Ли Джексон в своей книге «Грязный старый Лондон», к 1890-м годам огромное количество лошадей в Лондоне производило около 1000 тонн навоза в день. Весь этот навоз привлекал также мух, которые распространяли болезни. Транспортная система буквально вызывала у людей тошноту.Доископаемая эра не была той утопией, которую мы представляем.

Ископаемое топливо открыло новые двери для человечества. Они образовались в результате трансформации древних растений под воздействием давления, температуры и от десятков до сотен миллионов лет, по сути сохраняя солнечную энергию с течением времени. Полученное в результате топливо освободило человечество от его зависимости от фотосинтеза и текущего производства биомассы в качестве основного источника энергии. Вместо этого ископаемое топливо позволило использовать больше энергии, чем может дать сегодняшний фотосинтез, поскольку они представляют собой запасенную форму солнечной энергии.

Сначала уголь, затем нефть и природный газ обеспечили быстрый рост промышленных процессов, сельского хозяйства и транспорта. Сегодняшний мир неузнаваем по сравнению с миром начала 19 века, до того, как ископаемое топливо стало широко использоваться. Заметно улучшились здоровье и благосостояние людей, а население мира увеличилось с 1 миллиарда в 1800 году до почти 8 миллиардов сегодня. Энергетическая система на ископаемом топливе — это источник жизненной силы современной экономики. Ископаемое топливо привело к промышленной революции, вырвало миллионы людей из нищеты и сформировало современный мир.

Как плотность энергии и удобство стимулировали рост использования ископаемого топлива

Первый крупный переход от древесины и древесного угля к углю произошел в черной металлургии в начале 1700-х годов. К 1900 году уголь был основным промышленным топливом, заменив биомассу на половину мирового потребления топлива. Уголь имеет в три раза более высокую плотность энергии по сравнению с сухой древесиной и широко распространен по всему миру. Уголь стал предпочтительным топливом для кораблей и локомотивов, что позволило им выделить меньше места для хранения топлива.

Нефть стала следующим крупным источником энергии. Американцы относят начало нефтяной эры к первой коммерческой нефтяной скважине США в Пенсильвании в 1859 году, но нефть использовалась и продавалась в современном Азербайджане и других регионах столетиями раньше. Нефть поступила на рынок в качестве замены китового жира для освещения, поскольку бензин производился как побочный продукт производства керосина. Однако свое истинное призвание нефть нашла в транспортном секторе. Нефтяная эра действительно началась с появлением Ford Model-T в 1908 году и бумом личного транспорта после Второй мировой войны.В 1964 году нефть обогнала уголь и стала крупнейшим источником энергии в мире.

Нефтяные ресурсы не так широко распространены по всему миру, как уголь, но нефть имеет решающие преимущества. Топливо, производимое из нефти, почти идеально подходит для транспортировки. Они обладают высокой энергетической плотностью, в среднем в два раза превышая энергосодержание угля по весу. Но что еще более важно, они жидкие, а не твердые, что позволило разработать двигатель внутреннего сгорания, который управляет транспортом сегодня.

Различные виды топлива переносят разное количество энергии на единицу веса.Ископаемое топливо более энергоемкое, чем другие источники.

Масло изменило ход истории. Например, британские и американские военно-морские силы перешли с угля на нефть до Первой мировой войны, позволив своим кораблям пройти дальше, чем немецкие корабли, работающие на угле, до дозаправки. Нефть также обеспечивала большую скорость в море и могла быть доставлена ​​в котлы по трубопроводу, а не с помощью рабочей силы, что явилось очевидным преимуществом. Во время Второй мировой войны Соединенные Штаты производили почти две трети мировой нефти, и ее стабильные поставки имели решающее значение для победы союзников.Стратегия блицкрига немецкой армии стала невозможной, когда запасы топлива не соответствовали требованиям, а нехватка топлива сказалась на японском флоте.

Природный газ, ископаемое топливо, которое существует в газообразной форме, может быть обнаружено в подземных отложениях сам по себе, но часто присутствует под землей вместе с нефтью. Газ, добытый с помощью нефти, часто растрачивался впустую на заре развития нефтяной промышленности, и старая отраслевая поговорка гласила, что поиск нефти и поиск газа — это быстрый способ уволиться. В последнее время природный газ стал цениться за его чистое, равномерное сгорание и его полезность в качестве сырья для промышленных процессов.Тем не менее, поскольку он находится в газообразной форме, для доступа к потребителям требуется особая инфраструктура, а природный газ по-прежнему тратится впустую там, где такой инфраструктуры нет.

Последним ключевым событием в мировом использовании энергии стало появление электричества в 20 веке. Электричество — это не источник энергии, такой как уголь или нефть, а способ ее доставки и использования. Электричество очень эффективное, гибкое, чистое и бесшумное в месте использования. Как и масло, электричество впервые использовалось в освещении, но разработка асинхронного двигателя позволила эффективно преобразовать электричество в механическую энергию, питающую все, от промышленных процессов до бытовых приборов и транспортных средств.

В течение 20-го века энергетическая система превратилась из системы, в которой ископаемое топливо использовалось непосредственно , в систему, в которой значительная часть ископаемого топлива используется для выработки электроэнергии. Доля, используемая в производстве электроэнергии, зависит от вида топлива. Поскольку нефть — высококалорийная жидкость — настолько пригодна для использования в транспорте, что мало ее расходуется на электричество; Напротив, примерно 63% угля, добываемого в мире, используется для выработки электроэнергии. Способы производства электроэнергии, не основанные на ископаемом топливе, такие как производство ядерной энергии и гидроэлектроэнергии, также являются важными частями системы во многих областях.Однако ископаемое топливо по-прежнему является основой электроэнергетической системы, производя 64% сегодняшних мировых поставок.

Ископаемое топливо по-прежнему доминирует в производстве электроэнергии в мире.

В общем, история энергетических переходов на протяжении истории не сводилась только к отходу от нынешних солнечных потоков к ископаемым видам топлива. Это также было постоянным движением в сторону топлива, которое более энергоемко и удобно в использовании, чем виды топлива, которые они заменяют. Более высокая плотность энергии означает, что для работы требуется меньший вес или меньший объем топлива.Жидкое топливо, полученное из нефти, сочетает в себе плотность энергии с возможностью подачи или перемещения с помощью насосов, что привело к появлению новых технологий, особенно в области транспорта. А электричество — это очень гибкий способ потребления энергии, полезный для многих приложений.

Назад в будущее — возвращение солнечной эры

Ископаемые виды топлива позволили нам отказаться от использования сегодняшних солнечных потоков и вместо этого использовать концентрированную солнечную энергию, накопленную за миллионы лет.Прежде чем мы смогли эффективно использовать солнечные потоки, это казалось отличной идеей.

диоксид углерода

Диоксид углерода — это газ, выделяющийся при сжигании углеродсодержащего топлива (биомассы или ископаемого топлива). Двуокись углерода — самый важный газ, способствующий изменению климата.

Однако у преимуществ ископаемого топлива есть разрушительная обратная сторона. Теперь мы понимаем, что выброс углекислого газа (CO 2 ) при сжигании ископаемого топлива нагревает нашу планету быстрее, чем все, что мы видели в геологической летописи.Одна из величайших проблем, стоящих сегодня перед человечеством, — замедлить это потепление, прежде чем оно изменит наш мир до неузнаваемости.

Теперь, когда нас почти восемь миллиардов, мы ясно видим влияние повышения концентрации CO 2 . Возвращение к старым временам, когда мы полагаемся в основном на биомассу для удовлетворения наших энергетических потребностей, явно не является решением. Тем не менее, нам нужно найти способ вернуться к солнечным потокам в реальном времени (и, возможно, ядерной энергии) для удовлетворения наших потребностей. Сейчас нас стало намного больше, мы взаимодействуем через гораздо более крупную и более интегрированную глобальную экономику и потребляем гораздо больше энергии.Но сегодня у нас также есть технологии, которые намного более эффективны, чем фотосинтез, при преобразовании солнечных потоков в полезную энергию.

С 1900 года мировое население и экономическая активность резко выросли вместе с потреблением ископаемого топлива.

Источник: Наш мир в данных

К сожалению, концентрация в атмосфере двуокиси углерода, основного парникового газа, неуклонно растет одновременно с ростом средней глобальной температуры.

Примечание. Аномалия средней глобальной температуры суша и моря по сравнению со средней температурой 1961–1990 гг. Источник: Наш мир в данных

.

Земля получает от солнца достаточно энергии для всех нас, даже для нашей современной энергоемкой жизни. Количество солнечной энергии, которая достигает пригодных для жилья земель, более чем в 1000 раз превышает количество энергии ископаемого топлива, извлекаемой во всем мире за год. Проблема в том, что эта энергия диффузная. Солнце, согревающее ваше лицо, определенно дает энергию, но вам нужно сконцентрировать эту энергию, чтобы обогреть ваш дом или переместить автомобиль.

возобновляемая энергия

Возобновляемая энергия поступает из источника, который пополняется естественным образом. (Пример: улавливание ветра с помощью турбин или солнечного света с помощью солнечных батарей не изменяет количество ветра или солнечного света, доступного для использования в будущем.)

Здесь на помощь приходят современные технологии. Ветряные турбины и солнечные фотоэлектрические элементы (PV) преобразуют потоки солнечной энергии в электричество, что намного более эффективно, чем сжигание биомассы, доиндустриальный способ улавливания солнечной энергии.Затраты на ветровые и солнечные фотоэлектрические установки быстро снижаются, и теперь они являются общепринятыми и экономически эффективными технологиями. Некоторые существующие формы производства электроэнергии, в основном атомная энергия и гидроэлектроэнергия, также не приводят к выбросам CO 2 . Объединение новых возобновляемых источников энергии с этими существующими источниками дает возможность обезуглерожить — или исключить выбросы CO 2 — в секторе электроэнергетики. Производство электроэнергии — важный источник выбросов, на который приходится 27% U.S. Выбросы парниковых газов в 2018 году.

Однако, в отличие от ископаемого топлива, ветер и солнце могут вырабатывать электричество только тогда, когда дует ветер или светит солнце. Это инженерная задача, поскольку электросеть работает в режиме реального времени: электроэнергия генерируется и потребляется одновременно, при этом генерация меняется для поддержания баланса системы.

парниковый газ

Газ, улавливающий тепло в атмосфере Земли, включая углекислый газ, метан, озон и оксиды азота.

Инженерные проблемы порождают инженерные решения, и ряд решений может помочь. Электросети, которые покрывают большую площадь, легче сбалансировать, учитывая, что, если в одном месте не ветрено или солнечно, это может быть где-то еще. Стратегии реагирования на спрос могут побудить клиентов, обладающих гибкостью в своих процессах, использовать больше энергии, когда возобновляемая энергия доступна, и сокращать ее, когда ее нет. Технологии накопления энергии могут сэкономить избыточную электроэнергию для дальнейшего использования. Теперь эту функцию могут выполнять плотины гидроэлектростанций, а снижение затрат сделает батареи более экономичными для хранения энергии в сети.Решения для хранения хорошо работают в течение нескольких часов — например, накапливают солнечную энергию для использования в вечернее время. Но более долгое хранение представляет собой более сложную задачу. Возможно, избыток электроэнергии можно будет использовать для создания водорода или другого топлива, которое можно будет хранить и использовать позже. Наконец, производство ископаемого топлива сегодня часто заполняет пробелы в возобновляемой генерации, особенно в производстве природного газа, которую можно эффективно наращивать и уменьшать для удовлетворения спроса.

Преобразование потока солнечной энергии в электричество — хорошее начало для создания декарбонизированной энергетической системы.Простая формула — декарбонизация электроэнергетики и электрификация всех возможных источников энергии. Многие важные процессы могут быть электрифицированы, особенно в стационарных условиях, например, в зданиях и во многих промышленных процессах. Чтобы справиться с изменением климата, эта формула — низко висящий фрукт.

Две части этой формулы должны выполняться вместе. Новый блестящий электромобиль на подъездной дорожке сигнализирует о вашей заботе об окружающей среде для ваших соседей, но для достижения его полной потенциальной выгоды также требуется более экологичная система питания.В сегодняшних энергосистемах США и почти повсюду в мире электромобили обеспечивают снижение выбросов, но степень этих преимуществ сильно варьируется в зависимости от местоположения. Для достижения полной потенциальной выгоды от электромобилей потребуется сеть, которая будет поставлять всю возобновляемую электроэнергию или энергию с нулевым выбросом углерода, чего сегодня не достигает ни один регион в Соединенных Штатах.

Ветровая и солнечная энергия — это еще не все — оставшиеся проблемы

«Электрифицировать все» — отличный план, но не все можно легко электрифицировать.Некоторые качества ископаемого топлива трудно воспроизвести, например, их удельная энергия и способность выделять очень большое количество тепла. Для обезуглероживания процессов, основанных на этих качествах, вам необходимо низкоуглеродистое топливо, имитирующее свойства ископаемого топлива.

Энергетическая ценность ископаемого топлива особенно важна в транспортном секторе. Транспортному средству необходимо возить топливо во время движения, поэтому вес и объем этого топлива являются ключевыми. Электромобили — это широко разрекламированное решение для замены масла, но они не идеальны для всех областей применения.Фунт за фунт, бензин или дизельное топливо содержат примерно в 40 раз больше энергии, чем современные батареи. С другой стороны, электродвигатели намного более эффективны, чем двигатели внутреннего сгорания, а электромобили проще механически, с меньшим количеством движущихся частей. Эти преимущества частично компенсируют снижение веса батареи, но электромобиль все равно будет тяжелее аналогичного автомобиля, работающего на ископаемом топливе. Для транспортных средств, которые перевозят легкие грузы и могут часто заправляться топливом, например легковых автомобилей, этот штраф не имеет большого значения.Но для авиации, морского судоходства или дальних перевозок, где транспортное средство должно перевозить тяжелые грузы на большие расстояния без дозаправки, разница в плотности энергии между ископаемым топливом и батареями является огромной проблемой, а электромобили просто не соответствуют требованиям. необходимость.

Бензин несет гораздо больше энергии на единицу веса, чем аккумулятор. Автомобиль с бензиновым двигателем и баком на 12,4 галлона перевозит 77,5 фунтов бензина.

77,5-фунтовая батарея, напротив, способна выдержать электромобиль только на 21 милю.

Электромобиль с запасом хода 360 миль потребует 1334-фунтовой батареи.

Примечание: изображения не в масштабе.

Несмотря на вес аккумулятора, другие компоненты электромобилей легче и проще, чем их аналоги в бензиновых автомобилях. Таким образом, общее снижение веса электромобилей не такое серьезное, как снижение веса одной батареи.

Промышленные процессы, требующие очень высоких температур, такие как производство стали, цемента и стекла, представляют собой еще одну проблему.Стальные доменные печи работают при температуре около 1100 ° C, а цементные печи работают при температуре около 1400 ° C.Таких очень высоких температур трудно достичь без сжигания топлива, и поэтому их трудно обеспечить электричеством.

Возобновляемая электроэнергия не может решить проблему выбросов для процессов, которые не могут работать на электроэнергии. Для этих процессов мир нуждается в топливе с нулевым содержанием углерода, которое имитирует свойства ископаемого топлива — топлива с высокой плотностью энергии, которое можно сжигать. Существует ряд вариантов, но каждый из них имеет свои плюсы и минусы и, как правило, требует дополнительной работы, чтобы быть коммерчески и экологически жизнеспособным.

Биотопливо возможно, так как углерод, выделяемый при сжигании биотоплива, представляет собой тот же углерод, который поглощается при росте растения. Однако обработка, необходимая для превращения растений в пригодное для использования топливо, потребляет энергию, и это приводит к выбросам CO 2 , а это означает, что биотопливо не является безуглеродным, если весь процесс не работает на возобновляемых источниках энергии или энергии с нулевым выбросом углерода. Например, этанол из кукурузы, смешанный с бензином в Соединенных Штатах, в среднем дает только на 39% меньше выбросов CO 2 , чем бензин, который он заменяет, с учетом выбросов, возникающих при транспортировке кукурузы на перерабатывающие предприятия и ее преобразовании в топливо.Биотопливо также конкурирует за пахотные земли с производством продуктов питания и сохранением, например, для отдыха или рыбной ловли и дикой природы, что становится все более сложной задачей по мере увеличения производства биотоплива. Топливо, полученное из отходов сельскохозяйственных культур или бытовых отходов, может быть лучше с точки зрения землепользования и выбросов углерода, но поставка этих отходов ограничена, и технология требует улучшения, чтобы быть рентабельной.

Другой путь — преобразовать возобновляемую электроэнергию в горючее. Водород можно производить, используя возобновляемую электроэнергию для разделения атомов воды на водородные и кислородные компоненты.Затем водород можно было бы сжигать как топливо с нулевым выбросом углерода, подобно тому, как сегодня используется природный газ. Электроэнергия, CO 2 и водород также могут быть объединены для производства жидкого топлива для замены дизельного и реактивного топлива. Однако, когда мы разделяем атомы воды или создаем жидкое топливо с нуля, законы термодинамики не в нашу пользу. В этих процессах используется электричество, чтобы, по сути, запустить процесс сгорания в обратном направлении и, таким образом, использовать большое количество энергии. Поскольку в этих процессах будет использоваться огромное количество возобновляемой энергии, они имеют смысл только в приложениях, где электричество не может использоваться напрямую.

Улавливание и хранение или использование углерода — это последняя возможность для стационарных применений, таких как тяжелая промышленность. Ископаемое топливо по-прежнему будет сжигаться и образовывать CO 2 , но оно будет улавливаться, а не выбрасываться в атмосферу. Разрабатываемые процессы предусматривают удаление CO 2 из окружающего воздуха. В любом случае CO 2 будет закачиваться глубоко под землю или использоваться в промышленном процессе.

В настоящее время уловленный CO 2 чаще всего используется для увеличения нефтеотдачи, когда CO 2 под давлением закачивается в нефтяной резервуар, чтобы выжать больше нефти.Идея улавливать CO 2 и использовать его для производства большего количества ископаемого топлива кажется обратной — действительно ли это снижает выбросы в целом? Но исследования показывают, что уловленный CO 2 остается в нефтяном резервуаре постоянно, когда он закачивается таким образом. И если во время добычи нефти закачивается достаточное количество CO 2 , это может компенсировать выбросы от сжигания добытой нефти или даже привести к общим отрицательным выбросам. Это не будет панацеей от всех видов использования масла, но может сделать использование масла возможным в таких областях, как авиация, где его очень трудно заменить.

Улавливание углерода — это сегодня самый дешевый способ борьбы с выбросами тяжелой промышленности, требующей сжигания. Его преимущество заключается в том, что он также может улавливать выбросы CO 2 , которые происходят от самого процесса, а не от сжигания топлива, как это происходит при производстве цемента, когда известняк нагревается для производства компонента цемента с CO 2 в качестве -продукт.

При рассмотрении того, как улавливание углерода может способствовать смягчению последствий изменения климата, мы должны помнить, что ископаемое топливо не является основной причиной проблемы — выбросы CO 2 .Если поддержание некоторого использования ископаемого топлива с улавливанием углерода — самый простой способ справиться с определенными источниками выбросов, это все еще решает фундаментальную проблему.

Наши самые большие проблемы — политические

Наука ясно говорит нам, что нам нужно переделать нашу энергетическую систему и исключить выбросы CO 2 . Однако, помимо инженерных проблем, природа изменения климата также делает политически сложной задачей решение этой проблемы.Для сведения к минимуму воздействия изменения климата необходимо переделать отрасль с оборотом в несколько триллионов долларов, которая находится в центре экономики и жизни людей. Снижение зависимости человечества от ископаемого топлива требует инвестиций здесь и сейчас, которые принесут неопределенные долгосрочные выгоды. Эти решения особенно трудны для политиков, которые, как правило, сосредотачиваются на политике, приносящей немедленные, местные выгоды, которые видят избиратели. В прошлом году The New York Times спросила, например, «является ли какая-либо климатическая политика достаточно масштабной, чтобы иметь значение, и достаточно популярной, чтобы реализоваться.«Устойчивая климатическая политика требует поддержки со стороны ряда участников, включая политиков обеих сторон, лидеров бизнеса и гражданское общество. Их точки зрения неизбежно расходятся, и отсутствие консенсуса — в сочетании с вполне реальными усилиями по оказанию давления на процесс выработки политики — является ключевой причиной того, что меры по борьбе с изменением климата настолько сложны с политической точки зрения. (Чтобы попробовать свои силы в решении политических дилемм, сыграйте в нашу — по общему признанию, упрощенную! — игру ниже: «Президентское климатическое затруднение».)

В США и других странах с богатым миром текущие усилия сосредоточены на сокращении выбросов парниковых газов в результате нашей энергоемкой жизни.Но вторая часть сегодняшней энергетической проблемы — это обеспечение современной энергией миллиарда людей в развивающемся мире, которые в настоящее время ее не имеют. Вы не так много слышите о второй цели в общественном обсуждении изменения климата, но крайне важно, чтобы развивающиеся страны следовали более чистым путем, чем это сделали развитые страны. Необходимость обеспечить развивающимся странам как более чистую энергию, так и больше энергии усугубляет проблему, но решение, которое не учитывает развивающийся мир, вовсе не является решением.

Обильные и недорогие ископаемые виды топлива затрудняют переход от них. Около 15 лет назад ученые мужи были сосредоточены на «пике добычи нефти» — идее о том, что в мире заканчивается нефть или, по крайней мере, недорогая нефть и что грядет расплата. События последнего десятилетия доказали, что эта теория ошибочна. Вместо снижения добычи нефти и роста цен мы наблюдали обратное, и нигде больше, чем здесь, в Соединенных Штатах. Технологии вызвали бум добычи нефти; геологи давно знали, что ресурсы есть, но не знали, как заработать на их добыче.Нет причин ожидать, что эта тенденция в ближайшее время замедлится. Другими словами, нехватка нефти нас не спасет. Миру нужно будет отказаться от нефти и других ископаемых видов топлива, пока они в изобилии и недороги — задача не из легких.

Чтобы осуществить этот технически и политически сложный переход, нам нужно избегать одномерных решений. Мои собственные мысли о том, как нам нужно бороться с изменением климата, безусловно, со временем эволюционировали, поскольку мы лучше понимаем климатическую систему и со временем выбросы все еще увеличиваются.Например, я скептически относился к идее улавливания углерода, будь то производственные процессы или непосредственно из воздуха. Инженер во мне просто не мог понять, как использовать такой энергоемкий процесс для улавливания выбросов. Я изменил свое мнение и стал лучше разбираться в процессах, которые трудно обезуглерожить другим способом.

Накопление CO 2 в атмосфере похоже на попадание воздуха в воздушный шар. Это кумулятивная система: мы постоянно добавляем к общей концентрации вещества, которое может сохраняться в атмосфере до 200 лет.Мы не знаем, когда эффекты потепления станут подавляющими, но мы знаем, что система будет растягиваться и нарушаться — испытывать больше негативных эффектов — по мере наполнения воздушного шара. Накопительный характер климатической системы означает, что чем дольше мы ждем, тем более строгие меры требуются. Другими словами: чем раньше действовать, тем лучше. Нам нужно действовать прямо сейчас там, где это проще всего, в секторах электроэнергии и легковых автомобилей, а также в повышении энергоэффективности новых зданий. Другим секторам требуется больше технологий, например, тяжелому транспорту и промышленности, или потребуется много времени, например, для улучшения существующего фонда зданий.

Те, кто сейчас настаивает на прекращении производства ископаемого топлива, упускают из виду тот факт, что ископаемое топливо все еще будет необходимо в течение некоторого времени в определенных секторах. Исключение из разговоров непопулярных источников энергии или технологий, таких как ядерная энергия или улавливание углерода, является недальновидным. Само по себе производство электроэнергии из возобновляемых источников не поможет нам добиться этого — это проблема всех технологий. Я опасаюсь, что магическое мышление и тесты на чистоту захватывают часть левого края американского политического спектра, в то время как часть правого политика виновна в прямом отрицании проблемы климата.Перед лицом такой резкой поляризации акцент на практических решениях может потеряться — а практичность и изобретательность — это возобновляемые ресурсы, необходимые человечеству для решения климатических проблем.

Исправление: более ранняя версия рисунка в этом фрагменте ошибочно указала, что возобновляемые источники энергии составляют 0,6% мирового производства электроэнергии. Он исправлен до 9,3%.

Об авторе

Саманта Гросс

Саманта Гросс — научный сотрудник программы внешней политики Брукингса.Ее работа сосредоточена на пересечении энергетики, окружающей среды и политики, включая климатическую политику и международное сотрудничество, энергоэффективность, разработку нетрадиционных нефтегазовых ресурсов, региональную и глобальную торговлю природным газом, а также взаимосвязь энергии и воды. Гросс имеет более чем 20-летний опыт работы в сфере энергетики и окружающей среды и имеет степень бакалавра наук в области химической инженерии в Университете Иллинойса, степень магистра наук в области инженерии окружающей среды в Стэнфорде и степень магистра делового администрирования в Калифорнийском университете в г. Беркли.

Благодарности

u003cpu003eu003cstrongu003eРедакция: u003c / strongu003e Джефф Болл, Брюс Джонс, Анна Ньюбю003c / pu003eu003cpu003eu003cstrongu003eResearchu003c / strongu003e: Исторические итоги перехода на большую энергию, посвященные переходу от энергии к теме перехода к великим авторам, посвященным изменениям энергии. u003c / pu003e

u003cpu003eu003cstrongu003eGraphics и designu003c / strongu003e: Ян Макаллистер, Рейчел Slatteryu003c / pu003eu003cpu003eu003cstrongu003eWeb developmentu003c / strongu003e: Эрик Abalahin, Эбигейл Каунда, Рейчел Slatteryu003c / pu003eu003cpu003eu003cstrongu003eFeature imageu003c / strongu003e: Егоров Артем / Shutterstocku003c / pu003e

Использование датчика плотности для контроля качества топлива

Введение

Скачки цен на нефть и растущее использование альтернативного топлива открыли возможности для новых сенсорных технологий.Новые виды топлива, такие как этанол, биодизель, бутанол и топливо Фишера-Тропша, обнаруживают увеличение как производимых галлонов, так и количества применений, которые ранее оставались нефтехимии (1-14). Давление затрат и разнообразие биотоплива создают новые рынки для датчиков, которые помогают в смешивании топлива, определении типа топлива, преобразовании в массу из объемного притока и обеспечении качества топлива. Различные нефтехимические продукты и новые альтернативные виды топлива имеют разные значения плотности. Компания Integrated Sensing Systems (ISS) разработала уникальный датчик концентрации / плотности топлива, который может удовлетворить потребности нефтехимического рынка и рынка альтернативных источников энергии по доступной цене.Этот новый датчик основан на чувствительной микросхеме MEMS (MicroElectroMechanical Systems), которая уже была разработана для лабораторных и промышленных приложений, а также для измерения концентрации в топливных элементах (15-18). Другие устройства MEMS были адаптированы для тяжелых, объемных и относительно недорогих приложений на автомобильном (19), потребительском и медицинском рынках, поэтому мы уверены, что эта технология обеспечит как техническое, так и коммерческое решение для обеспечения качества топлива, коммерческого учета и приложения для измерения смешивания.

этанол
Топливо Диапазон плотности (г / куб. См)
Бензин 0,725-0,775
E85 0,775-0,782 Бутанол 0.8095
«Дизель» Fisher Tropsch 0,784-0,801
Дизель 0,822-0,860
Биодизель 0.860-0.900
Таблица 1. Диапазоны плотности различных жидких топлив.

Альтернативные энергетические рынки топлива

Рынок этанола
Этанол — наиболее устоявшийся рынок биотоплива, который начал свое существование раньше в Бразилии (10), а в последнее время расширился в США (4-9). На Рисунке 1 показана карта заводов по производству этанола в США. На Рисунке 2 показано, насколько быстро производственные мощности по производству этанола в США увеличивались в период с 1999 по 2007 годы. Действительно, высокие производственные мощности по производству этанола потребуют разработки непродовольственного сырья, которое уже ведется.Хотя этанол может снизить объем импортируемой нефти, он имеет недостатки, заключающиеся в меньшем расходе топлива и способствуя коррозии топливной системы. Для уменьшения расхода топлива этанол обычно смешивают с бензином. Десять и восемьдесят пять процентов этанола являются наиболее распространенными смесями. Как показано на Рисунке 3, смешивание этанола и бензина уже разрабатывается, чтобы охватить еще более широкий диапазон концентраций. Две системы резервуаров, одна для этанола, а другая для бензина, могут использоваться для получения самых разных топливных смесей.Проблемы с коррозией возникают из-за способности этанола поглощать и растворять воду. Именно вода вызывает коррозию резервуаров, трубопроводов и топливопроводов. Это требует использования более дорогих металлов / сплавов в транспортных средствах и предотвращает использование трубопроводов для транспортировки этанола. Бутанол (11) является альтернативой этанолу, который можно перегонять из того же сырья. Бутанол не поглощает воду так быстро, как этанол, поэтому его можно транспортировать, как нефтехимические продукты, по системе трубопроводов. Как показано в таблице 1, бутанол можно отличить от этанола и бензина путем измерения плотности.

Рисунок 1. Заводы по производству этанола и строящиеся, май 2008 г. (7).

Рисунок 2. Производство этанола в США и производственные мощности в 1999–2007 годах в миллиардах галлонов (9).

Рисунок 3. Смешанные топливные баки: этанол и бензин (8).

Рисунок 4. Мировое производство биодизеля и мощности до 2008 г. (12).

Рынок биодизеля
Биодизель отстает от рынка этанола в США, но фактически является ведущим рынком биотоплива в Европе из-за большей зависимости от дизельного топлива.Как и этанол, биодизель используется в смесях с нефтехимическими продуктами для его первоначального вывода на рынок. В таблице 2 показан рынок смешанного этанола и биодизеля в США в 2005 году. Концентрация биотоплива от 5 до 20% является наиболее распространенными смесями на рынке. Как показано в таблице 1, биодизельное топливо имеет более высокую плотность, чем нефтехимическое дизельное топливо. Биодизель имеет худшие характеристики при низких температурах, но улучшенную смазывающую способность топлива и может снизить выбросы выхлопных газов (20). Количество заправочных станций и тех, которые уже принимают биотопливо, приведены в таблице 3.Общее количество АЗС в США — 169 000. Почти 1000 станций способны перекачивать биодизель. Таблица 4 дает общее количество галлонов моторного топлива, потребляемого ежегодно в США, и какой процент в биотопливе. Этанол вырос более чем на 2%, но биодизель составляет менее четверти процента от общего объема потребляемого. Очевидно, что у обоих видов биотоплива есть потенциал для роста. На Рисунке 4 показаны мировые мощности по производству биодизеля. По мере накопления опыта в этой отрасли более крупные предприятия производятся более широким кругом промышленных предприятий.Прогнозируется стремительный рост у нас и за рубежом. Увеличение мощности по переработке топлива приведет к широкому использованию, что приведет к увеличению количества заправочных станций, автоцистерн и транспортных средств, использующих биотопливо.

Таблица биотоплива США 9,2790 галлонов (9).

Топливо Производство Расход моторного топлива Смесь Текущее потребление смеси
Этанол 3,9 136,808 43,2 B2 0,86
B5 2,16
B20 8,64
Топливо Количество станций Процент от общего количества
Все виды топлива 169000 100.0
0
E85 799 0,5
Биодизель 968 0,5
Таблица 3. Автозаправочные станции в США по состоянию на 2006 г. (9).

37 136,949
Бензин Этанол Процент бензинового пула
2000 128,662 1,630 1,27 1 7 1 7
2002 132,782 2,130 1,60
2003 134,089 2,800 2,09
2004 3,904 2,85
—- 43,180
Дизель Биодизель Процент дизельного топлива в пуле
2000 — —
2001 38,155 9 0.02
2002 38,881 11 0,03
2003 40,856 18 0,04
2004
91 0,21
Таблица 4. Расход моторного топлива в США в миллионах галлонов в год за 2000-2005 гг. (9).

Рис. 5. Нефтехимия и изменение плотности вдоль ректификационной колонны.

Fisher ‐ Tropsch

Топливным решением зависимости США от ближневосточного импорта нефти является разработка топлива Fisher ‐ Tropsch (FT). Это жидкое топливо производится из потенциально импортного углеводородного сырья, такого как уголь, природный газ или горючие сланцы. Из-за более высоких затрат на переработку разработка и использование топлива Фишер-Тропш до настоящего времени ограничивалась странами, в которых существовали препятствия для нефтехимии, например, в Южной Африке во время апартеида и Германии во время Второй мировой войны, или в странах с избытком ресурсов природного газа, такими как современная Малайзия. (1).Военные США взяли на себя ведущую роль в этой области с долгосрочной целью замещения 75% импорта нефти к 2025 году (1,2). Эти запасы предлагают эквивалентные запасы нефти в 2,3 триллиона баррелей, что более чем в три раза превышает запасы нефти на Ближнем Востоке. Основное измеримое различие между топливом Fisher-Tropsch и нефтехимическим топливом — это плотность. Как показано в таблице 1, топливо FT можно отличить от нефтехимического дизельного топлива и биодизеля по плотности. Американские военные внедряют это топливо в военную авиацию и грузовые автомобили, за ними последуют коммерческие авиации и грузовые перевозки, а автомобильные приложения будут последними, кто применяет это альтернативное топливо.

Рынок нефтехимии
Большинство существующих топливных приложений связаны с нефтехимией. Плотность снижается по мере продвижения вверх по дистилляционной колонне, как показано на рисунке 5. Нефтехимические продукты уже смешаны друг с другом для производства различных сортов бензина и дизельного топлива. Они также смешаны с биотопливом, таким как этанол и биодизель. Измерение плотности авиации имеет решающее значение для коммерческого учета. Нефтяные компании продают топливо по объему, в то время как в самолетах используются массовые измерения.Температура топлива и качество смеси вызывают изменение плотности, что влияет на массу топлива, доставляемого в самолет, и во многих случаях может поставить авиакомпании в невыгодное положение с точки зрения затрат, особенно в жарких условиях.

Рис. 6. Датчик плотности и концентрации химических веществ ISS FC ‐ 6.

Датчики плотности ISS
ISS разработала уникальный датчик плотности жидкости, основанный на запатентованной технологии микромашинных датчиков плотности и расхода. ISS начала продавать измерители плотности и концентрации, использующие эту технологию на основе МЭМС в 2003 году (15,16).В этом подходе к зондированию используется небольшая полая силиконовая микропробирка. Эта небольшая трубка вибрирует с заданной частотой, поскольку при изменении плотности или концентрации жидкости в трубке изменяется частота колебаний. Встроенный измеритель плотности FC6 модели ISS и датчик топливного элемента, показанные на рисунке 6, впервые были применены для измерения концентрации метанола в системе DMFC. Этот новый датчик представляет собой необходимое устройство для рынка топливных элементов с прямым метанолом (DMFC) (21,22). Без точного датчика концентрации метанола активные DMFC не могут работать эффективно.

Рисунок 7. Искробезопасный датчик плотности ISDM-10.

Концепция чувствительности универсальна практически для любых жидкостей или жидких растворов. Плотность текучей среды (жидкости или газа) можно измерить с помощью частоты колебаний микропробирки. Для бинарных растворов это использовалось с метанолом и этанолом, топливными элементами для измерения концентрации. Нефтехимия и биотопливо могут использовать выходную плотность или API, чтобы указать тип топлива, его чистоту и смешивать топлива.На рис. 7 показан искробезопасный датчик плотности, разработанный ISS. ISDM ‐ 10 может использоваться со всеми типами жидкого топлива и топливных смесей. На рынке нет других продуктов, которые могут точно идентифицировать тип топлива, определять концентрацию топлива для смешивания в широком диапазоне температур и концентраций, а также в присутствии химических примесей для таких размеров и стоимости, которые может достичь устройство ISS. Запатентованные технологии ISS, основанные на MEMS, являются ключом к созданию такого типа устройств.

ISS MEMS Senor Technology
Резонансные микротрубки ISS используют процесс изготовления MEMS, который использует комбинацию плазменного и влажного травления, фотолитографии, а также w-связывания для формирования микрожидкостных чипов (15). На рис. 8 показана микросхема резонатора микропробирки без крышки. Силиконовая трубка, показанная на рисунке 8, анодно прикреплена к стеклу. Эта стеклянная пластина имеет металлические электроды и направляющие, используемые для передачи электрических сигналов. Металлический слой также используется в качестве резистивного датчика температуры на кристалле.Два отверстия в нижней стеклянной микросхеме пропускают жидкость в силиконовую микропробирку и из нее.

Рис. 8. Микросхема МЭМС без крышки на кончике пальца, демонстрирующая микропробирку и металлический узор.

Микросхема MEMS требует, чтобы электроника усиливала сигнал и приводила микропробирку в резонанс, кроме того, сигнал обрабатывается для получения значения концентрации метанола. Трубка приводится в резонанс электростатически, и ее движение определяется емкостным способом с помощью металлических электродов под трубкой и сопутствующих электронных схем, подключенных к микросхеме МЭМС через проводное соединение.

Результаты работы датчика ISS
Плотность любой жидкости зависит от температуры. Например, определение характеристик концентрации метанола в воде в зависимости от температуры является ключом к получению точного значения концентрации метанола. На рисунке 9 показано, как плотность дизельного топлива изменяется в зависимости от температуры. Аналогичные отношения существуют для разных видов топлива.

Для различных видов топлива можно использовать датчики плотности и расхода. В таблице 1 показано сравнение плотности различных видов биотоплива и нефтехимии.Плотность может использоваться как эффективный идентификатор топлива и для смешивания. На рисунке 9 показано, как плотность дизельного топлива зависит от температуры. На рисунках 10 и 11 показано, как можно измерить концентрацию воды или бензина в этаноле с помощью плотности.

Рисунок 9. Изменение плотности дизельного топлива в зависимости от температуры.

Рис. 10. График зависимости плотности от концентрации для этанола и воды, данные получены с помощью датчика ISS MEMS (16).

Рис. 11. График плотности для смеси этанол-бензин при 25 ° C.

Таблица 5. показывает, что плотность также может использоваться для обнаружения пузырьков воды и воздуха в жидкости и может использоваться для контроля качества антифриза и гидравлической жидкости. Загрязнение воды может стать проблемой при транспортировке по трубам и хранении в резервуарах. Вода, скопившаяся на дне топливного бака, может быть обнаружена по плотности.

Метанол Плотности других жидкостей.

Сравнение со стальными кориолисовыми массовыми расходомерами и плотномерами

Кориолисовы резонансные массовые расходомеры и плотномеры из нержавеющей стали изготавливаются различными производителями, как показано на рисунке 12.Цена, размер и вес являются основными факторами, препятствующими более широкому использованию этих устройств. Эти большие промышленные датчики продаются по цене от 3500 до более чем 20,00 долларов (23-25). Датчик на основе микросхемы MEMS имеет значительное преимущество по стоимости и размеру по сравнению с более крупными ручными сборными датчиками расхода и плотности из стальных трубок.

Рис. 12. Примеры кориолисовых массовых расходомеров / плотномеров с трубкой из нержавеющей стали (23-25).

Поскольку все кориолисовы массовые расходомеры и плотномеры являются вибрационными устройствами, чувствительность к вибрации была основной проблемой этой технологии.Это критическая проблема для промышленных, автомобильных и аэрокосмических приложений, где удары и вибрация являются обычным явлением. Обычные кориолисовы массовые расходомеры с металлической трубкой резонируют на частотах от 100 до 1500 Гц (24,25), что делает их восприимчивыми к спектру обычных внешних механических вибраций и ударных частот, которые составляют менее 2000 Гц.

Рис. 13. Погрешности расхода и плотности кориолисовых расходомеров с трубкой из нержавеющей стали при вибрации.

Чтобы изучить разницу между датчиком MEMS в этом исследовании и обычной стальной трубкой и датчиком массового расхода Кориолиса на основе MEMS, оба были помещены на стенд для вибрационных испытаний и циклически менялись от 10 Гц до 1000 Гц, начиная с 0.5g и переход к ускорению 2g при отслеживании нулевого расхода на выходе трубки, заполненной водой. На рисунке 13 показано, что обычный стальной кориолисовый расходомер имел как большие выбросы расхода, так и выходную плотность на его резонансной частоте при очень низких ускорениях, 0,5g. Силиконовая трубка, используемая в датчике MEMS в этом исследовании, имеет резонансные частоты в диапазоне от 20 кГц до 30 кГц, что значительно выше тех, которые обычно используются в промышленных, автомобильных или аэрокосмических приложениях. Выходной сигнал с нулевым расходом трубки MEMS находился в пределах диапазона +/- 1 г / час на всех внешних частотах колебаний при 2 g.Выходная плотность МЭМС-датчика не подвергалась воздействию вибрации. Это является преимуществом кориолисовых массовых расходомеров и плотномеров на основе МЭМС по сравнению с традиционной технологией из стальных труб и может расширить область применения, включив в них приложения со значительной вибрацией и ударами, такие как рынки грузовых автомобилей и авиакосмической отрасли.

Выводы

ISS предлагает новую технологию измерения плотности и химической концентрации, которая открывает возможности для рынков качества топлива, коммерческого учета и смешивания.Нефтехимические продукты, топливо, биотопливо можно контролировать на предмет концентрации, чистоты, содержания воды и сортности с использованием плотности. Работая по тому же принципу, что и обычные стальные кориолисовы расходомеры, чувствительный элемент ISS достаточно мал, чтобы поместиться на кончике вашего пальца. Это преимущество в размерах и связанная с ним экономия затрат позволяет использовать эту чувствительную способность в новых областях управления топливом и химическими веществами.

Цитированные источники (см. Эту ссылку)

При сравнении топлива необходимо учитывать плотность энергии

Стив Исау, генеральный директор SEA-LNG, объясняет, почему оценки топлива могут быть искажены, если не учитывать плотность энергии

Бункеровщик СПГ Kairos (изображение из файла любезно предоставлено Babcock Schulte Energy)

Опубликовано 17 сен.2021 г., 16:46 Стив Исав

Для жидкого ископаемого топлива было достаточно сравнения цены и производительности топлива на тонну, но, поскольку судовладельцы оценивают новые виды топлива в рамках своих планов по декарбонизации, этот метод больше не является точным.

SEA-LNG выявил ряд ситуаций, в которых распространялась недостоверная информация, поскольку плотность энергии не учитывалась при сравнении экономической жизнеспособности жидкого ископаемого топлива, СПГ и новых видов топлива, таких как аммиак, водород и метанол. Эти неточные сравнения являются наследием судового мазута, который исторически продавался в метрических тоннах.

Плотность энергии — это количество энергии, которое может храниться в данной массе топлива. Его можно указать как содержание энергии на единицу массы (гравиметрическая плотность энергии) или как содержание энергии на единицу объема (объемная плотность энергии).Гравиметрическая плотность энергии имеет решающее значение при сравнении эксплуатационных затрат на различные виды топлива — например, одна тонна бункерного топлива СПГ выделяет больше энергии, чем одна тонна мазута с очень низким содержанием серы (VLSFO). Объемная плотность энергии важна при принятии инвестиционных решений в новое строительство, поскольку меньше места, необходимого для хранения топлива с высокой плотностью энергии, означает больше места для груза.

Гравиметрическая плотность энергии

Стоимость тонны энергии

СПГ на тонну примерно на 16 процентов ниже, чем у VLSFO, поскольку он содержит больше энергии для данной массы.СПГ обеспечивает около 46,7 млн ​​БТЕ (или 13,7 МВтч) энергии на метрическую тонну, тогда как VLSFO обеспечивает около 40,2 млн БТЕ (или 11,8 МВтч) на метрическую тонну. Следовательно, СПГ по цене 100 долларов за тонну является нейтральной по цене по сравнению с LSFO по цене 84 доллара за тонну.

Важно ссылаться на достоверные источники информации о ценах, которые корректируются с учетом содержания энергии и регулярно обновляются. Например, ежемесячная оценка средней бункерной цены на СПГ Platts (доступная на веб-сайте SEA-LNG) обеспечивает точное сравнение стоимости судового газойля, LSFO и мазута.

Заглядывая вперед, важно понимать, что, когда мы видим оценки цен на топливо, указанные для аммиака, водорода и метанола на основе тонны, тогда эти цены необходимо будет скорректировать с учетом плотности энергии. Например, одна тонна аммиака содержит только 33 процента энергии одной тонны СПГ и его собратьев с нулевым уровнем выбросов, био-СПГ и синтетического СПГ. Для метанола сопоставимая цифра составляет 36 процентов, а для водорода — 216 процентов.

Объемная плотность энергии

СПГ имеет преимущество в объемной плотности энергии по сравнению с новым топливом.Жидкий водород, аммиак и метанол составляют 34 процента, 51 процент и 63 процента объемной плотности энергии СПГ (соответственно). Другими словами, требуется около двух кубических метров аммиака, чтобы обеспечить выработку энергии одним кубическим метром СПГ. Чтобы достичь такой же дальности плавания, топливные баки для жидкого водорода должны быть по крайней мере в три раза больше, чем для СПГ, вследствие большого количества необходимой изоляции. Для аммиака соотношение размеров резервуаров примерно два к одному по сравнению с СПГ, а для метанола размеры резервуаров эквивалентны.Потенциальная разница в расстоянии плавания не была бы очевидна, если бы виды топлива сравнивали просто на тонну.

С точки зрения конструкции судна размер бункерного резервуара явно будет важным фактором, поскольку он может повлиять на грузоподъемность. Это можно проиллюстрировать, изучив новейшие сверхбольшие контейнеровозы CMA CGM на 22 000 TEU. При проектировании резервуаров для хранения СПГ емкостью 18 600 кубических метров судам потребовались бы топливные баки существенно большего размера, объемом 35 340 кубических метров, если бы они работали на аммиаке.Это соответствует примерно 1000 TEU для хранения аммиака по сравнению с примерно 500 TEU, необходимыми для СПГ.

Заглядывая в будущее до 2050 года и в последующий период, когда водородное топливо, такое как синтетический СПГ и потенциально зеленый аммиак, станет доступным из возобновляемых источников энергии, соображения объемной плотности энергии останутся критически важными для расчетов выбросов, конструкции судна, дедвейта тоннажа, объема груза и пассажирского пространства. доступность. Это в дополнение к проблемам безопасности и эксплуатации, с которыми сталкиваются многие новые виды судового топлива.

Судовладельцы, финансисты, классовые общества, операторы терминалов и другие заинтересованные стороны поэтому должны изменить свое мышление сейчас и думать о топливе с точки зрения его энергии на единицу объема, а не только с точки зрения его веса или объема. Отрасль должна понимать и стандартизировать методологии, чтобы сравнения топлива производились от базового уровня. Недоразумения дорого обойдутся не только отдельным предприятиям, но и усилиям по обеспечению устойчивости морской отрасли в целом.

Стив Исау — генеральный директор ассоциации бункеровочной промышленности СПГ SEA \ LNG. Ранее он занимал должность руководителя отдела энергетики в консалтинговой компании Xyntéo. Он начал свою карьеру в качестве геофизика в BP и работал в различных областях, связанных с развитием бизнеса, стратегией и анализом в подразделениях компании по газу, электроэнергии и возобновляемым источникам энергии, а также по торговле энергией.

Мнения, выраженные в данном документе, принадлежат автору и не обязательно принадлежат The Maritime Executive.

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Жидкость (15,55 ℃) Плотность (г / куб.см)
Охлаждающая жидкость / антифриз 1.12622
Вода 0.99904
Гидравлическая жидкость 0,87058
Керосин 0,85450
Дизельное топливо 0,82258
Метанол