Лабораторна робота №2 Визначення експлуатаційних властивостей автомобільного бензину

2.1 Мета і зміст роботи

Мета роботи: закріплення знань з показників якості автомобільних бензинів; знайомство з методами визначення деяких експлуатаційних властивостей палива; вміння оціню-вати якість палива за цими показниками.

Зміст роботи: визначення густини бензину ареометром, водорозчинних кислот і лугів, фракційного складу та тиску насичених парів; прийняття висновку про експлуатаційні властивості бензину і можливість його використання.

2.2 Загальні положення

Товарний автомобільний бензин – це складна суміш бензинових фракцій, які одержані різними методами пере-робки нафти (атмосферна перегонка, каталітичний крекінг, каталітичний реформінг, коксування, піроліз). У бензини до-дають високооктанові добавки і альтернативні палива з метою підвищення антидетонаційних властивостей та економії наф-тових палив. Для поліпшення пускових властивостей у зимові бензини додають газовий бензин. У бензини вводять також різні присадки: інгібітори окислення (для збільшення строку зберігання); антирозжарювальні (для запобігання розжарюва-льного запалювання); миючі, протикристалізуючі (особливо при використанні спиртів як добавок до бензинів).

Відповідно до ГОСТ 2084-77 в Україні використову-ються бензини марок: А-72, А-76, АИ-93, АИ-95, АИ-98 (супер плюс) і згідно ТУ У 00149943.501-98 бензини марок: А-80, А-92, А-95, А-96. В марці бензинів літера А вказує, що бензин автомобільний; И – дослідницький метод визначення октанового числа; цифра – мінімально допустиме октанове число. В маркіровках бензинів А-72, А-76 цифра означає окта-нове число за моторним методом.

Бензини А-80, А-92, А-95, А-96, АИ-98 всесезонні, а решта випускаються літнього і зимового видів. Сезонність бензину визначається тільки двома показниками якості: фрак-ційним складом і тиском насичених парів.

Основні показники якості автомобільних бензинів наведені в додатках А, Б.

Для забезпечення нормальної роботи двигуна автомо-більні бензини повинні відповідати наступним вимогам:

легкий пуск двигуна і стабільна робота двигуна на усіх можливих режимах роботи двигуна;

найвища теплота згоряння і високі антидетонаційні властивості;

постійність фізичного і хімічного складу при зберіганні та транспортуванні;

відсутність нагаро- і лакоутворення на деталях двигу-на;

відсутність корозійної активності по відношенню до деталей двигуна, резервуарів, баків, вихлопної системи при зберіганні і експлуатації;

повнота згоряння з мінімальним утворенням концеро-генних речовин;

відсутність механічних домішок і води.

Для забезпечення цих вимог бензини повинні володіти певними техніко-експлуатаційними властивостями, які харак-теризуються рядом показників, основними з яких є: густина, фракційний склад, тиск насичених парів, октанове число, індукційний період, вміст корозійноактивних речовин.

2.3 Визначення густини палива

2.3.1 Теоретичні положення

Густина палива – це його маса в одиниці об’єму; її роз-мірність - кг/м³.

На практиці мають справу з безрозмірною величиною – відносною густиною, яка представляє собою відношення гус-тини палива (оливи) при даній температурі до густини води при температурі +4С, яка взята в тому ж об’ємі. Густина води при +4С дорівнює 1000 кг/м³. Відносну густину палива прий-нято визначати при +20С і позначати символом .

Густина залежить від температури. З підвищенням тем-ператури густина нафтопродукту зменшується. Густина пали-ва може бути виміряна при любій температурі, але результат вимірювання звичайно відносять до температури 20С, яка прийнята за стандартну при оцінці густини нафтопродукту.

Знаючи густину при любій температурі можна визначити густину при 20С, користуючись формулою:

, (2.1)

де - густина нафтопродукту при температурі визначення, кг/м³; - температура випробовування,С; - середня темпе-ратурна поправка зміни густини на 1С, кг/(м³К) (табл.2.1)

Таблиця 2.1 – Середні температурні поправки нафтопродуктів

Виміряна густина наф-топродукту, t, кг/м3	Температур-на поправка на 1С, , кг/(м3град)	Виміряна густина наф-топродукту, t, кг/м3	Температур-на поправка на 1С, , кг/(м3град)
700…709 710…719 720…729 730…739 740…749 750…759 760…769 770…779 780…789 790…799 800…809 810…819	0,897 0,884 0,870 0,857 0,844 0,831 0,818 0,806 0,792 0,778 0,765 0,752	820…829 830…839 840…849 850…859 860…869 870…879 880…889 890…899 900…909 910…919 920…929 930…939	0,738 0,725 0,712 0,699 0,686 0,673 0,660 0,647 0,633 0,620 0,607 0,594

Густина нафтопродукту залежить від його хімічного складу. Найменшою густиною володіють парафінові вугле-водні, найбільшою – нафтенові і ароматичні. Межі википання фракцій також впливають на густину. Чим вища температура википання фракцій палива, тим вища їх густина.

Від густини палива залежить склад горючої суміші, витрата палива, висота рівня палива у поплавковій камері.

Густина автомобільних бензинів стандартами не нор-мується, але її визначення обов’язкове. Густину необхідно знати не тільки для розрахунку дозувальних систем приладів живлення, але і для обліку витрати і нормування бензину. Автотранспортні підприємства одержують паливо з нафтобази в одиницях маси (кг, т), а при заправці автомобілів через паливозаправні колонки для замірів застосовують об’ємні одиниці (л). Знаючи густину перераховують кількість бензину з маси в об’єм.

Густина нафтопродуктів може визначатися різними ме-тодами: ареометром, піктометром і гідростатичними вагами.

На складах і заправочних станціях густину нафтопро-дуктів вимірюють звичайно нафтоденсиметрами (ареометра-ми) за ГОСТ 3900-47.

Сутність визначення густини ареометром полягає в точному встановленні глибини занурення ареометра в нафто-продукт за його шкалою. Чим глибше занурення денсиметра, тим менша густина нафтопродукту.

2.3.2 Прилади і матеріали

Набір нафтоденсиметрів, комплект 1

Скляний циліндр на 100 мл, шт 1

Термометр, шт 1

Зразок палива, мл 100...150

2.3.3 Опис денсиметра

Денсиметр (рис.2.1, поз.1) представляє собою пустоті-лий скляний поплавок з баластом внизу і тонкою скляною трубкою зверху, в якій міститься шкала густини.

В комплект входять денсиметри з різними границями шкал густини, які дозволяють визначити густину практично усіх видів палив, олив і технічних рідин. Виготовляють денсиметри трьох типів: у першого типу денсиметрів ціна поділки шкали дорівнює 0,5 кг/м³, а у другого і третього 1,0 кг/м³.

Денсиметри першого і другого типів оснащені термо-метрами, а у третього типу термометра немає і для заміру температури нафтопродукту необхідно використовувати до-датковий термометр. Денсиметри звичайно градуюють в г/см³, тому для визначення густини в кг/м³ необхідно одержаний ре-зультат вимірювання густини помножити на 1000.

2.3.4 Порядок виконання роботи

Досліджуване паливо витримують при кімнатній температурі, для прийняття ним температури навколишнього середовища. Після цього його обережно заливають в скляний циліндр ємкістю 100 мл.

Вибирають нафтоденсиметр з відповідним діленням шкали: для бензинів – з межами вимірювання 690-750 кг/м³, для гасу – 750-830 кг/м³, для дизельного палива і оливи – 810-910 кг/м³.

Чистий і сухий нафтоденсиметр беруть за верхню час-тину і повільно занурюють в досліджуваний продукт так, щоб він не торкався стінок циліндра.

1-ареометр; 2-шкала густини; 3-лінія відліку гуcтини; 4-шкала термометра; 5-скляний циліндр Рисунок 2.1 – Визначення густини палива ареометром

Після припинення занурення відраховують покази за шкалою густини і температури. Відлік показів густини прово-дять за верхнім краєм меніска. При цьому око спостерігача повинно бути на рівні меніска рідини (рис.2.1, поз.3). відлік за шкалою денсиметра дає густину палива при температурі ви-пробовування t, тобто . Виміряну густину приводять до гус-тини при температурі 20С за формулою (1.1).

2.3.5 Оцінка результатів випробовування

Результати замірів густини заносять в табл.2.2 і визна-чають сорт палива, так як різні палива часто мають одинакову густину (табл.2.3).