ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Прокачиваемость из "Химмотология" Для нормальной работы двигателя или топочного устройства необходима бесперебойная подача топлива в строго определенном объеме. Уменьшение подачи ведет к обеднению топливовоздушной смеси, снижению мощности двигателя и надежности его работы. Увеличение подачи топлива также нарушает нормальную работу двигателя и, кроме того, экономически невыгодно, поскольку повышается расход топлива. [c.46] Рассмотрим подробно роль и значение каждого из этих показателей в общей оценке прокачиваемостн топлив. [c.46] Система подачи в каждом двигателе или топочном устройстве рассчитана на применение топлива соответствующей вязкости. От вязкости топлива зависит гидравлическое сопротивление всех элементов системы питания чем выше вязкость топлива, тем больше при прочих равных условиях сопротивление элементов системы питания. При эксплуатации может наступить такой момент, когда повышение вязкости топлива и связанное с ним увеличение гидравлического сопротивления будет столь велико, что расход топлива окажется недостаточным для обеспечения нормальной работы двигателя. Такое явление может произойти прежде всего во время эксплуатации двигателей при низкой температуре окружающего воздуха, так как вязкость всех жидких топлив с понижением температуры резко возрастает (табл. 3). [c.47] Ароматические или нафтеновые кольца в молекуле углеводородов повышают вязкость и ухудшают вязкостно-температурную зависимость. Бициклические углеводороды при одинаковой молекулярной массе с моноциклическими имеют не только более высокую вязкость, но и более крутую зависимость вязкости от температуры. [c.48] Среди жидких нефтяных топлив наименьшую вязкость и наиболее пологую вязкостно-температурную кривую имеют бензины (см. табл. 3). Гидравлическое сопротивление системы питания при прокачке бензинов с понижением температуры растет незначительно (рис. 5) и практически не влияет на работу двигателя. Однако и в случае применения бензинов изменение их вязкости может отразиться на экономичности работы двигателя. Чем ниже вязкость бензина, тем больше его протекает через жиклер (калиброванное отверстие для подачи бензина в карбюраторе). Так, количество бензина вязкостью 0,65 мм /с, поступающего в двигатель за одну минуту, составляет 100 г, а бензина вязкостью 1,0 мм /с — 95 г. [c.48] Гидравлическое сопротивление системы питания реактивных и особенно дизельных двигателей с понижением температуры растет более быстро и может повлечь за собой уменьшение производительности топливных насосов и ухудшение качества распыливания топлива. Для каждого типа двигателей в зависимости от конструктивных особенностей топливных систем существует предельное значение вязкости применяемого топлива. Использование топлив при таких температурах, при которых вязкость становится выше предельной, ведет к нарушению нормальной работы двигателя. [c.48] Образование в топливах кристаллов углеводородов. В состав топлив входят углеводороды с разной, в том числе и довольно высокой температурой кристаллизации. Такие углеводороды находятся в топливах в растворенном состоянии. При охлаждении топлива растворимость этих углеводородов уменьшается, и они выпадают в виде кристаллов. Температуру, при которой из топлива выпадают твердые углеводороды, называют температурой начала кристаллизации, или температурой помутнения. [c.49] При дальнейшем охлаждении топлива выпавшие кристаллы твердых углеводородов могут сращиваться между собой, образуя неподвижный каркас. Температуру, при которой топливо теряет подвижность, называют температурой застывания. [c.49] Температуру помутнения определяют визуально или оптическими методами, отмечая изменение пропускания топливом световых лучей. Температуру застывания оценивают по отсутствию подвижности мениска топлива в пробирке при охлаждении в определенных условиях. Считают, что температура помутнения топлива характеризует их фильтруемость при низких температурах, а температура застывания — прокачиваемость. Однако опыт эксплуатации техники в зимних условиях и результаты исследований показывают, что оба метода не позволяют предсказать поведение топлива в эксплуатационных условиях при низких температурах и служат лишь для ориентировочной оценки температурных пределов применения топлив. [c.49] В настоящее время широкое распространение получает метод оценки фильтруемости топлив при низких температурах. Он позволяет определить низкотемпературные свойства топлив в условиях, приближенных к эксплуатационным, и более достоверно предсказать поведение топлива в двигателе и при сливноналивных операциях. Метод определения предельной фильтруемости топлив нашел применение для оценки дизельных топлив (он описан ниже в соответствующей главе). [c.49] Растворимость отдельных углеводородов в топливах и температура выпадения твердых углеводородов в виде кристаллов зависит от их строения, концентрации и состава топлива. Температура кристаллизации углеводородов всех классов, как правило, повышается с увеличением молекулярной массы, а следовательно, и температуры кипения. Определяющее влияние на температуру кристаллизации углеводородов оказывает их строение. Самые высокие температуры кристаллизации имеют углеводороды с прямой неразветвленной алкановой цепью. С увеличением длины прямой цепи температура кристаллизации углеводорода повышается. По мере разветвления алкана температура кристаллизации его понижается. [c.49] Олефины имеют более низкую температуру кристаллизации, чем соответствующие алканы. Нафтеновые и ароматические углеводороды с, разветвленными алкильными цепями кристаллизуются при более низких температурах, чем соответствующие алканы. С увеличением длины неразветвленной боковой цепи температура кристаллизации нафтеновых и ароматических углеводородов повыщается. [c.50] Застывание дизельных и более тяжелых топлив могут вызывать, кроме алканов, моноциклические нафтеновые и ароматические углеводороды с длинными боковыми цепями нормального строения. [c.50] Возникновение и развитие кристаллов и процесс их сращивания зависит не только от состава углеводородной части топлив, но и от концентрации и строения примесей в топливе и в первую очередь смолистых веществ и сероорганических соединений. Скорость роста кристаллов прямо пропорциональна концентрации углеводородов, способных к выпадению из топлива, и обратно пропорциональна вязкости среды. С повышением вязкости топлива размеры выпадающих кристаллов уменьшаются, и скорость их роста замедляется. После выдерживания топлива при постоянной температуре содержащиеся в нем кристаллы сращиваются друг с другом, образуя сетчатые каркасные структуры. Эти структуры захватывают в свои ячейки жидкие углеводороды, не кристаллизующиеся при данной температуре. [c.50] При изготовлении топлив заданного качества на заводах часто используют чисто технологические приемы. Среди них такие, как облегчение фракционного состава топлив, что ведет к снижению содержания высокомолекулярных алканов и улучшению низкотемпературных свойств, смешение высокозастываю-щих топлив с низкозастывающими при изготовлении тяжелых товарных топлив. [c.51] Экономически наиболее выгодным способом улучшения низкотемпературных свойств топлив является введение депрессор-ных присадок. Такие присадки в концентрации до 0,5% значительно снижают температуру застывания топлива. Разработанные до настоящего времени депрессорные присадки практически не влияют на растворимость твердых углеводородов с понижением температуры. Поэтому эти присадки не влияют и на температуру помутнения топлив. Твердые углеводороды начинают кристаллизоваться и образовывать вторую фазу при одной и той же температуре независимо от того, есть или нет в топливе депрессорная присадка. Но сращивание выпавших углеводородов, образование структурного каркаса и застывание топлива в присутствии присадки происходит при более низких температурах, чем без присадки. Таким образом действие депрессорной присадки заключается в снижении температуры застывания топлива при неизменной температуре помутнения или начала кристаллизации. [c.51] В настоящее время известны сотни соединений, обладающих депрессорной активностью в топливах. Самые эффективные из них — соединения полимерного и сополимерного типов. Практическое применение получили сополимеры этилена с винилаце-татом. Важнейшими характеристиками сополимерных присадок является их молекулярная масса и содержание винилацетатных звеньев. Они определяют растворимость присадок в топливах и их депрессорную активность. При одинаковом содержании винилацетатных групп депрессорная активность повышается с увеличением молекулярной массы сополимеров, но при этом снижается растворимость присадки в топливах. Эффективность депрессорного действия сополимера этилена с винилацетатом зависит и от состава топлива. В среднедистиллятных топливах (дизельное, печное бытовое и т. д.) наиболее эффективны в качестве депрессорной присадки сополимеры молекулярной массы 1400—2300, содержащие около 40% винилацетатных звеньев. В мазутах более эффективны сополимеры молекулярной массы 1000, содержащие 33% винилацетатных звеньев. [c.51] Прокачиваемость каждого вида топлива при низких температурах и способы ее улучшения имеют свои особенности, которые будут рассмотрены в соответствующих главах. [c.51] Наибольшей растворяющей способностью по отношению к воде обладают ароматические углеводороды и прежде всего бензол. С увеличением молекулярной массы и разветвленности боковых цепей растворимость воды в ароматических углеводородах уменьшается. Алкены способны растворять значительно больше воды, чем соответствующие им алканы и нафтеновые углеводороды. При увеличении молекулярной массы алкановых и нафтеновых углеводородов растворимость воды в них снижается, но не столь интенсивно, как у ароматических. При смешении углеводородов растворимость воды в смесях изменяется аддитивно. Закономерности, свойственные углеводородам, определяют и растворимость воды в товарных топливах (табл. 4). [c.52] Вернуться к основной статье