Показатели физико-химических свойств бензина, характеризующие его эксплуатационные качества

Технико-экономические требования к бензину

Получение бензинов риформингом и синтезом углеводородных газов.

Основное назначение риформинга - улучшение химического состава бензиновых фракций, извлекаемых из нефти при ее разгонке.

Каталитический риформинг является одним из основных процессов современной нефтепереработки, он протекает при температуре порядка 500º С и под давлением около 2 МПа в присутствии водорода и молибденового (гидроформинг), или платинового (платформинг) катализатора.

Бензиновые фракции получают также из газообразных углеводородов методами полимеризации и алкилирования.

Алкилирование заключается в присоединении олефиновых углеводородов к парафиновым или ароматическим. В результате получают высокооктановый (85-95) химически стабильный компонент бензина.

Полимерные бензины, получаемые из газов, богатых олефиновыми углеводородами, имеют высокое октановое число (80-85), но обладают недостаточной химической стабильностью.

Автомобильные бензины.

Бензин это почти бесцветная, замерзающая при температуре ниже -60º С смесь углеводородов различного состава. Этот состав способен образовывать взрывчатые смеси (с одновременным возникновением большого количества теплоты, выделяемой при сгорании) при концентрации паров в воздухе 74-123 г/м³.

В состав бензинов входят углеводороды, выкипающие при температуре от 40 до 200º С.

Основные технико-экономические требования к бензинам сводятся к следующему:

· бензин должен обеспечивать безотказную работу автомобильного двигателя на всех режимах и во всех практически встречающихся условиях эксплуатации;

· двигатель должен развивать предусмотренную для него мощность, расходуя минимальное количество бензина;

· бензин должен обеспечивать минимальные износы деталей двигателя (обладать противоизносными и антикоррозионными свойствами), а также минимальные трудовые и материальные затраты на ремонт и техническое обслуживание двигателя;

· качество бензина не должно заметно ухудшаться при транспортировании, хранении и использовании;

· обращение с бензином не должно вызывать повышенной опасности для здоровья лиц, занимающихся эксплуатацией, техническим обслуживанием и ремонтом автомобилей.

В современных быстроходных двигателях процесс сгорания топлива протекает достаточно быстро – в десятые или сотые доли секунды. Так же быстро должны проходить процессы подготовки смеси воздуха с топливом (процесс смесеобразования). В карбюраторном двигателе бензин дозируется калибровочными отверстиями жиклеров. Объем бензина поступающего из поплавковой камеры в смесительную, будет зависеть от способности его оказывать сопротивление при движении по каналам, т.е. от вязкости, а масса дополнительно еще и от плотности.

Плотностью, называется масса вещества, отнесенная к единице его объема. Зависимость плотности от температуры незначительна, с понижением температуры на каждые 10º С ее величина возрастает только на один процент.

Вязкостью называется свойство жидкости оказывать сопротивление внешней силе, перемещающей ее слои друг относительно друга. Величину вязкости выражают в единицах динамической или кинематической вязкости.

За единицу динамической вязкости принята вязкость такой жидкости, в объеме которой две параллельные площадки размером по 1 м², отстоящие друг от друга на 1 м, будут двигаться с относительной скоростью 1 м/с под действием силы в 1Н.

Эта единица имеет размерность Па · с = Н · с/м² = кг/(м · с).

С понижением температуры вязкость автомобильных бензинов повышается, причем в значительно большей степени (примерно в 10 раз быстрее), чем плотность.

Еще одним показателем, влияющим на качество бензино-воздушной смеси является величина поверхностного натяжения бензина, от которой зависит размер капли получающейся при распыливании бензина в зоне диффузора.

Поверхностное натяжение всех автомобильных бензинов одинаково и при + 20º С равно 20-24 мН/м.

Таким образом, на смесеобразование оказывают влияние плотность, поверхностное натяжение и особенно вязкость автомобильных бензинов.

Теплота сгорания.

Энергетические свойства топлива характеризуются теплотой сгорания. Теплотой сгорания называется тепло, выделяющееся при полном сгорании 1 кг вещества. Чем выше теплота сгорания топлива, тем меньше его требуется на 1 км пробега или на 1 час работы автомобиля. Теплота сгорания автомобильного бензина составляет ~ 44000 кДж/кг. Теплота сгорания бензино-воздушной смеси зависит от соотношения в ней бензина и воздуха, и характеризуется коэффициентом избытка воздуха .

,

где L – фактическое количество воздуха поступающего в двигатель, кг; L₀ – теоретически необходимое количество воздуха для полного сгорания 1 кг топлива, кг. Для бензина L₀ = 14,8 кг. Обогащение бензино-воздушной смеси (= 0,9) не повышает ее теплоту сгорания, но мощность двигателя при этом возрастает из-за повышения скорости сгорания бензино-воздушной смеси.

Обеднение смеси приводит к заметному снижению теплоты сгорания, скорости сгорания и развиваемой двигателем мощности. Однако при работе двигателя на бедной рабочей смеси достигается экономия бензина, наблюдается более полное сгорание топлива, снижается температура продуктов сгорания, уменьшается теплоотдача в стенки.

Дата добавления: 2014-10-17