close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

2869 kuznecov a. v. kulchev m. a praktikum po toplivu i smazochnim materialam

код для вставкиСкачать
УЧЕБНИКИ
И УЧЕБНЫЕ
ПОСОБИЯ
ря
СТУДЕНТОВ высших
УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЙ
А. В. КУЗНЕЦОВ
М.А.КУЛЬЧЕВ
ПРАКТИКУМ
ПО ТОПЛИВУ
И СМАЗОЧНЫМ
МАТЕРИАЛАМ
Д оп ущ ено Управлением высш его и
среднего специального образования Го­
сударственного агропром ы ш ленного ко­
митета С С С Р в качестве учебного по­
собия для студентов высших учебных
заведений по специальностям «М ехани­
зация сельского хозяйства» и «М ехани­
зация гидромелиоративны х работ»
МОСКвА-АГРОПРОМИЗДАТ-1987
I
ББК 40.72
K89
УДК 631.3—6+ 631.3:621.89] (075.8)
Р е ц е н з е н т ы : доцент Оренбургского ордена Трудово­
го Красного Знамени сельскохозяйст­
венного института канд. техн. наук
М. Д. Дегтерев-, начальник сектора ор­
ганизации нефтехозяйства, использова­
ния нефтепродуктов и сбора отрабо­
танных масел Госагропрома СССР
А. В. Викторов.
V
К 89
Кузнецов А. В., Кульчев М. А.
П рактикум по топливу и смазочным материа­
л а м. — М.: Агропромиздат, 1987. — 224 с.: ил. —
(Учебники и учеб. пособия для студентов высш.
учеб. заведений).
Дано описание лабораторных работ по определению эксплуатацион­
ных свойств топлив, смазочных материалов и технических жидкостей,
применяемых для автотракторной техники, сельскохозяйственных, ме­
лиоративных н строительных машин.
Практикум предназначен для студентов высших учебных заведений
по специальностям «Механизация сельского хозяйства», «Механизация
гидромелиоративных работ».
3802040400—371
К 035(0 1 )— 87
179~ 87
ББК 40.72
© ВО «Агропромиздат», 1987
ВВЕДЕНИЕ
Надежность, долговечность и эффектив­
ность работы машинно-тракторного парка страны в
значительной степени зависят от качества топлива,
смазочных материалов и технических жидкостей,
а также от грамотного их применения в эксплуата­
ции.
Научно-технический прогресс в создании и со­
вершенствовании техники в нашей стране обуслов­
ливает расширение работ по повышению качества
выпускаемых нефтепродуктов. В связи с этим уве­
личивается производство улучшенных бензинов,
дизельного топлива с малым содержанием серы,
моторных масел с высокими эксплуатационными
свойствами. В колхозы, совхозы и водохозяйствен­
ные организации поступают новые сорта трансмис­
сионных масел, пластичных смазок и технических
жидкостей.
Вместе с тем в организации применения топливо-смазочных материалов имеются недостатки, ко­
торые усложняют эксплуатацию техники, вызыва­
ют увеличение денежных затрат и повышение рас­
хода запасных частей на ее ремонт и техническое
обслуживание.
Отсюда следует вывод, что инженерно-техниче­
ским работникам, организующим эксплуатацию ав ­
тотракторной техники, сельскохозяйственных, ме­
лиоративных и строительных машин, необходимо
уделять особое внимание рациональному использо­
ванию и экономии топливо-смазочных материалов,
а также улучшению качества и организации техни­
ческого обслуживания машин.
Для выполнения этого условия необходимо, что­
бы выпускники сельскохозяйственных^ вузов — бу­
дущие инженеры-механики хорошо знали основные
свойства и особенности применения нефтепродук­
тов. С этой целью в учебных программах по специ­
альностям 1509 и 1514 предусмотрено выполнение
лабораторных работ, непосредственно знакомящих
студентов с товарным ассортиментом нефтепродук­
тов, помогающих овладеть практическими навыка­
ми определения их свойств и качественных характе­
ристик, а такж^ узнать особенности применения.
Лабораторный практикум способствует закрепле­
нию теоретических знаний, полученных при изуче­
нии данной дисциплины, и обеспечивает получение
определенных навыков в проведении самостоятель­
ных исследований.
Предлагаемое учебное пособие служит кратким
практическим руководством для самостоятельного
выполнения лабораторных работ по испытанию то­
плива, смазочных материалов и технических жид­
костей.
*
*
*
Главы II, VIII, работы 9...14, 17, 21...25, 35...38,
42, 43 и приложение написаны А. В. Кузнецовым.
Предисловие, глава I, работы 15, 16, 18...20,
26...34 и 39...41 написаны М. А. Кульчевым. ^
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
ПО ОРГАНИЗАЦИИ И ВЫПОЛНЕНИЮ
ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ
1. СОДЕРЖАНИЕ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ
Одновременно с изучением теоретической
части курса «Топливо, смазочные материалы и техниче­
ские жидкости» студенты должны самостоятельно в л а ­
боратории выполнить цикл работ по определению каче­
ственных показателей различных видов топлива, масел
и технических жидкостей.
Д ля успешного проведения лабораторных работ боль­
шое значение имеет организация рабочих мест, правиль­
ный отбор проб и подготовка их к анализу, соблюдение
правил техники безопасности и противопожарных меро■приятий.
В настоящее учебное пособие включены 43 лаборатор­
ные работы по определению наиболее важных качествен­
ных показателей, нормируемых соответствующими
ГОСТами для топлива и смазочных материалов, приме­
няемых в инженерной практике при эксплуатации авто­
тракторной техники, сельскохозяйственных, мелиоратив­
ных и строительных машин, а такж е технологического
I оборудования.
Описание лабораторных работ основано на действуI ющих стандартах по испытанию топливо-смазочных маI териалов, но порядок их проведения значительно упроI щен и сокращен по объему с тем, чтобы каждый студент
I мог усвоить суть работы, выполнить ее и получить вполI не достоверные данные для сравнения с данными соот[ ветствующего ГОСТа или ТУ.
С целью экономии учебного времени некоторые лабо■ раторные работы рекомендуется выполнять параллельно
I с другими, используя при этом перерывы между отдельI ными операциями.
Лабораторные работы, требующие большой затраты
| времени для подготовки приборов, составления раствоI ров и т. п., могут быть выполнены частично лаборантом
или при его участии с получением и оценкой результа­
тов испытания на следующем занятии.
Одновременно с выполнением лабораторных работ
по определению качественных показателей студенты дол­
жны наглядно ознакомиться с образцами товарного ас­
сортимента различных видов топлива, смазочных мате­
риалов и технических жидкостей, изучить их марки, раз­
личия по характерным признакам.
2. О Р ГА Н И З А Ц И Я РАБО Ч ЕГО М Е С Т А
И КОНТРОЛЬ З А ВЫ ПОЛ НЕН ИЕМ
Л А БО РАТО РН Ы Х РАБОТ
Студенты обязаны заранее ознакомиться с
содержанием предстоящей лабораторной работы и по­
рядком ее выполнения, так как основную часть работы
по сборке аппаратуры и проведению испытания они вы­
полняют самостоятельно под наблюдением преподавате­
ля и лаборанта.
Рабочее место должно быть оборудовано д>сем необ­
ходимым для проведения данной работы. На нем не дол­
жно быть приборов, образцов и других предметов, не свя­
занных с работой.
При подготовке реактивов и образцов следует обра­
щать особое внимание на чистоту химической посуды,
точность взвешивания, качество отбора и приготовления
лабораторной пробы. Перед началом работы необходи­
мо проверить правильность сборки установки.
Во время проведения испытания студент обязан вни­
мательно следить за ходом работы, выполнять отдельные
операции в соответствии с методикой и порядком прове­
дения данной работы и записывать получаемые опыт­
ные данные в тетради или лабораторном журнале.
По окончании испытания каждый студент обрабаты­
вает опытные данные, дает описание лабораторной уста­
новки и методики проведения работы, после чего само­
стоятельно составляет отчет с необходимыми выводами
и в конце текущего или начале следующего занятия
представляет его преподавателю на проверку.
Примерная схема составления отчета:
название лабораторной работы;
цель проведения работы;
объект испытания и контрольно-измерительные при­
боры;
6
методика проведения испытания нефтепродукта;
результаты испытания и обработка полученных дан­
ных;
выводы.
3. ОТБОР И ПОДГОТОВКА ПРОБЫ
ДЛЯ АНАЛИЗА
При проведении лабораторных анализов
результаты будут достоверны лишь в том случае, если
правильно отобрана и подготовлена проба образца.
Каждый студент должен знать, как правильно отби­
рать и готовить для анализа пробы различных видов то­
плива, смазочных материалов и технических жидкостей.
Руководствоваться при этом необходимо соответствую­
щим ГОСТом.
Особые требования к отбору проб предъявляются по­
тому, что при хранении в емкостях состав топлива, сма­
зочных материалов и технических жидкостей на разных
уровнях неоднороден по плотности, фракционному со­
ставу, содержанию механических примесей и воды.
Топливо для карбюраторных двигателей в верхних
слоях содержит более легкие фракции, а концентрация
механических примесей в дизельном топливе увеличива­
ется к низу емкости.
Если проба отобрана с одного уровня емкости, то ре­
зультаты анализа не объективно характеризуют каче­
ство нефтепродукта. Только пробы, отобранные с разных
уровней, позволяют оценить средние значения качествен­
ных показателей нефтепродукта.
Проба нефтепродукта может быть индивидуальной,
характеризующей его качество на определенном уровне
в резервуаре или другой емкости (бидоне, бочке, цистер­
не и т .п .); средн ей, которая характеризует среднее к а­
чество нефтепродукта во всем резервуаре или в несколь­
ких тарных емкостях; контрольной, которая представля­
ет собой часть индивидуальной или средней пробы.
Средняя проба получается путем смешения несколь­
ких индивидуальных проб, число которых зависит от
объема, формы и числа резервуаров.
Количество контрольной пробы для различных нефте­
продуктов устанавливается ГОСТом.
Методика и средства отбора проб жидких нефтепро­
дуктов и мазеобразных (пластичных смазок), а такж е
7
отбора проб из крупных резервуаров и мелкой тары су­
щественно различны.
Наиболее трудоемок отбор пробы твердого топлива
(каменный уголь, Торф, древесина) и вязких нефтепро­
дуктов. Легче отобрать пробы газообразного и м аловяз­
кого жидкого топлива или масла.
Отбор проб твердого минерального топлива. При от­
боре проб ископаемых углей и торфа выполняют три опе­
рации: отбирают первичную пробу, подготавливают ла­
борат орную и затем аналитическую п робу, которая идет
на анализ.
Первичную пробу отбирают равномерными порциями
из всей партии топлива. При этом количество каждой
порции, а такж е место ее взятия устанавливаю т на ос­
новании соответствующего ГОСТа для каж дого вида то­
плива. Чем крупнее куски топлива, тем больше должна
быть отбираемая порция. Затем первичную пробу тщ а­
тельно перемешивают и сокращают методом «квар то ва­
ния» до предельной массы пробы.
Из первичной пробы отбирают две-три лабораторные
пробы. Каждую из них помещают в банку с -притертой
пробкой вместимостью 2...Зкг. Одна из проб идет на ис­
следование, другие остаются к ак контрольные.
Твердое топливо исследуют в тонко измельченном со­
стоянии. Поэтому лабораторную пробу сначала подсу­
шивают при комнатной температуре или при нагревании
(50...60°С) до воздушно-сухого
состояния. В процессе сушки оп­
ределяют потерю влаги. Затем
пробу измельчают в порошок.
Длительность искусственной
подсушки зависит от вида топли­
ва и колеблется в следующих
пределах: для древесины—4...5 ч,
■для бурого у г л я —3...5, для к а ­
менного угля и ан трац и та— 1,5...
3 и для сланцев— 1,5...2 ч. Торф
подсушивают, комбинируя есте­
ственную и искусственную суш ку
■
ъ
1
ял
, (по бг гчд к а ж д а я ).
Рис. 1. Металлическим
пробоотборник:
Подсушенную и измельчен, корпус; 2„—крышка: 3, ную пробу топлива дополнитель/—
5 и б—кольца; 4—ось.
но уменьшают и выдерживаю т в
8
течение суток при комнатной температуре. Только после
этого ее можно подвергнуть испытанию.
Отбор .проб жидкого топлива (нефтепродуктов). Про­
бы жидких нефтепродуктов отбирают из резервуаров с
помощью специального металлического пробоотборника
(рис. 1) или простого приспособления в виде стеклянной
бутылки с пробкой и шнуром, вставленной в металличе­
ский каркас.
П ри о т б о р е п р о б из р е з е р в у а р о в снача­
ла с помощью водочувствительной бумаги определяют
толщину слоя воды, скопившейся под нефтепродуктом.
• Если слой воды больше допустимого, избыток ее спуска­
ют через сливные краны. Затем приступают к отбору
средней пробы нефтепродукта.
Пробу из резервуара отбирают порциями через верх­
ний люк последовательно сверху вниз следующим обра­
зом: первую порцию берут на глубине равной 10 % вы­
соты налива, вторую — на уровне центра сливной трубы
и третью — на середине расстояния от поверхности неф­
тепродукта до центра сливной трубы. Сухой и чистый
пробоотборник опускают на заданный уровень, отмеряе­
мый с помощью металлической рулетки. Когда пробоотi борник достигает этого уровня, цепь, к которой прикрепI лено кольцо 6 (рис. 1), ослабляют, вследствие чего крышка
I поворачивается вокруг оси 4 и пробоотборник открыI вается. Если пробы отбирают бутылкой, то на заданной
I глубине выдергивают пробку с помощью лески или
I шнура.
После прекращения выхода пузырьков воздуха на
I поверхность нефтепродукта пробоотборник извлекают
I из резервуара, для чего цепь кольца 3 ослабляют и приI бор подтягивают цепью за кольцо 6, при этом крышка
I прибора закрывается.
Все три одинаковые по объему порции сливают в одI ну посуду, перемешивают и составляют среднюю пробу.
I Затем сосуд плотно закрывают пробкой, снабжают этиI кеткой и отправляют в лабораторию. На этикетке укаI зывают номер пробы, дату и место отбора, сорт нефтеI продукта и другие сведения.
I
П р и о т б о р е п р о б из ц и с т е р н е случае двухI осной цистерны берут одну пробу на пересечении линии,
I проходящей через центр заливного люка цистерны, и гоI ризонтальной оси ее. Из цистерны большей вместимости
I (четырехосной) для приготовления средней пробы берут
две равные порции: одну на расстоянии 200 мм от уров­
ня поверхности нефтепродукта, а другую на расстоя­
нии 200 мм от дна. цистерны. Затем их сливают в одну
посуду.
П ри о т б о р е п р о б ы из м е л к о й т а р ы (боч­
ки, бидоны, баки машин) пользуются стеклянной труб­
кой диаметром 10...15 мм с оттянутым концом.
Для перемешивания нефтепродукта бочки катают
взад и вперед, бидоны и бутыли встряхивают, затем тщ а­
тельно очищают пробки и отбирают пробы. Для этого
сухую стеклянную трубку сначала ополаскивают неф­
тепродуктом из емкости, пробу из которой должны ото­
брать, затем погружают ее в емкость на всю толщу неф­
тепродукта. После заполнения трубки закрывают плотно
пальцем ее верхний конец, быстро вынимают и сливают
пробу нефтепродукта в чистую сухую бутылку или
банку.
Пробы отбирают не менее чем из 5 % емкостей к а ж ­
дой партии бочек или бидонов, но не менее чем из двух
бочек.
Д ля получения средней пробы отобранные из бочек
или бидонов в равных количествах индивидуальные про­
бы сливают в чистую и сухую емкость и перемешивают.
Объем пробы нефтепродукта для контрольного ана­
лиза топлива или масла должен быть не менее 0,8 л, для
полного анализа — 2 л, для смазок соответственно 0,8
и 1,5 л.
Отбор проб пластичных смазок. Густые пластичные
смазки на заводах расфасовывают в бочки, бидоны или
банки. Пробы отбирают с помощью винтообразного или
поршневого пробоотборника.
Крышки или днища бочек или бидонов, из которых
отбирают пробы, сначала тщательно протирают ветошью.
После их вскрытия верхний слой смазки счищают лопа­
точкой и в этом месте ввертывают винтовой или вдавли­
вают поршневой пробоотборник на всю толщу смазки.
Смазку с винтового пробоотборника счищают с помощью
лопаточки или шпателя, а из поршневого выдавливают
поршнем. Отобранный нефтепродукт помещают в чистую
сухую банку.
Чтобы приготовить среднюю пробу пластичной смаз­
ки из партии в несколько бочек или бидонов, индивиду­
альные пробы отбирают из 2 % всех бочек или бидонов,
но не менее чем из двух тарных емкостей. Все индиви­
10
дуальные пробы помещают в один сухой и чистый сосуд,
плотно закрывают пробкой или пергаментом и снабжа­
ют этикеткой.
Отбор проб газообразного топлива. Пробы наиболее
широко используемого газообразного топлива отбирают
под давлением или при небольшом избыточном давле­
нии.
Кроме газообразного топлива, на практике часто при­
ходится отбирать пробы отработанного газа тепловых
двигателей или энергетических установок, работающих
на различных видах топлива, с целью определения ком­
понентного состава газа и контроля за процессом сгора­
ния.
В зависимости от давления, при котором отбирают
пробу газа, используют такие пробоотборники: контей­
нер типа КЖ-3 вместимостью 800 см3 для рабочего дав­
ления 35 МПа; стальной двухвентильный пробоотборник
вместимостью 150 см3, 300 и 500 см3 для давления 15
или 40 МПа и стальные баллоны малой вместимости.
Для определения плотности и теплоты сгорания газа
пробы отбирают в стальные пробоотборники. Для опре­
деления содержания в газе углеводородов, сероводорода,
паров воды, углекислого газа, азота и других компонен­
тов пробы газа отбирают в стеклянные пробоотборники
(бутылки, аспираторы, бюретки и т.п .).
При отборе газа в бутылки на выходной штуцер га­
зовой магистрали или емкости с газом надевают резино­
вый шланг и устанавливают слабый поток газа с поI мощью крана или игольчатого клапана пробоотборной
I линии. Бутылку, заполненную водой, погружают в емI кость с водой и переворачивают ее там вниз горлышком
I так, чтобы при этом в бутылке не было пузырьков возI духа. Затем в бутылку до дна вводят резиновую трубку
I и по ней подают газ.
После вытеснения газом воды из бутылки ее дополни­
тельно продувают еще 2...3 мин, затем трубку вынима■ ют под водой, бутылку плотно закрывают пробкой и выI нимают. Для предотвращения утечки газа из бутылки
I пробку заливают менделеевской замазкой или парафиI ном.
Газ при небольшом избыточном давлении удобно от­
бирать с помощью стеклянного аспиратора, состоящего
из двух бутылей с тубусами, соединенных резиновой
трубкой с краном. Одна из них заполнена насыщенным
(
К
Рис. 2. Газовая бюретка:
/ и 9 — краны; 2 — стеклянный сосуд; 4 — склян­
ка с насыщенным раствором поваренной соли.
раствором хлористого натрия и
присоединена к емкости с газом.
Под давлением газа раствор NaCl
из заполненной бутыли переливает­
ся в пустую. Отобранный газ запол­
няет освобождаемую от раствора
NaCl бутыль.
Аналогична по устройству, но наиболее удобна для
отбора пробы газовая бюретка, представляющая собой
стеклянный сосуд 2 (рис. 2) с кранами 1 и 3. Сосуд 2
соединен резиновой трубкой с склянкой 4, наполненной
насыщенным раствором хлористого натрия. Перед отбо­
ром пробы газа бюретку при открытых кранах / иЗ опу­
скают ниже сосуда 4, и она наполняется раствором со­
ли. Соединив бюретку с источником газа и опустив сосуд
4, из нее удаляют раствор хлористого натрия и заполня­
ют ее газом, после этого краны 1 я 3 закрывают. При
хорошо пришлифованных и смазанных вазелином кра­
нах 1 и 3 отобранная проба газа может храниться без
утечки. Для проведения анализа бюретку с газом при­
соединяют к газоанализатору и, открыв краны 1 и 3,
поднимают сосуд 4. При этом исследуемый газ в нуж­
ном объеме поступает в контрольную емкость газоана­
лизатора (мерную бюретку).
4. ТЕХН И КА БЕ ЗО П А С Н О С Т И
И ПРО ТИВО П О Ж АРН Ы Е М ЕРОПРИЯТИЯ
ПРИ ПРОВЕДЕНИИ Л А БО РА ТО РН Ы Х РАБО Т
Во время проведения лабораторных работ
по испытанию нефтепродуктов студентам приходится час­
то иметь дело с открытым огнем, нагревательными при­
борами, ядовитыми и огнеопасными веществами, а так­
же с хрупкими стеклянными приборами и химической
посудой.
Все нефтепродукты являются огнеопасными вещест­
вами, а отдельные из них взрывоопасны. Пары их ядо­
виты и могут поражать как органы дыхания, так и кожу.
12
•
i
t
1
I
:
В качестве растворителей и компонентов растворов
применяются бензол, спирт, четыреххлористый углерод,
хлороформ, пирогаллол и другие вещества, которые т ак ­
ж е ядовиты. Часто приходится пользоваться различны­
ми кислотами и щелочами, которые вызывают ожоги ко­
жи и слизистых оболочек. В некоторых измерительных
приборах (термометры, манометры) находится ртуть,
пары которой крайне опасны и могут вызывать сильные
отравления.
Во избежание несчастных случаев при нахождении в
лаборатории и при выполнении лабораторных работ сле­
дует строго соблюдать правила техники безопасности и
противопожарные меры. Все студенты перед началом занятий в лаборатории должны обязательно изучить и ус­
воить эти правила.
С этой целью инструкцию по технике безопасности и
противопожарным мероприятиям вывешивают в лабора­
тории на доступном для чтения месте.
Основные правила техники безопасности. Все лаборанты и студенты должны работать в лаборатории в х а ­
латах.
При работе с веществами, действующими на кожу
(жидкими кислотами, щелочами, этилированным бензи­
ном и д р .), необходимо пользоваться резиновыми перчатками. Перед надеванием перчатки припудривают тальком, а после работы обмывают водой, сушат и снова об­
сыпают тальком снаружи и внутри.
В тех случаях, когда возможно разбрызгивание ядо­
витых жидкостей (при разбавлении кислот, растворении
щелочей,'приготовлении растворов и т .п .), необходимо
обязательно надевать очки. В случаях попадания на ко­
ж у кислоты или щелочи необходимо немедленно это место обильно промыть водой.
В помещении лаборатории недопустимо скопление па­
ров нефтепродуктов и паров других токсических ве­
ществ, поэтому оно должно быть оборудовано надеж­
ной приточно-вытяжной вентиляцией и хорошим осве­
щением. Если по каким-либо причинам произошло от­
равление парами нефтепродуктов, пострадавшего вы ­
водят на свежий воздух и устраняют причину отравления.
На рабочем столе не должно быть химической посу­
ды или приборов, не имеющих отношения к выполнению
лабораторной работы, а портфели, сумки и другие лич13
ные веши студентов должны быть сложены в указанном
лаборантом месте.
Все образцы нефтепродуктов, подлежащие испыта­
нию, должны находиться в лаборатории в исправной
стеклянной или пластмассовой посуде с плотно закрыва­
ющимися пробками или кранами.
Сильнодействующие яды (ртуть, сулема и т. п.) хра­
нят в металлических, Надежно закрывающихся шкафах
или несгораемых сейфах. Для работы их выдают толь­
ко по специальному разрешению.
Минеральные кислоты и щелочи, органические рас­
творители и другие токсические и легколетучие вещества
должны быть герметически закрыты. Хранят их вне по­
мещения лаборатории или в шкафах под вытяжкой.
Все испытания нефтепродуктов, при проведении кото­
рых могут выделяться ядовитые пары или газы, прово­
дят в вытяжном шкафу.
Во избежание ожога при работе с нагревательными
приборами нельзя прикасаться или брать нагретые при­
боры и посуду голыми руками. Особенно внимательно на­
до относиться к нагретым нефтепродуктам (моторные и
другие масла, глицерин и т.д .), так как температура их
может быть более 200 °С, а по внешним признакам это
трудно заметить. Нагретые фарфоровые или металличес­
кие тигли берут специальными шипцами, а пробирки —
держателями.
В случае теплового ожога необходимо обожженное
место немедленно протереть ватой, смоченной в растворе
марганцовокислого калия или в этиловом спирте.
Во время работы с твердыми щелочами (КОН, NaOH)
нельзя брать кусочки щелочи руками и допускать ее по­
падания на кожу или одежду. Щелочные растворы сле­
дует готовить в фарфоровой или пластмассовой посуде,
так как при растворении щелочей выделяется большое
количество теплоты и стеклянная посуда может лоп­
нуть.
Во избежание обмораживания при составлении ох­
лаждающих сред нельзя брать руками сухой лед (твер­
дую углекислоту); надо пользоваться при этом щипца­
ми или пинцетом.
При разбавлении кислоты, особенно концентрирован­
ной, нужно обязательно лить ее в воду постепенно, не­
большими порциями. Лить воду в кислоту недопустимо,
так как при этом происходит мгновенная реакция с вы­
14
делением большого количества теплоты, вода может за­
кипеть и произойдет разбрызгивание раствора.
Особые меры предосторожности следует соблюдать
при работе с этилированным бензином, так как он высо­
котоксичен. Запрещается применять его в паяльных лам­
пах, использовать в качестве растворителя нефтепродук­
тов, для мытья рук, приборов и посуды, чистки одежды и
т.д. Строго запрещается засасывать в трубки, шланги
и пипетки этилированный бензин ртом, так как пары бен­
зина при этом попадают в дыхательные пути и могут вы>зывать сильное отравление; надо пользоваться резино­
вой грушей. После окончания работы с этилированным
бензином необходимо сразу тщательно вымыть руки сна­
чала керосином, а затем руки и лицо теплой водой с мы, лом.
При случайном разливе этилированного бензина за­
раженное место обязательно обезвреживают. Для этого
I сначала его засыпают опилками, которые тщательно соI бирают и сжигают в специально отведенном месте. ЗаI тем всю облитую поверхность дегазируют нанесением
I слоя дегазатора и смывают водой. Для дегазации берут
I смесь хлорной извести с водой (одну часть хлорной изI вести и три — пять частей воды).
Сильно ядовитыми веществами являются также этиI ленгликоль и все автотракторные материалы, содержащие
I его (антифриз, тормозная жидкость на гликолевой осI нове и т.п .). Поэтому при работе с жидкостями на этиI ленгликолевой основе надо остерегаться попадания их в
■ пищевой тракт и на слизистые оболочки глаз, губ и т. д.
I После работы с этими жидкостями надо тщательно выI мыть руки с мылом.
При мойке, сборке и разборке стеклянных приборов
I и посуды необходима особая осторожность, нельзя приI лагать излишних усилий при закрывании пробок или наI девании резиновых трубок, так как это может привести
I к разрушению стеклянных изделий и порезам рук осколI ками. При порезах необходимо быстро удалить осколки
I из раны, протереть кожу вокруг раны ватой, смоченной
I йодом, наложить на рану стерильную салфетку и забннI товать.
Для оказания первой помощи в лаборатории всегда
I должна находиться в доступном месте медицинская ап[ течка с набором необходимых средств и медикаментов.
Основные противопожарные мероприятия. В лаборато«
1S
рии испытаний топлива и смазочных материалов исклю­
чительно важное значение имеет обязательное и точное
соблюдение правил противопожарных мероприятий в
связи с тем, что работы проводятся с легковоспламеняю­
щимися горючими веществами, обладающими большой
летучестью паров и низкой температурой вспышки.
К работе и занятиям допускаются только лица, про­
слушавшие инструктаж по технике безопасности и озна­
комленные с основами противопожарных мероприятий
Помещение лаборатории должно удовлетворять тре­
бованиям пожарной безопасности, в нем должны быть
запасной выход, свободные вход и выход.
В лаборатории обязательно должна быть инструк­
ция по пожарной безопасности с указанием обязанностей
ответственного из числа лаборантского состава по пре­
дупреждению пожара и принятию необходимых мер к его
быстрой ликвидации.
Перед началом занятий в лаборатории должна быть
включена приточно-вытяжная вентиляция и только пос­
ле полного проветривания помещения разрешается вклю­
чать нагревательные приборы.
Лаборатория должна быть оснащена необходимым
противопожарным инвентарем и средствами тушения:
специальными огнетушителями, ящиками с сухим и чи­
стым песком, одеялами, кошмой и т.д. Места "хранения
противопожарного инвентаря и средств тушения долж­
ны быть хорошо известны и легкодоступны работникам
лаборатории и студентам.
Кроме того, для быстрой ликвидации очагов пламе­
ни на рабочих столах рекомендуется иметь склянки с че­
тыреххлористым углеродом.
Вся электропроводка в лаборатории должна быть за ­
крытой, а электронагревательные приборы должны быть
исправны. Использование временной электропроводки, а
также удлинителей, не соответствующих требованиям
электробезопасности, не допускается.
Рабочие столы, шкафы и подоконники в лаборатории
нельзя загромождать бутылками, банками и другой по­
судой с нефтепродуктами.
При наличии в лаборатории газовой сети необходи­
мо следить за исправностью всех ее элементов во избе­
жание утечки газа через неплотности в шлангах, кранах
и газовых горелках и, как следствие, отравления и взры­
ва.
•
^
-V '
16
Горелки Бартеля при использовании нельзя перегре; вать, так как это может привести к взрыву.
||
Баллоны со сжатым кислородом или углекислотой
следует устанавливать в специальных стойках, а со сжа[ тым или сжиженным газом — в отдельных помещениях.
Образцы и пробы нефтепродуктов следует готовить
для испытания (перелив, замеры объемов и т.д .) при
выключенных Нагревательных приборах или вдали от
них.
Лабораторные столы, на которых выполняют работы
j . с использованием нагревательных приборов и особенно
открытого огня, должны быть обиты жестью, обложены
керамической плиткой или покрыты линолеумом, а под
I нагревательные приборы подложены толстые асбестовые
1, листовые подкладки.
Промасленные обтирочные тряпки, опилки и другие
подсобные материалы хранят в закрываемых железных
ящиках, которые необходимо регулярно опорожнять.
Нельзя хранить огнеопасные легколетучие вещества
вблизи горелок и других нагревательных приборов.
Образцы топлива и органических растворителей (бен­
зол и его производные, эфир и т. п.) необходимо хранить
в специальных шкафах вне лаборатории.
Запрещается выливать остатки нефтепродуктов в ка­
нализацию. Остатки сливают в отдельную посуду, кото­
рая плотно закрывается.
Не разрешается оставлять нагреваемые нефтепродук' ты без надзора даж е на короткое время.
Запрещается в лаборатории хождение с открытым огI нем и курение.
Легковоспламеняющиеся нефтепродукты нагревают
I на электронагревательных приборах с закрытой спи| ралью, на песочной или водяной бане. Не допускается
I держать посуду с горючими веществами над газовой гоI релкой без асбестовой прокладки или сетки.
В лаборатории запрещается находиться и проводить
I работы в одежде, пропитанной нефтепродуктами.
После выполнения работы необходимо убрать за соI бой рабочее место: выключить электронагревательные
I приборы, закрыть краны воды и газа, потушить горелки
I и лампы, закрыть пробками емкости с остатками нефтеI продуктов.
При воспламенении горючей жидкости на рабочем
I месте необходимо немедленно выключить нагреватель-
I 2—798
17
ные приборы, которые находятся вблизи места горения,
и перекрыть краны газовой магистрали.
При воспламенении горючей жидкости в вытяжном
шкафу необходимо быстро выключить вентилятор и з а ­
крыть заслонку вытяжной трубы, соединяющей шкаф и
вентилятор. Горящее пламя следует накрыть кошмой,
одеялом, полотенцем или другими предметами, или за ­
сыпать слоем сухого песка, или залить горящую поверх­
ность жидкости слоем пены из огнетушителя. В этих
случаях приток воздуха прекратится и пламя погаснет.
Если нефтепродукт воспламенился в открытом сосуде,
то категорически запрещается толкать или передвигать
этот сосуд. Необходимо быстро накрыть его асбестом,
листом жести, кошмой, полотенцем, одеялом, но очень
осторожно, чтобы не опрокинуть. ,
Для прекращения растекания горящей жидкости по
столу или по полу необходимо быстро вокруг нее насы­
пать валик из песка, а затем уже тушить пламя.
При тушении воспламенившегося пролитого на пол
нефтепродукта нужно предотвратить распространение ог­
ня под полом.
Если загорится одежда, то на пострадавшего необ­
ходимо накинуть кошму, одеяло, халат и т. п. ^Потушив
огонь, надо разрезать и осторожно снять одежду, а обо­
жженные места сразу же обработать мазью, состоящей
из равных частей льняного масла и известковой воды.
При отсутствии мази можно смочить пораженные места
концентрированным водным раствором марганцовокисло­
го калия; при незначительных ожогах можно смазать
95 %-ным этиловым спиртом .или мылом. Следует знать,
что обожженные места нельзя смачивать водой, так как
это только усиливает болезненность и способствует обра­
зованию волдырей.
При попадании в глаза инородных тел нельзя про­
тирать глаза платком или пальцами, а необходимо сроч­
но обратиться к врачу.
Г л а в а II.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ
КАЧЕСТВА
АВТОМОБИЛЬНЫХ БЕНЗИНОВ
Работа № 1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЛОТНОСТИ
НЕФТЕПРОДУКТОВ
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
Общие сведения. Различают абсолютную и
относительную плотность вещества.
А б с о л ю т н а я п л о т н о с т ь вещества — это мас­
са, содержащ аяся в единице объема. В системе СИ раз­
мерность плотности «г/ м 3. За единицу плотности прини­
мают массу 1 м3 дистиллированной воды при температу­
ре 4 °С.
О т н о с и т е л ь н а я п л о т н о с т ь вещества — отно­
шение его массы к массе дистиллированной воды при
4 °С, взятой в том ж е объеме. Относительная плотность —
величина безразмерная.
Нефтепродукты и вода имеют неодинаковые коэффи­
циенты расш ирения. В связи с этим необходимо при оп<ределении плотности указы вать температуры нефтепро­
дукта и воды, при которых проводилось определение.
В СССР относительную плотность нефтепродуктов определяют при температуре 20 °С. Плотность нефтепродукта может быть замерена при любой температуре, однако
результат приводят к температуре 20 °С.
В соответствии с действующим стандартом плотность нефтепродукта обозначается pt°. Здесь цифра 20
указы вает, что плотность нефтепродукта относят к нормальной температуре 20 °С, а цифра 4 обозначает, что
плотность нефтепродукта относят к плотности воды при
4°С, принятой за единицу.
Относительная плотность автомобильных бензинов
колеблется в пределах 0,69...0,75, дизельного топлива —
0,82...0,86, а абсолютная плотность этих видов топлива в
системе СИ соответственно 690...750 и 820...860 кг/м3.
В стандартах на топливо плотность не нормируется,
однако определять ее по ГОСТу обязательно. Это необходимо для учета расхода и движения нефтепродуктов на
нефтескладах и заправочных станциях, так как приход
2*
19
Рис. 3. Прибор для определения плотности
нефтепродуктов:
/ —нефтедеисиметр; 2 —стеклянный цилиндр.
фиксируют в единицах массы (кг,
т), а расход при заправке тракторов
и автомобилей учитывается в еди­
ницах объема (л). Поэтому для пе/
ресчета топлива из единиц массы в
единицы объема и обратно нужно
знать плотность получаемых и от- j
пускаемых нефтепродуктов.
Плотность нефтепродуктов оп­
ределяют с его м о щ ью ареометров
(нефтеденсиметров), гидростатиче­
ских весов Вестфаля и пикномет­
ров. В практике работы нефтескла­
дов колхозов и совхозов обычно ис­
пользуют нефтеденсиметры.
Нефтедеисиметр
представляет I
собой стеклянный пустотелый по­
плавок, внизу которого находится балласт, а сверху— |
тонкая трубка со шкалой. Некоторые нефтеденсиметры
снабжены внутренним термометром. На рисунке 3 по­
казан прибор для определения плотности нефтепро­
дуктов.
Проведение испытаний. В стеклянный цилиндр осто­
рожно наливают испытуемый нефтепродукт, температу­
ра которого может отклоняться от температуры окружа­
ющей среды не более чем на ±5°С.
Чистый и сухой нефтедеисиметр медленно и осторож­
но опускают в нефтепродукт, держа его за верхний ко- "
нец. Во избежание повреждения нефтедеисиметр вводят
до дна цилиндра или до погружения всей шкалы, а за- 1
тем убирают руку.
После того как нефтедеисиметр установится и прек- ri
ратятся его колебания, снимают показания по верхнему
краю мениска. При отсчете глаз должён находиться на
уровне мениска (рис. 3, линия АВ), а нефтедеисиметр
не должен касаться стенок цилиндра.
Одновременно с отсчетом показания по шкале нефтеденсиметра устанавливают температуру нефтепродук-
^та по внутреннему или дополнительному термометру,
вводя его в нефтепродукт рядом с нефтеденсиметром.
При отсчете по шкале нефтеденсиметра получают
плотность нефтепродукта при температуре испытания.
Значением этой плотности пользуются для определения
объемного количества нефтепродукта (или для обратно­
го пересчета).
Замеренную плотность приводят к плотности при нор­
мальной температуре р4° по формуле
Р ? = Р* + Т < < -2 0 ),
(1)
-де р\ — плотность испытуемого нефтепродукта при температуре ис­
пытания; у — средняя температурная поправка плотности (табл. 1);
f — температура испытания, °С.
Эта формула был# предложена Д. И. Менделеевым.
Она показывает, что плотность нефтепродуктов умень­
шается с повышением температуры и увеличивается с ее
понижением.
1. Таблица средних температурных поправок для нефтепродуктов
Относительная
плотность
Температурная
поправка у на
1°С
.
.
в.
.
в.
в .
в.
.
#.
.
.
.
.
.
щ.
1 .
0,000910
0,000897
0,000884
0,000870
0,000857
0,000844
0,000831
0,000818
0,000805
0,000792
0,000778
0,000765
0,000752
0,000738
0,000725
0,000712
0,6900.
0,7000 .
0,7100.
0,7200.
0,7300.
0,7400.
0,7500.
0,7600.
0,7700.
0,7800.
0,7900.
0,8000.
0,8100.
0,8200.
0,8300.
0,8400.
0,6999
0,7099
0,7199
0,7299
0,7399
0,7499
0,7599
0,7699
0,7799
0,7899
0,7999
0,8099
0,8199
0,8299
0,8399
0,8499
Относительная
плотность
0,8500.
0,8600.
0,8700.
0,8800.
0,8900.
0,9000.
0,9 100 .
0,9200.
0,9300.
0,9400.
0,9500.
0,9600.
0,9700.
0,9800.
0,9900.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
0,8599
0,8699
0,8799
0,8899
0,8999
0,9099
0,9199
0,9299
0,9399
0,9499
0,9599
0,9699
0,9799
0,9899
0,9999
Температурная
поправка у на
1°С
0,000699
0,000686
0,000673
0,000660
0,000647
0,000633
0,000620
0,000607
0,000594
0,000581
0,000567
0,000554
0,000541
0,000528
0,000515
Определение плотности вязких нефтепродуктов. Сма­
зочные масла обладают высокой вязкостью, что не поз­
воляет непосредственно измерить их плотность с по­
мощью нефтеденсиметра. Поэтому вязкие нефтепродук­
ты разбавляют керосином ( 1 : 1) известной плотности.
С помощью нефтеденсиметра определяют плотность
приготовленной смеси. Плотность р испытуемого вязко­
го нефтепродукта вычисляют по формуле
у Р = 2р1— р2,
(2)
где pi — плотность смеси; р2— плотность разбавителя (керосина).
Работа N2 2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДАВЛЕНИЯ
НАСЫ Щ ЕННЫ Х ПАРО В БЕНЗИНА
Общие сведения. Высокая испаряемость —
одно из важнейших свойств бензина. Различают испа­
ряемость двух видов — статическую и динамическую.
С т а т и ч е с к о е — это испарение с неподвижной по­
верхности топлива в неподвижныйл.воздух. Оно наблю­
дается при хранении топлива в резервуарах.
Д и н а м и ч е с к о е испарение происходит при обду­
ве топлива потоком воздуха, например, в системе пита­
ния двигателя внутреннего сгорания.
Испаряемость бензина обусловливается давлением
его насыщенных паров. Если в замкнутой системе ско­
рость испарения становится равной скорости^конденсации, то в системе наступает динамическое равновесие.
При этом плотность пара будет максимальной, а пар—
насыщенным.
На с ы ще н н ы й пар — это пар, находящийся в
равновесном состоянии с жидкостью. Температура его
такая же, как и у испаряемой жидкости.
Д а в л е н и е н а с ы ще н н ы х п а р о в жидкости —
это давление, развиваемое парами в условиях равновес­
ного состояния с жидкостью при данной температуре.
Для простых жидкостей давление насыщенных паров
определяется только природой жидкости и температу­
рой, а для сложных (например, бензина) — зависит
также и от отношения объема паровой фазы к объему
жидкой.
Чем больше в бензине содержится углеводородов с
низкой температурой кипения, тем выше его испаряе­
мость, давление насыщенных паров и склонность к обра­
зованию паровых пробок.
Паровые пробки образуются в системе питания дви­
гателя при эксплуатации автомобилей в летний период,
особенно в южных районах страны, а также в высоко­
горных условиях и при повторных пусках перегретого
22
д в и гате л я. При нагревании бензина в систем е питания
л егкокип ящ и е углеводороды и спаряю тся не только с от­
крытой поверхности, но и в объем е топлива, в р е зу л ь т а ­
те чего о б р азуется больш ое количество паров. В бензине
сильно в о зр астает объем паровой ф азы и ум ен ьш ается
объем ж и дко й . Ч ерез си стем у питания д в и га т е л я в этом
сл уч ае идет см есь, со сто ящ ая из ж и дко го бензина, его
паров и небольш ого количества в о зд у х а, вы дели вш егося
при нагревании из бензина. Это приводит к снижению
подачи насосом м ассового количества топлива, чр езм ер ­
ному обеднению горючей см еси, перебоям в работе
д в и га т е л я в связи с ухудш ен ием ее восп лам енения, па­
дению мощности и о стан овке д в и гате л я. О стан овка но­
сит такой ж е х а р а к те р , что и при засорении топливопро­
водов м еханическими примесями. П оэтом у явлени е
получило название»' паровой пробки, хо тя д в и гател ь
о стан авл и вается не з а счет перекры тия топливного
т р а к т а паровой пробкой, прекращ аю щ ей совсем подачу
топлива. При эксп л уатац и и авто м об и ля основным ф ак­
тором, влияю щ им на о бразован и е паровы х пробок, с л у ­
ж и т тем п ер атур а бензина в систем е питания, кото р ая
зави си т от кон структи вн ы х особенностей д в и гате л я и
тем п ер атур ы о кр уж аю щ его в о зд у х а.
Д авл ен и е насы щ енны х паров летнего бензина всех
м ар о к до лж н о бы ть не более 66661 П а (500 мм рт. с т .),
а зим него — от 66 661 до 93 325 П а (5 0 0 ...7 0 0 мм р т .с т .).
Р аб о та автом обилей в летний период на зимнем бензи­
не зап р ещ ается, т а к к а к из-за вы сокого д ав л ен и я н а­
сыщ енных паров бензина в систем е питания б у д у т ин­
тенсивно о б р азо вы вать ся паровы е пробки. Т а к ж е недо­
п усти м а р аб о та автом обилей зимой на летнем бензине.
Относительно невысокое д авл ен и е насы щ енны х паров
и присутствие больш ого количества вы сококипящ их у г ­
леводородов в летнем бензине зат р у д н я е т п уск д в и га т е ­
л я , ух уд ш ае т его динам и ческие к а ч е ства и повы ш ает
износ цилиндропоршневой группы .
Проведение испытаний. Д авл ен и е насы щ енны х паров
бензина определяю т стан дар тн ы м методом или ж е спо­
собом В ал явск о го — Б уд ар о ва.
П р и с т а н д а р т н о м м е т о д е получаю т у с л о в ­
ную х ар ак т ер и ст и к у испарения, п уско вы х кач еств и
склонности топлива к образованию паровы х пробок.
С ущ ность м ето д а зак л ю ч ае тся в измерении д авл ен и я
насы щ енны х паров топлива в двух кам ер н о й бом бе при
23
I
Рис. 4. Прибор для определения давления насы­
щенных паров стандартным методом:
а — схема прибора: / — водяная баня; 2 — бомба: 3 —
ртутный манометр; 4 — термостат; б — устройство бом­
бы: / и 2 — топливная и воздушная камеры; 3 — нип­
пель; 4 — газовый крав.
температуре 37,8°С. Схема прибора показана на рисун­
ке 4. Металлическая бомба состоит из топливной каме­
р ы / с одним отверстием и воздушной камеры 2, кото­
рые соединяются при помощи резьбы. Отношение объе­
мов воздушной и топливной камер составляет 3,8...4,2 : 1.
В верхней части воздушной камеры находится ниппель
3 с газовым краном 4 и наконечником для резиновой
трубки.
Применяют ртутный или пружинный манометр.
Ртутный манометр 3 выполнен в виде U-образной стек­
лянной трубки диаметром 5...8 мм и длиной 1000 мм,
снабженной шкальной пластиной с диапазоном измере­
ния от 0 до 700...800 мм и ценой деления 1 мм. Мано­
метрическую трубку наполняют ртутью, на один конец
ее надевают резиновую трубку с внутренним диаметром
3...6 мм и длиной 1000... 1200 мм, которую затем соеди­
няют с воздушной камерой бомбы.
24
Размеры водяной бани д л я нагревания и проверки
герметичности позволяют погруж ать в нее бомбу так,
что верхний край воздушной камеры находится ниже
уровня воды не менее чем на 25 мм. В бане поддержи­
вают постоянную температуру 37,8 °С при помощи тер­
мостата 4.
П р о б а б е н з и н а дл я анализа отбирается с по­
мощью приспособления, исключающего потери от испа­
рения во время переливания. Приспособление состоит
из плотно пригнанной к бутылке корковой пробки с про­
ходящими сквозь нее двум я трубками. Одна трубка
(воздуш ная) доходит до дна бутылки, д р угая (для сли­
ва топлива) — с внутренней стороны вставляется вро­
вень с пробкой, а с внешней вы ступает настолько, что­
бы она не достигала дна сосуда, в которое сливается
топливо, на 10...20 мм.
Сосуд с бензином охлаж даю т до температуры 0...4°С
и только после этого открывают. Пробу бензина, пред­
назначенную дл я исследования, хранят в лаборатории
до испытания при температуре не выше 20 °С.
Объемы воздушной и топливной кам ер
проверяют перед проведением испытания. К верхней
части воздушной камеры присоединяют гай ку с к р а­
ном, надеваю т на наконечник трубку и наливают в
кам ер у воду до заполнения всей трубки. Затем сво­
бодный конец трубки заж имаю т и наливают воду до
заполнения патрубка, соединяющего воздушную кам е­
ру с топливной. После этого замеряю т объем залитой
воды. Топливную кам еру заполняют водой до нижне­
го кр ая муфтового соединения, замеряю т объем
воды
и вычисляют
соотношения
объемов
к а­
мер.
Г е р м е т и ч н о с т ь б о м б ы проверяют так: ее
собирают, наполняют воздухом до давления 687 кП а и
погружаю т в воду. Затем бомбу разбирают, воздушную
кам еру и резиновую трубку ополаскивают не менее 5 раз
водой, подогретой до 30...40°С. Д елаю т это для уд ал е­
ния паров топлива, оставш егося от предыдущего испы­
тания.
П е р е д и с п ы т а н и е м воздушную кам еру снова
ополаскивают водой, ставят в вертикальное положе­
ние, присоединяют гай ку с краном и закры ваю т кран.
Пробу испытуемого бензина и топливную кам ер у ох­
лаж даю т до температуры 0...4°С.
25
В воздушную камеру вставляю т термометр так, что>|
бы он входил в камеру на % своей длины и не к а с а л с я !3
стенок камеры. Топливную кам еру ополаскивают 2...31s
раза испытуемым бензином и при помощи приспособ* I*
лерия для переливания пробы заполняют так, чтобы топ-1®
ливо переливалось, через ее края. Измеряют исходную Is
температуру воздуха в воздушной камере, соединяют |{
воздушную и топливную камеры, надевают резиновую
трубку на ртутный манометр.
П р и п р о в е д е н и и и с п ы т а н и й собранный при* I*
бор опрокидывают, при этом находящийся в топливной 1;
камере бензин стекает в воздушную, и затем сильно 41
встряхивают несколько раз в направлении, параллель* г
ном оси прибора. Д алее аппарат возвращают в нормаль* I
ное положение и погружают в водяную баню, кран при I
этом должен такж е находиться в воде. Температуру
бани поддерживают 37,8 °С. После погружения бомбы*
открывают кран и через 5 мин отмечают давление по|
ртутному манометру. После этого закрываю т кран, вы -]
нимают бомбу из бани, опрокидывают ее, сильно встря-|
хивают, снова погружают в баню и открывают кран. 1
Т ак повторяют через каж ды е 2 мин, наблюдая за д ав-|
лением. Примерно через 20 мин последовательные от-1
счеты по ртутному манометру становятся постоянными,!
тогда отмечают показания манометра, к а к рв — нескор-] I
ректированное давление насыщенных паров испытуемо-1
го бензина.
При подсчет е давления насыщенных паров бензи на!
в показания манометра вносят поправку на изменение!
давления воздуха и насыщенных паров воды в воздуш ­
ной камере, вызванное различием м еж ду исходной тём-Я
пературой воздуха и температурой водяной бани.
Поправку Др (кП а) находят по формуле
Д
(Ра — р<) (<_—-§.7,8) Ц ^
Ц II
(3) I
г
Щ
273 +<
-
I
где ра — атмосферное давление при проведении испытания, кПа; 1
Pi — давление насыщенных паров воды при исходной температуре |
воздуха, кПа; t — исходная температура воздуха, °С; рз7,в — давление |
насыщенных паров воды при 37,8 °С, кПа.
Поправку Л/7 вычитают из рн, если исходная темпе­
ратура воздуха ниже 37,8 °С, и прибавляют, если выше.
За давление насыщенных паров бензина принимают •
среднее арифметическое из результатов двух парал- ^
лельных испытаний.
П ри
определении
цавления
насыщен*
1 ых п а р о в т о п л и в а по
«етоду Валявского—
Зударова
пользуются
1рибором, представленным
4а рисунке 5. Испытания
лроводят при температуре
38 °С и при отношении объ­
емов воздуха и жидкого топ­
лива 1 : 1 . Этот метод слу­
жит для оценки склонности
топлива к образованию па­
ровых пробок.
При с б о р к е прибора на
верхний конец трубки сое­
динительного крана 9 наде­ Рис. 5. Прибор для определе­
давления насыщенных па­
вают отрезок
резиновой ния
ров методом Валявского—Бутрубки | длиной 30 мм. царова:
7 — стакан с водой; 2 — барометри­
Нижний конец градуирован­ ческая
трубка; 3 — бюретка; < —
ной газовой бюретки 3 сое­ мешалка; 5 и 9 — краны; 6 — пи­
петка;
7 — термометр; в и 10 —
диняют резиновой трубкой с соединительная
и сифонная трубив;
77
—
уравнительная
склянка.
тройником и опускают их в
стакан 1 с водой. Бюретку
закрепляют на штативе, удерживая ее за верхний конец
трубки крана 5. Уровень воды в стакане должен быть
выше верхней части газовой бюретки. Сифонную труб­
ку 10 соединяют резиновой трубкой с уравнительной
склянкой 11, в которую наливают воду. Рядом с бю­
реткой помещают термометр 7. Уравнительную склян­
ку // поднимают выше верхнего колена сифонной труб­
ки 10 при открытых кранах 5 и 9.
Д ля того чтобы удалить остатки паров топлива, бю­
ретку промывают не менее 3 раз. В уравнительную
склянку наливают теплую (40 °С) воду, закрывают
кран 5, открывают кран 9 и медленно поднимают склян­
ку вверх до тех пор, пока из трубки 8 не польется вода.
Затем медленно опускают уравнительную склянку
и т. д.
П еред испытанием бутылку с пробой бензина охлаж­
дают в ледяной воде до температуры 0...4°С.
При п р о в еден и и испытания в ванне устанавливают
температуру 38 °С и поддерживают ее постоянной. От­
крывают краны 5 и 9, поднимают уравнительную склян27
ку 11 до тех пор, пока из соединительной трубки 8 не
польется вода. Затем опускают склянку, медленно от­
крывают кран 9, набирая в бюретку 3 нужное количест­
во воздуха, и выдерживают его при температуре 3 8 °С в
течение 5 мин. Из соединительной трубки 8 полностью
удаляю т воздух, для чего наполняют ее водой с по­
мощью пипетки. Пипетку 6 для бензина ополаскивают,
набирают необходимое количество бензина и плотно
вставляют в соединительную трубку 8. Уравнительную
склянку опускают, открывают кран 9 и сливают бензин
из пипетки в бюретку. Затем кран 9 закрываю т, при
этом в трубке над краном 9 должен остаться столбик
бензина высотой около 10 мм. Уравнительную склянку
устанавливают так, чтобы поверхность жидкости в б а­
рометрической трубке 2 была на одном уровне с поверх­
ностью бензина в бюретке.
Уравнительную склянку выдерживают на этой высо­
те 5 мин, а затем фиксируют объем паровой фазы в бю­
ретке.
Давление насыщенных паров испытуемосо бензина
р (кП а) вычисляют по формуле
РI й р й 1
"2
— Рзв).
(4)
где V\ — первоначальный объем воздуха (до испарения топлива),
мл; Vt — объем пЗройоздушной смеси (после испарения топлива),
мл; р» — атмосферное дар/шире при проведении испытания, кПа;
рм — давление насыщенных паров воды в бюретке при температуре
38 °С, кПа.
Испытание повторяют 2 раза. За давление насыщен­
ных паров бенздн# принимают среднее арифметическое
из результатбв Дёух параллельных определений.
Рабфта NB 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ФРАКЦИОННОГО
СОСТАВА АВТОМОБИЛЬНОГО БЕНЗИНА
Общие сведения. Бензины представляют
собой смесь углеводородов, обладающих различной ис­
паряемостью.
И с п а р я е м о с т ь характеризует скорость и полно­
ту перехода бензина из жидкого в парообразное состоя­
ние и определяется его химическим составом. Бензины
ка к сложная смесь различных углеводородов выкипают
не при одной постоянной температуре, а в широком ди а­
пазоне температур (30...20б°С). Испаряемость бензина
28
I оценивается по температурным пределам его выкипа|ния и по температурам выкипания его отдельных часI тей — фракций.
I
Фракционный
со ­
в е т а в является главным по■ казателем испаряемости авI томобильного бензина, важ■ нейшей характеристикой его
■ качества. От фракционного
I состава бензина зависят
I легкость пуска двигателя,
■ время его прогрева, пра■ емистость и другие эксплуа­
тационные показатели.
На рисунке 6 приведена
I кривая разгонки бензина и
6. Кривая разгонки бенI указаны его основные фрак- Рис.
зина.
I ции — пусковая, рабочая и
I концевая. Пусковую фрак|цию бензина составляют самые низкокипящие углеводоI роды (первые 1 0 % объема дистиллята). В рабочую
I фракцию входят дистилляты от 10 до 90 % объема и в
I концевую — от 90% объема до конца кипения бензина.
I По ГОСТу фракционный состав бензина нормируют пяI тью характерными температурами: начала перегонки,
I перегонки 10 %, 50 и 90 % объема и конца кипения.
Фракционный состав бензина должен быть таким,
I чтобы обеспечились хороший пуск двигателя и быстрый
I разгон автомобиля, низкий удельный расход топлива,
I равномерное качественное и количественное распредеI ление горючей смеси по цилиндрам двигателя, миниI мальный износ поршней и цилиндров.
Т е м п е р а т у р а н а ч а л а п е р е г о н к и и пе ­
р е г о н к и 1 0 % б е н з и н а характеризуют пусковые
I свойства топлива. Если в бензине недостаточно низкоI кипящих фракций, то при пуске холодного двигателя
| часть бензина не успевает испариться и попадает в циI линдры в жидком состоянии. Горючая смесь оказываетI ся переобедненной, она не воспламеняется от электри| ческой искры и пуск двигателя становится невозможен.
| Жидкий бензин в цилиндрах смывает смазку, а в картеI ре двигателя разжижает моторное масло. Поэтому в
29
ч
момент пуска и при последующем прогревании наблю*1
дается трение деталей цилиндропоршневой группы бе:|;!
достаточного количества смазочного материала. Сма If
зочного масла оказывается недостаточно для образова I
ния на поверхностях деталей прочной пленки. В этом*
случае создаются износы трущихся деталей двигателя г
так называемые пусковые, степень которых зависит o i j J
количества неиспарившегося бензина, продолжительно- г
сти пуска и прогрева двигателя и скорости восстанов-г
ления масляной пленки на цилиндрах. Чем меньше ис- г
паряется бензина во впускной системе двигателя, про-г
должительнее пуск и хуж е подача смазочного м асла к г
трущимся деталям , тем значительнее пусковые износы. г
Содержание низкокипящих углеводородов в совре- Г
менных автомобильных бензинах контролируется тремя |
показателями: температурой начала перегонки, темпе-1
ратурой перегонки 10 % бензина и давлением насыщен- 1
ных паров.
В соответствии с действующими стандартами темпе- I
ратура начала перегонки летних автомобильных бензи- |
нов должна быть не ниже 35 °С, а 10 % бензина должны |
перегоняться при температуре не выше 70 °С. Темпера- I
тура начала перегонки зимних бензинов не нормируется, |
а 10 % бензина должно перегоняться при температуре 1
не выше 55 °С. Благодаря этому на летних бензинах
обеспечивается пуск холодного двигателя при темпера­
туре окружающего воздуха выше — 10 °С, в летний пе- ]
риод не образуется паровых пробок. Применяя зимние i
бензины, можно пустить холодный двигатель при тем- '
пературе воздуха —26...—28 °С. Появление паровых
пробок при этих условиях практически исключено.
Т е м п е р а т у р а п е р е г о н к и 50% б е н з и н а , ко­
торая характеризует скорость прогрева и приемистость
двигателя, нормируется для рабочей фракции (объем
дистиллятов от 10 до 90% ).
П рогрев двигателя длится от момента пуска до соз- ;
дания устойчивого режима работы. В конце прогрева ,
на режиме холостого хода достигается почти полное :
испарение бензина во впускном трубопроводе. Чем легче
фракционный состав и ниже температура перегонки ;
50 % бензина, тем скорее прогревается двигатель. Бен -\
зин с низкой температурой перегонки 50 % быстрее и с-1
паряется во впускном трубопроводе, наполнение цилинд­
ра горючей смесью улучш ается, мощность двигателя '
30
in возрастает. При низкой температуре окружающего воз){ iyxa необходимо применять бензины с низкой темпеи >атурой перегонки 50 % топлива.
Приемистость — это свойство двигателя в прогретом
гостоянии под нагрузкой быстро переходить с малой
1 астоты вращения к большей при резком открытии
фоссельной заслонки. Д ля обеспечения хорошей при;мистости двигателя нужно, чтобы цилиндры двигателя
» момент дросселирования наполнялись богатой горю1ей смесью. При резком открытии дроссельной заслонки
ю впускной трубопровод поступает большая порция хо­
лодного воздуха и жидкого бензина, что приводит к рез­
кому ухудшению условий парообразования из-за недо­
статка теплоты для полного испарения топлива.
Если бензин обладает высокой температурой пере'онки 50 % топлива, то некоторая часть высококипящих
/глеводородов, составляющих рабочую фракцию топлиза, в системе питания не испаряется. В этом случае го­
рючая смесь переобеднена, и двигатель не развивает
эолее высокой частоты вращения коленчатого вала и
даже может остановиться.
Д ля восстановления теплового режима системы пи­
тания двигателя требуется некоторое время. Тепловое
равновесие устанавливается тем быстрее, чем лучше
идет процесс испарения и смесеобразования, чем больше
в бензине низкокипящих углеводородов. Следовательно,
приемистость двигателя во многом зависит от темпера­
туры перегонки 50 % бензина. С понижением этой тем­
пературы приемистость улучшается и время разгона ав­
томобиля сокращается. Оптимальный разгон автомоби­
ля наблюдается при такой испаряемости бензина, при
которой создается горючая смесь из воздуха и паров топ­
лива в соотношении 12: 1.
Если испаряемость бензина хуж е, а значит, выше
температура перегонки 50 % топлива, то образуется
бедная смесь и время разгона автомобиля увеличива­
ется.
Температура перегонки 50 % летнего бензина долж­
на быть не более 115°С, зимнего — не более 100°С. При
таких температурах обеспечиваются быстрый прогрев и
хорошая приемистость двигателя во время эксплуата­
ции автомобиля.
Температуры
перегонки
90% и к о н ц а
к и п е н и я бензина характеризует полноту его испаре31
ния. Если в бензине содерж ится много высококипящ их
углеводородов, то условия работы д ви гател я аналогичны
условиям п уска холодного д ви гател я на бензине с низ­
кой температурой нач ала перегонки. Высококипящ ие
углеводороды не испаряю тся во впускном трубопроводе
д ви гател я и попадаю т в цилиндры в виде ж идкости.
Н екоторая часть ее и спаряется и сгорает, а о ставш аяся
часть стек ает по стен кам цилиндра и см ы вает с них
смазочное масло. П опадая в кар тер д ви гател я, тяж ел ы е
фракции бензина р азж и ж аю т м асло и сниж аю т его
вязко сть. В тех м естах, где смыто смазочное масло, на- 1
блю даю тся трение без смазочного м атер и ал а и повы­
шенный износ деталей.
При использовании бензинов с высокой тем пературой '
конца кипения повыш аю тся износ д ви гател я, количест-1
во отложений на д е т ал я х д ви гател я и увели чи вается
расход топлива.
Т ем пература перегонки 90 % топлива д л я летнего
автомобильного бензина до л ж н а бы ть не выш е 180 °С,
зимнего — не выш е 160 °С. Конец кипения летнего бен- I
зина долж ен быть не выш е 195 °С, зимнего — не выш е
185°С.
I
Проведение испытаний. Н а рисунке 7 показан ап­
парат д л я разгонки неф тепродуктов. Сущ ность м етода
определения фракционного со става закл ю ч ается в пе­
регонке 100 см 3 испытуемого бензина на этом а п п а р а т е . I
при условиях, предусмотренных стан дартом .
Пробу бензина осторожно при минимальном пере- I
мешивании наливаю т в колбу. Колбу предварительно I
о хл аж даю т до 13...18°С. Д л я этого ее закр ы ваю т проб­
кой и устан авл и ваю т в баню со льдом , где вы д ер ж и ­
ваю т при тем п ер атуре не выш е 15°С.
Баню 5 заполняю т т а к , чтобы тр уб ка 3 холодильника
бы ла покрыта жидкостью . Т ем п ер атуру пробы бензина
доводят до 13...18°С. М ерным цилиндром 7 отмеряю т
100 см3 испытуемого бензина и сливаю т его в колбу /, \
сл едя за тем , чтобы бензин не попал в пароотводную
тр уб ку колбы. В горловину колбы вставляю т пробку с I
термометром. Ось терм ом етра до л ж н а со вп адать с гор- I
ловиной колбы, нижний конец кап и л л яр а — с самой вы ­
сокой точкой нижней внутренней стенки пароотводной j
трубки . Колбу с пробой бензина помещ ают на п одстав­
ку, т р уб ку 3 холодильника соединяю т при помощи проб­
ки С: пароотводной трубкой колбы. П ароотводная тр уб ка |
I
Рис. 7. Аппарат для разгонки нефтепродуктов:
I — колба; 2 — термометр; 3 — трубка холодильника; 4 и в — патрубки для
_ ввода и вывода воды; 5 — баня холодильника; 7 — мерный цилиндр; 8 — асбеI гговая прокладка; 9 — кожух.
| колбы должна входить в трубку холодильника на 25...
50 мм и не касаться ее стенок.
Колбу располагают строго вертикально на асбесто­
вой прокладке 8 нижней половины кож уха 9. Затем за1 крывают колбу верхней частью кож уха. Мерный ци1 линдр 7, не высушивая, устанавливают под нижний
(к о н ец трубки холодильника. Трубка должна входить в
цилиндр не менее чем на 25 мм, но не ниже отметки
100 см3. При перегонке бензина мерный цилиндр помеИщают в стеклянный сосуд с водой (баню). На цилиндр
■ устанавливают подковообразный груз для того, чтобы
■ он не всплывал. Уровень воды в бане для цилиндра
■ поддерживают до отметки 100 см3. Отверстие мерного
цилиндра закрываю т фильтровальной бумагой или в а ­
той. В бане холодильника поддерживают температуру
0...1°С.
Колбу нагревают до кипения газовой горелкой или
регулируемым электрическим нагревателем. Пары ки­
1
(
пящего бензина поступают в холодильник и там кон- I
деисируются. Колбу необходимо подогреть, чтобы время
от начала обогрева, до падения первой капли дистилля­
та в цилиндр было 5... 10 мин. Температура падения пер­
вой капли считается температурой начала кипения бензина. Отмечают эту температуру и устанавливают ци-1
лиидр 7 так, чтобы конденсат стекал по стенке. Далее 1
интенсивность нагревания поддерживают такой, чтобы 1
скорость перегонки до получения 95 см3 отгона б ы ла!
4...5 см3/мин, что примерно соответствует 20...25 каплям
бензина в 10 с. При этом отмечают температуры через i
каждые 10 см3 собранного в цилиндр бензина. Время от|
образования 95 см3 отгона до конца кипения должно ■
составлять 3...5 мин.
Конец кипения бензина отмечают в тот момент, ко гда!
ртутный столбик термометра остановится на некоторой^
отметке, а затем начнет опускаться. Последний объем
бензина в цилиндре фиксируют по истечении 5 мин пос-1
ле прекращения нагревания, когда весь бензин стек из!
холодильника. Остаток из колбы сливают в цилиндр!
вместимостью 10 мл, после охлаждения до^20°С запи-"
сывают его объем. Разность между 100 мл и суммой
объемов дистиллята и остатка дает потери при пере­
гонке.
Обработка результатов. Если при проведении испы­
таний барометрическое давление выше или ниже
101,3* 103 Па (760 мм рт.ст.), то вводят поправку на барометрическое давление к каждому показанию термо­
метра. Поправку С (°С) находят по формуле
С = 0,00009(101,3-Ю3 — ^) (273 + g
(5)
или
С = 0,00012 (760 — pj) (273 + Q,
(6)
где р и р\ — барометрическое давление во время испытания, Па в
мм рт. ст.; /о— показания термометра, °С
Скорректированную таким образом температуру округ­
ляют до 0,5 °С.
Можно пользоваться поправками на барометричес-;
кое давление, приведенными в таблице 2.
Поправку С прибавляют к показаниям термометра
при давлении ниже 101,3-103 Па (760 мм рт. ст.) и вычи­
тают при более высоком давлении.
Результаты перегонки бензина представляют в виде
графика, называемого кривой разгонки.
Поправки на барометрическое давлени е
Поправки» °С* на
разность в давлении
I.'ймпературный
интервал, °С
для каж­ для каж­
дого 1 кПа дых 10 мм
рт. ст.
30
50
70
90
110
0,26
0,29
0 ,3 0
0,32
0,34
0,35
0,38
0,40
0,42
0,45
ТемпературпыГг
интервал, °С
110.
130.
150.
170.
199.
. . 130
. , 150
. . 170
. . 190
I . 210
Поправки, °С, иа .
разность в давленн i
для каж­ для каж­
дого 1 кПа дых 10 мм
рт. ст.
0,35
0,38
0,39
0,41
0,43
0,47
0,50
0,52
0,54
0,57
Определение фракционного состава на автомате
■ ЛАФС. К. недостаткам определения фракционного состаза на аппарате для разгонки нефтепродуктов относятся
трудности регулировки и регистрации температуры, а
гакже наблюдения за объемом топлива. Эти недостатки
устраняются при определении фракционного состава на
установке ЛАФС. Автомат ЛАФС (рис. 8) состоит из апларатуры для проведения перегонки, блоков нагрева,
■
ю
is
I ?ис. 8. Лабораторный
1ч
13 а т о
автомат фракционного состава ЛАФС:
В f — кожух; ? — колба; 3 — термопара; 4 — холодильник; 5 — приемный ци1 шндр; 6 — носик холодильника; 7 — барабан: 8 — диаграммная лента; 9 —
'у зеро регистратора; 1 0 — ручка таймера; I t — тумблер: 1 2 — выключатель звон*
■ la; 13 — кнопка «Нагрев»; И ■ 16 — ручки; 1 6 — индикатор.
35
управления и регистрации, объединенных в общую кон- ;]
струкцию. Автомат записывает кривую разгонки на диа- 11
граммной ленте с координатами температура — объем
дистиллята.
В аппаратуру для проведения разгонки, кроме стан -1
дартных элементов, входит хромель-копелевая термопа-1
ра 3 специальной конструкции. Блок нагрева состоит из |
двух отсеков: в верхнем находится нагревательный 13
элемент, в нижнем—понижающий трансформатор. В на-1
гревательном отсеке устанавливают колбу 2 с нефтепро­
дуктом для разгонки. На лицевой панели силового бло- ||
ка расположены тумблер включения электропитания, j I
включатель звонка, кнопка «Н агрев». При испытании 1
регулируют напряжение предварительного нагрева в со- 1]
ответствии с требованиями ГОСТа на допустимое вре- ]
мя от начала нагревания до падения первой капли. Тай-11
мер для установки времени анализа снабжен тремя ]|
ручками: установки минимального времени п редва-11
рительного нагрева, установки минимального допусти- ' I
мого времени анализа и возврата в нулевое 'положение. II
Если первая капля дистиллята упадет раньше установ- f
ленного ручкой минимального времени предваритель-1
ного нагрева, то прибор с цикла «Нагрев» на цикл «Раз- \
гонка» не переключится. При превышении допустимого 1
времени анализа выключится нагревательный элемент.
Лимбами «Скорость» и «Чувствительность» для эл ек -.
тронного регулятора задают программу на поддержание
определенной скорости разгонки. Сигнальные лампы
«Меньше» и «Больше» сигнализируют об изменении
мощности нагревателя, необходимой для поддержания
заданного режима разгонки. По показаниям индикато- !
ра скорости (микроамперметра) можно судить о каче- |
стве регулирования, потому что положение его стрелки I
пропорционально скорости разгонки.
Блок регистратора состоит из электронного усилите- I
ля, потенциометра стабилизированного источника пита- I
ния, балансирного двигателя потенциометра, механиз- j I
мов привода барабана и каретки фотоэлектронного^!
датчика слежения за объемом, узлов фотоэлектронных II
датчиков счета капель и слежения за объемом. '
При фракционной перегонке бензина соблюдают I
следующий порядок работы. Ванну холодильника за- I
полняют водой. В колбу 2 осторожно переливают 100 мл I
испытуемого бензина так, чтобы жидкость не попала в
36
отводную тр уб ку. Затем колбу с бензином устан авл и ­
вают на н агр еватель с асбестовой прокладкой. Корко­
вой пробкой на отводной тр убке колбы уплотняют от­
водную тр уб ку во входном отверстии холодильника.
Затем надеваю т ко ж ух 1. Свободные концы термопары
3 присоединяют к клем м ам потенциометра, соблю дая
полярность: темный провод (хромель) — к зн аку « + » ,
светлый провод (к о п е л ь )— к зн аку « —». Корковую
пробку на термопаре устан авливаю т так , чтобы спай
термопары, находящ ийся в стеклянном ш арике, нахо­
дился на 3...5 мм ниже оси отводной трубки колбы.
Приемный цилиндр 5 подставляю т под носик 6 хо­
лодильника. На барабан е 7 регистрирующего механиз­
ма устан авли ваю т диаграм м ную ленту 8. После у с т а ­
новки цилиндра проверяют расположение пера 9 реги­
стратора. На кар тогр ам м у перо должно опускаться в
отметке объема «О».
Р уч ку 14 устан авливаю т правее ручки 15. Включают
прибор в сеть. Включают тум блер 11, после чего д о л ж ­
на загореться лампочка «В к л ». Выклю чатель 12 звонка
став ят в положение «В к л .». Р учка 10 тайм ера перед
началом анализа долж на находиться в положении «О».
Н аж им аю т кнопку 13, при этом долж на загореться л а м ­
почка «Н агр ев». При падении первой капли гаснет л а м ­
почка «Н агр ев» и заж и гается лампочка «Р аз го н к а»; перо
приж им ается к ленте.
В процессе разгонки загораю тся попеременно л а м ­
почки «М еньш е» и «Б ольш е», сигнализирующ ие об из­
менении мощности н агр евателя. С трелка индикатора 16
скорости разгона долж на колебаться в пределах 40...
60 мА. При достижении заданного объема вклю чается
звонок и прекращ ается нарастание мощности н агр ева­
теля (тем пературы н агр еван и я). После достижения кон­
ца кипения тем п ер атура сп адает, нагреватель вы клю ча­
ется, перо отходит от б ар абан а и кар етка следящ ей
системы о пускается. Р учка 14 возвращ ается в первона­
чальное положение. Анализ закончен. Необходимо про­
мыть колбу и слить бензин из цилиндра. Затем снимают
кар то гр ам м у и проводят ее обработку.
В ж ур н ал испытаний записываю т м ар ку и вид испы­
туем ого бензина, требования ГОСТа к этом у бензину:
давление насыщ енных паров, тем пературы н ачала и
конца кипения, вы кипания 10 %, 50 и 90 % топлива, ос­
тато к и потери бензина при разгонке.
37
Далее строят график фракционного состава по предельно допустимым значениям в пяти характерных точках в соответствии с ГОСТом на бензин.
На основании картограммы в журнале составляют
таблицу, где отмечают температуру через каждые 10 мл
собранного в цилиндр дистиллята. Там же записывают
количество залитого в колбу бензина, температуру на­
чала и конца кипения бензина, остаток и потери топли­
ва при разгонке.
Затем по полученным данным строят кривую разгонки.
После этого делают заключение о фракционном составе бензина, сравнивают результаты испытания с дан­
ными ГОСТа, определяют качество бензина, дают ха­
рактеристику его пусковых свойств, устойчивости
работы нагарообразующей способности и приемистости
двигателя при использовании этого бензина. В заключе­
ние также указывают, будет ли при работе двигателя на
испытуемом бензине наблюдаться повышенный износ
деталей двигателя и не сократится ли мелфемонтный
пробег автомобиля.
|
|
1
j
1
1
Работа № 4. О П РЕД ЕЛ ЕН И Е Д Л И ТЕЛ ЬН О СТИ
ИН Д УКЦ ИО Н НО ГО П ЕРИ О Д А БЕНЗИН А
Общие сведения. Автомобильные бензины
должны обладать высокой химической стабильностью.
Х и м и ч е с к а я с т а б и л ь н о с т ь — это способность
бензина противостоять химическим изменениям при хранении, транспортировании и применении. Химическая
стабильность бензина зависит от его углеводородного
состава, содержания неуглеводородных примесей и эффективности добавленных антиокислительных присадок.
На пути следования от завода-изготовителя до бака
автомобиля происходит автоокисление бензина, то есть
окисление его нестабильных соединений кислородом окружающего воздуха с образованием продуктов сложного состава. Чем дольше хранится бензин, длиннее путь
транспортирования и больше перевалочных пунктов, тем
больше возможность образования продуктов окисления — смолистых веществ и различных кислых соединений (органических кислот, оксикислот и т.п .). Большая
часть образующихся продуктов окисления находится в
бензине в растворенном состоянии, но некоторая часть
38
|
1
:
1
j
|
I
выпадает в осадок. Окисление бензина ускоряется раз­
личными отстоями и осадками, накапливающимися в
резервуарах, а такж е за счет каталитического воздейст­
вия металлов (например, меди).
А н т и о к и с л и т е л и (ингибиторы окисления) —
присадки, способствующие стабильности исходных
свойств бензина при хранении, транспортировании и ис­
пользовании в двигателях. Они предотвращают или з а ­
медляют окисление углеводородов молекулярным кис­
лородом. В автомобильные бензины как неэтилирован­
ные, так и этилированные добавляют антиокислители в
количестве от тысячных до десятых долей процента.
И н д у к ц и о н н ы й п е р и о д — это время, в течение
которого антиокислитель тормозит окисление углеводо­
родов, затем скорость окисления резко увеличивается.
Индукционный период характеризует склонность бензи­
нов к окислению и смолообразованию при длительном
хранении. Индукционный период автомобильных бензи­
нов колеблется в пределах 600... 1300 мин.
П о т е н ц и а л ь н ы е с м о л ы образуются в резуль­
тате ускоренного окисления на установке для опреде­
ления индукционного периода. Количество этих смол
служит косвенным показателем стабильности бензина
при длительном хранении.
Аппаратура. Установка для определения длительно­
сти индукционного периода в условиях ускоренного оки­
сления состоит из стальной бомбы, кислородного балло­
на с редуктором, кислородного манометра и водяной
бани.
На установке определяют время, в течение которого
испытуемый бензин в среде кислорода под давлением
0,7 МПа и при температуре 100 °С практически не окис­
ляется. Бомба для окисления бензина (рис. 9) выполне­
на из нержавеющей стали. Штуцер 6 предназначен для
наполнения бомбы кислородом из баллона. Д л я соеди­
нения этого штуцера с редуктором служит медная труб­
ка высокого давления с двум я гайками. К штуцеру 5 при
помощи свернутой в спираль стальной трубки диаметром
5 мм присоединяют кислородный манометр. Д ля за ­
крепления манометра на трубке имеется гайка со свин­
цовой прокладкой. Со штуцером трубка соединяется при
помощи конуса и гайки.
Ш кала кислородного манометра рассчитана на
1,6 МПа, деления через 0,02 МПа. На водяной бане с
39
Рис. 9. Бомба для окисления бензина:
i ^ . “° ?nyC: 2 - к Рышка; 3 - грибок; 4 - тройник; 5 и в - т т у .
вентиля.
тнль* в ~ игольчатый клапан вентиля; Я — вороток
электрическим обогревом выполнены гнезда для погру­
жения бомб. Для испытуемого бензина применяют стан­
дартные стеклянные стаканчики. При сборке и напол­
нении кислородом бомбу помещают на металлическую
подставку, привинченную к столу. Собранная бомба
должна выдерживать гидравлическое испытание на
2 МПа. Герметичность бомбы проверяют в баке с водой.
Проведение испытания. Перед испытанием внутрен­
нюю часть корпуса бомбы промывают бензолом и сушат
воздухом. Крышку и другие детали головки бомбы про­
тирают фильтровальной бумагой. В стаканчик наливают
100 мл отфильтрованного испытуемого бензина, устанав­
ливают его внутри бомбы и закрывают часовым стеклом.
Бомбу завинчивают крышкой и соединяют ее медной
трубкой с кислородным баллоном. Воротком 9 подни­
мают игольчатый клапан 8 и не менее 3 мин заполняют
бомбу кислородом до давления 0,2 МПа. Затем воротком
опускают игольчатый клапан и отвинчивают гайку, с
помощью которой бомба соединяется с медной трубкой.
Открывают вентиль и выпускают кислород, то есть про­
дувают бомбу. Далее вновь наполняют бомбу кислоро­
дом до давления 0,75 МПа и отъединяют медную трубку.
Бомбу опускают в бак с водой, имеющей темпера­
туру 15...20°С, и проверяют ее герметичность. Снижа­
ют давление внутри бомбы до 0,7 МПа, воду в бане до­
водят до кипения. Бомбу погружают в кипящую баню
до верхнего края крышки. Момент погружения бомбы
в баню считают за начало окисления бензина и отмеча­
ют время и начальное давление. Затем давление в бомбе
записывают через каждые 5 мин. В связи с нагревани­
ем кислорода и бензина в начальный период давление
возрастает, а затем, достигнув максимального значения,
некоторое время держится постоянным и после этого на­
чинает непрерывно снижаться. Испытание заканчивают,
когда давление снизится на 0,06 МПа от максимального
значения. За конец индукционного периода принимают
начало непрерывного падения давления.
По окончании окисления бомбу вынимают из кипя­
щей воды и погружают на 15...20 мин в бак с водой, име­
ющей температуру 15...20°С. Затем бомбу устанавлива­
ют на подставку и выпускают из нее кислород. Обтира­
ют крышку и головку бомбы сухим полотенцем, отвин­
чивают крышку, приподнимают ее и обезвоживают
выступающую часть грибка фильтровальной бумагой. За41
тем крышку с головкой снимают с корпуса бомбы, вы­
нимают щипцами часовое стекло и стаканчик с окислен­
ным бензином. Бензин, сконденсировавшийся в корпусе
бомбы, сливают в стакан. Мерным цилиндром замеряют
все количество оставшегося после оцыта бензина. Если
его меньше 95 мл, испытание повторяют.
Подсчет результатов. Длительность периода окисле­
ния бензина находят как разность между временем кон­
ца индукционного периода и временем начала окисления.
Однако испытуемый бензин в бомбе нагревается до
100°С через некоторое время. Поэтому длительности ин­
дукционного периода окисления не совпадают. Если это
обстоятельство не учитывать, то значение индукционно­
го периода окажется завышенным. В связи с этим при
определении длительности индукционного периода бен­
зина вводят поправку, учитывающую отставание темпе­
ратуры бензина от 100°С. Экспериментально установ­
ленная поправка для описанной конструкции бомбы со­
ставляет 55 мин.
Пример подсчета длительности индукционного пе­
риода бензина приведен в таблице 3.
3. Пример подсчета длительности индукционного периода
Показатель
Опыт 1
Начало окисления
Конец индукционного периода
Длительность периода окисления
Поправка на запаздывание нагрева^
ния бензина
Индукционный период
Индукционный период по результатам
двух определений
9ч
20 ч
660 мин
55 мин
605 мин
Опыт 2
9ч
19 ч 50 мин
650 мин
55 мин
595 мин
600 мин
Работа № 5. О П Р Е Д Е Л Е Н И Е К О Н Ц Е Н Т Р А Ц И И
Ф АКТИЧЕСКИХ СМ О Л
В АВТОМ ОБИЛЬНЫ Х БЕН ЗИ Н АХ
Общие сведения. При работе двигателя об­
разуются отложения на деталях системы питания, во
впускном трубопроводе и на стенках камеры сгорания.
Основным источником этих отложений служат смолистые
вещества, получающиеся при окислении непредельных
углеводородов бензина.
42
Отложения в системе питания образуются при низ­
ких температурах и представляют собой липкие мазеоб­
разные продукты коричневого цвета. Они откладываются
на стенках топливных баков, фильтров, насосов, закупо­
ривают топливопроводы, покрывают тонким слоем дета­
ли карбюратора — распылители, дроссельные заслонки,
жиклеры. При повышенном содержании смолистых ве­
ществ в используемом бензине возможны различные на­
рушения в системе питания двигателя. Отложения на
деталях карбюратора могут быть причиной нарушения
подачи бензина и процесса карбюрации, отложения на
фильтрующих элементах — прекращения подачи бензина.
Во время работы двигателя неиспарившиеся высококипящие фракции бензина вместе с находящимися в них
смолистыми продуктами в виде пленки движутся по
впускному трубопроводу к цилиндрам. Стенки трубо­
провода обычно подогреваются для лучшего испарения
бензина, поэтому углеводороды бензина интенсивно
окисляются и смолистые вещества оседают на горячих
стенках трубопровода. При дальнейшей полимеризации
они превращаются в твердые смолистые и углистые от­
ложения. Такие отложения уменьшают полезное сечение
впускного трубопровода и увеличивают сопротивление
потоку горючей смеси; поэтому ухудшается наполнение
цилиндров и снижается мощность двигателя. Из-за низ­
кой теплопроводности отложений снижается количество
теплоты, подводимой к горючей смеси, и ухудшается ее
испарение.
Смолистые вещества, выпавшие на впускных клапа­
нах, образуют твердые углистые отложения, которые
нарушают правильность посадки клапанов и вызывают
их зависание. Нагар в камерах сгорания существенно
ухудшает мощностные и экономические показатели дви­
гателей. Отложения занимают часть объема камеры
сгорания, поэтому степень сжатия двигателя увеличива­
ется и возникает детонация. Обладая низкой теплопро­
водностью, нагары способствуют ухудшению отвода
теплоты от горячих газов к охлаждающей жидкости си­
стемы охлаждения. Температура рабочей смеси повыша­
ется, что также приводит к развитию детонационного
сгорания.
Концентрация фактических смол, то есть тех, кото­
рые в момент исследования находятся в бензине, оцени­
вается в мг на 100 мл топлива. Для автомобильных бен43
зинов их содержание на месте потребления допускается
от 2 до 10 мг в 100 мл топлива. При концентрации смол
выше указанного предела резко снижается время до по­
явления неисправностей двигателя в результате усилен­
ного нагарообразовация (табл. 4).
4. Влияние концентрации фактических смол в бензине
на работоспособность автомобильных двигателей
Концентрация
фаюических
смол, мг на
100 мл топлива
До 10
1 1 . . . 15
16. . . 2 0
Возможный пробег
автомобиля до появ­
ления неисправнос­
тей в двигателе, кгх
Свыше 25 000
25000
16 000
Концентрация
фактических
смол ,мг на 100 мл
топлива
21.
25.
50.
Возможный пробег
автомобиля до появ­
ления неисправностей
в двигателе, км
25
50
8000
Не более 5000
120
»
»
2000
Определение фактических смол по Бударову заклю­
чается в выпаривании испытуемого топлива под струей
водяного пара. Метод служит для условной оценки склон­
ности топлива к смолообразованию при его .использова­
нии в двигателе.
Проведение испытаний. Прибор ПОС-77 (рис. 10)
предназначен для определения концентрации фактичес­
ких смол в моторном топливе.
В корпусе размещен термостат 14, представляющий
собой цилиндр из алюминиевого сплава. В нижнюю
часть термостата вмонтирован нагреватель 15 и датчик
температуры 13. В термостате выполнены четыре кар­
мана 10 для установки стаканов: двух с испытуемым
топливом и двух с дистиллированной водой. Карманы
термостата закрываются крышками 11. Для получения
водяного пара служат полости (пароперегреватели).
Внутри термостата находится система каналов для вхо­
да водяных паров в стаканы с топливом и выхода паров
топлива и водяного пара в холодильник.
На передней панели прибора размещена индикатор
3, выключатель сети питания 5, переключатели задатчи­
ка температуры 4, сигнальные часы 1 с ручкой пуска 2.
Холодильник 8 представляет собой металлический
сосуд, который соединяется с паропроводом термостата.
Холодильник снабжен трубкой 6 для слива конденсата,
отверстием с пробкой 16 для удаления осадочных про­
дуктов и ^рубкой 7 воздушного холодильника.
44
; — сигнальные часы; 2 — ручка пуска сигнальных часов; 3 — индикатор; 4 —•
переключатель датчика температур; 5 — выключатель сети питания; 6 — труб­
ка; 7 — трубка холодильника; 8 — холодильник; 9 — стакан для топлива; /0 —
карман; //— крышка кармана; 1 2 — электронный терморегулятор; 13 — дат­
чик температуры; 14 —• термостат; 15 — нагреватель; 16 — пробка.
Водяной пар, образующийся в карманах термостата,
где помещаются стаканы с водой, поступает по каналам
пароперегревателя, а затем через ниппели по каналам —
в стаканы с топливом. Оттуда вместе с парами топлч*
I ва он выходит в паропровод и далее в холодильник.
Постоянная температура в термостате поддержива­
ется автоматическим устройством, основная часть кото­
рого— электронный терморегулятор 12.
Перед испытанием стаканы, предназначенные для оп­
ределения фактических смол, а также нижние концы тру»
45
бок, расположенные на крышках, промывают раствори- |
телем — толуолом, ацетоном или спиртотолуольной
смесью ( 1: 4) .
Прибор включают в сеть напряжением 220 В выклю­
чателем 5. В зависимости от вида испытуемого топлива
с помощью кнопочного переключателя 4 задатчика тем­
пературы устанавливают следующий температурный
режим: для бензина 160°С, для керосина 180, для ди­
зельного топлива 225 °С.
Предназначенное для испытания топливо фильтруют
через бумажный фильтр. Если в топливе присутствует
вода, то его взбалтывают со свежепрокаленным серно­
кислым натрием в течение 10... 15 мин и фильтруют че­
рез бумажный фильтр.
Промытые стаканы устанавливают в карманы при­
бора, нагретого до температуры испытания, закрывают
крышками и выдерживают 20 мин. Затем снимают крыш­
ки, через 2 мин вынимают щипцами из карманов стака­
ны, охлаждают их 40 мин в эксикаторе и взвешивают
(с погрешностью не более 0,0002 г).
Отмеривают измерительным цилиндром и наливают
в стаканы для воды дистиллированную воду в следую­
щих количествах: 25 см3 при испытании бензина, 35 —
керосина, 60 см3— дизельного топлива. Затем также из­
мерительным цилиндром или пипеткой отмеряют в два
стакана для топлива по 25 см3 бензина, 20 см3 керосина
или по 10 см3 дизельного топлива. Стаканы с топливом
ставят в карманы, нагретые до заданной температуры, в
этот момент лампочка индикатора гаснет. Карманы со
стаканами, наполненными топливом, осторожно и плотно
закрывают крышкой так, чтобы ниппели вошли в кана­
лы в крышке, а пришлифованные плоскости крышек и
карманов герметически соприкасались одна с другой.
Немедленно после этого ставят в карманы стаканы с во­
дой и тоже плотно закрывают крышками 11. Пускают
сигнальные часы 1 поворотом ручки 2 пуска вправо на
время испытаний (60 мин). Как только прозвенит зво­
нок, открывают крышки карманов. Через 2 мин щипца­
ми вынимают стаканы, ставят их на подставку, затем
помещают в эксикатор, охлаждают 40 мин и взвешива­
ют на аналитических весах с погрешностью не более
0,0002 г.
Обработка результатов. Концентрацию фактических
смол X (мг на 100 см3 топлива) в каждом стакане вы­
46
числяют по формуле
Х =
— % ) Ю°
|||
где гп\ и Шг — массы чистого сухого стакана и стакана со смолами,
мг; V — объем топлива, налитого в стакан д ля испытаний, см3.
Расхождения между результатами двух определений
не должны превышать 2 мг при концентрации фактиче­
ских смол до 15 мг на 100 см3 и 3 мг при концентрации
смол от 15 до 40 мг на 100 см3. Концентрация до 2 мг
на 100 см3 в расчет не принимается. За результат ис­
пытаний принимают среднее арифметическое двух опре­
делений.
Работа № 6. О ПРЕД ЕЛ ЕНИ Е К О Р Р О ЗИ О Н Н Ы Х
СВО Й СТВ БЕ Н ЗИ Н А
Общие сведения. При применении бензины
соприкасаются с различными металлами и сплавами и
вызывают их коррозионное разрушение. Коррозии под­
вергаются резервуары, трубопроводы, топливные баки,
детали карбюратора и т. п. Коррозионные свойства бен­
зинов обусловлены содержащимися в них органическими
кислотами, водорастворимыми кислотами и щелочами,
сернистыми соединениями.
Органические кислоты в небольшом количестве со­
держатся в автомобильных бензинах. Они создаются в
процессе окисления кислородом воздуха нестабильных
углеводородов бензина при транспортировке и хранении.
Наибольшей коррозионной активностью обладают наф­
теновые кислоты, которые особенно сильно разрушают
цветные металлы — свинец и цинк. Органические кисло­
ты, взаимодействуя с металлами, образуют в бензине
мыла, которые выпадают в виде хлопьев и засоряют си­
стему питания двигателя.
С е р н и с т ы е с о е д и н е н и я бензинов могут быть
условно разделены на активные и неактивные. К актив­
ным относятся элементарная сера, сероводород и мер-*
каптаны, к неактивным — сульфиды, дисульфиды и т. д.
Активные сернистые соединения корродируют металл
даже при низких температурах; их присутствие в бензи­
нах недопустимо. Неактивные сернистые соединения не
корродируют металл, но при сгорании образуют корро­
зионно-агрессивные оксиды серы S 0 2 и SO3. При пуске
непрогретого двигателя и относительно низкой темпера­
туре продуктов сгорания возможна конденсация водяных
47
Г
w
'
1
I
горячий спирт нейтрализуют при непрерывном помеши­
вании 0,05 н спиртовым раствором гидроксида калия
I до первого перехода желтой окраски в зеленую. Д ал ее в
I колбу с горячим спиртом приливают испытуемый бенI зин и кипятят содержимое колбы с обратным холодильI ником в течение 5 мин при периодическом перемешиваI нии (2:..3 р а з а ).
Горячую смесь титруют 0,05 н спиртовым раствором
1 гидроксида калия при непрерывном интенсивном переI мешивании до перехода желтой (желтой с оттенками)
В окраски смеси в зеленую (зеленую с оттенками). ОкрасI ка должна быть устойчивой в течение 30 с. Если горячая
I смесь будет сразу зеленой или зеленой с оттенками ок■ раски, то ее не титруют, т ак к а к в этом случае органиI ческие кислоты в испытуемом бензине отсутствуют.
Кислотность К испытуемого бензина (м г КОН на
I 100 мл) находят по формуле
I
д- = 1^7400
I
50
щ
'
I где Vi — объем 0,05 н раствора гидроксида калия, затраченного па
I титрование, мл; Т — титр 0,05 и раствора гидроксида калия, мг/мл;
■ 50 — объем испытуемого бензина, мл.
За результат испытания берут среднее арифметиче■ ское двух параллельных определений.
И с п ы т а н и я н а м е д н о й п л а с т и н к е . Испы1 тание воздействия бензина на медную пластинку при по2 вышенной температуре служ ит качественной пробой на
а присутствие активных сернистых соединений. Д а ж е при
I незначительной концентрации элементарной серы в бенI зине медная пластинка, помещенная в него на 3 ч при
I 100 °С, покрывается бледно-серыми пятнами, а при больI шом содержании серы за то ж е время при нагреве до
I 5 0 °С — черным налетом. В присутствии сероводорода
I медная пластинка приобретает серый цвет с красными
I разводами. Менее чувствительна медная пластинка к
I воздействию меркаптанов.
Д л я испытания применяют пластинки из электролитI ной меди размером 4 0 x 1 0 x 2 мм. Пластинки тщательно
I шлифуют, промывают спиртом и эфиром и высушивают
I на фильтрованной бумаге. Испытуемый бензин наливаI ют в пробирку высотой 150 мм и диаметром 15...20 мм
I примерно до половины ее высоты и опускают в него
I щипцами медную пластинку. Пробирку закрываю т кор4—793
49
новой пробкой и погружают в водяную баню. Темпера-1<
тура воды в бане должна быть 50 °С, а уровень воды —
выше уровня бензина в пробирках. Пробирки выдержи- 1
вают в бане в течение 3 ч, затем медные пластинки вы­
нимают и промывают в фарфоровой чашке ацетоном или
спиртобензольной смесью. Для каждого образца бен­
зина проводят два параллельных испытания.
Если медная пластинка покрыта черным, темно-коричневым, серовато-стальным налетом или пятнами, то <1
считается, что бензин не выдержал испытания на мед­
ной пластинке.
Определение прис у тс тв ия в о д о р а с т в о ­
р и м ы х к и с л о т и щ е л о ч е й . Метод заключается 1
в извлечении водорастворимых кислот и щелочей из бен­
зина водой или водными растворами спирта и определе­
ния их присутствия с помощью индикаторов.
В делительную воронку наливают 50 мл испытуемо­
го бензина и 50 мл дистиллированной воды, нагретой до
50...60°С. В течение 5 мин перемешивают содержимое во­
ронки. Минеральные кислоты и щелочи, присутствую- '
щие в бензине, растворяются в воде. Затем дают от- ;
стояться нижнему водному слою, и в две пробирки на- ■
ливают по 1...2 мл отстоявшейся вытяжки.
В одну из пробирок с вытяжкой добавляют две капли
раствора метилового оранжевого и сравнивают ее цвет
с цветом такого же объема дистиллированной воды, в
которую добавляют две капли того же индикатора. Если
вытяжка окрашивается в розовый цвет, то в испытуемом
бензине присутствуют водорастворимые кислоты.
Во вторую пробирку с вытяжкой добавляют три кап­
ли раствора фенолфталеина. При наличии водораство­
римых щелочей вытяжка окрашивается в розовый или
красный цвет.
Если вытяжки от метилового оранжевого или фенол­
фталеина не окрашиваются в розовый или красный цвет, ;
то бензин не содержит водорастворимых кислот и ще- 1
лочей.
Работа № 7. О П Р Е Д Е Л Е Н И Е О К Т А Н О В О Г О
ЧИ СЛ А АВТО М О БИ ЛЬН О ГО БЕНЗИН А
Общие сведения. Скорость распростране­
ния пламени при нормальном сгорании топлива состав­
ляет примерно 25...35 м/с. Иногда при определенных
50
■условиях сгорание может перейти во взрывное, детона! ционное, при котором пламя распространяется со скороI стью 1500...2500 м/с. При этом образуются детонацион­
ные волны, которые многократно отражаются со стенок
г цилиндра.
При детонации появляются резкие звонкие метал­
лические стуки в двигателе, тряска двигателя, периоди­
чески наблюдаются черный дым или искры в выпускных
Ггазах. В результате перегрева повышенно изнашиваются
I детали, появляются трещины, выгорают поршни и кла[ паны.
Д е т о н а ц и - о н н о е с г о р а н и е бензина связано с
►образованием и распадом первичных продуктов окислеI ния углеводородов — перекисных' соединений, которые
I представляют собой очень непрочные, легко разлагаюI щиеся вещества, обладающие большой избыточной энер­
гией. Чем выше температура, тем быстрее скорость оки­
сления углеводородов.
В карбюраторных двигателях при такте сжатия све­
в а я горючая смесь смешивается с остаточными газами.
I Поршень перемещается от нижней мертвой точки
I (н. м. т.) к верхней (в. м. т.) при закрытых впускном и
I выпускном клапанах, сжимая при этом рабочую смесь.
По мере уменьшения ее объема давление и температура
повышаются: в конце сжатия давление составляет
I 1... 1,7 МПа, температура — 3 3 0 ...3 4 0 ° С . При этих услоI виях скорость окисления углеводородов повышается,
I особенно она возрастает после воспламенения рабочей
[смеси. В процессе ее сгорания температура и давление
j в несгоревшей части рабочей смеси значительно увели[ чиваются, что способствует образованию большого ко[ личества перекисных соединений.
Особенно длительно высокие температура и давление
I действуют на последние порции несгоревшей рабочей
|:меси, поэтому в них образуется много перекисей и соз­
даю тся благоприятные условия для перехода нормаль[ного сгорания в детонационное. Однако если в состав
I бензина входят углеводороды, не образующие в этих
I условиях большого количества перекисей, то их концент­
р ац и я не достигает критических значений и сгорание за­
канчивается нормально.
Если двигатель работает на бензине, при окислении
[которого в последних порциях рабочей смеси образуется
|иного перекисей, то их концентрация достигает крити-
!
h*
К
si
ческого значения и происходит взрывной распад. Сгора­
ние рабочей смеси идет с большой скоростью и резким
повышением давления, возникает ударная волна, пере­
мещающаяся по камере со сверхзвуковой скоростью.
Ударная волна стимулирует воспламенение соседних
слоев рабочей смеси, скорость сгорания смеси становит­
ся равной скорости распространения ударной волны и
составляет 1500...2500 м/с.
На детонацию топлива в двигателе влияют следую­
щие факторы.
Чем выше степень сжатия, тем значительнее дето­
нация.
С уменьшением угл а оп ер еж ен и я заж игани я снижа­
ется детонация, так как время на развитие процесса де­
тонации меньше.
С увеличением частоты вращ ени я коленчатого вала
двигателя снижается детонация из-за уменьшения вре­
мени на процесс сгорания и образование нестойких про­
дуктов окисления.
Максимальная детонация наблюдается на смеси,
близкой по составу к стехнометрическон.^Коэффициент
избытка воздух а для этой смеси равен единице.
Камера должна быть компактной формы, исключаю­
щей образование мест перегрева.
При плохом техническом обслуживании в рубашке
двигателя образуется накипь. Ее низкая теплопровод­
ность обусловливает повышение температуры цилин­
дропоршневой группы и рабочей смеси, что приво­
дит к увеличению детонации. Повышение влаж ­
ности окружающего воздуха приводит к снижению
детонации.
Отложения на днище поршня увеличивают степень
сжатия двигателя и склонность топлива к детонации.
Образование нагара в зоне поршневых колец повышает
температуру поршня и детонацию.
Алюминиевые головки цилиндров лучше отводят теп­
лоту, чем чугунные, поэтому температура рабочей смеси
и детонация снижаются.
О к т а н о в о е ч и с л о служит показателем детона­
ционной стойкости бензинов.
Проведение испытаний. Октановые числа определяют
двумя методами: моторным и исследовательским. Оба ме­
тода заключаются в сравнении детонационной стойкости
испытуемого и эталонного топлива. Так определяют де­
52
тонационную стойкость автомобильных бензинов и их
компонентов с октановыми числами до 110 единиц.
Интенсивность детонации испытуемого бензина регу­
лируют изменением степени сжатия одноцилиндровой
установки.
Значение октанового числа обозначают условными
индексами: М — для моторного метода и И — для иссле­
довательского, например 76/М или 93/И.
Эталонным топливом служат изооктан, нормальный
гептан и изооктан с различным содержанием тетраэтил­
свинца. Детонационную стойкость изооктана принимают
равной 100 единиц, нормального гептана — 0. При добав­
лении в изооктан тетраэтилсвинца получают эталонные
смеси с октановыми числами до 110 единиц.
Октановое число, равное 100 и ниже, обозначает объ­
емную долю изооктана в смеси с нормальным гептаном,
которая по интенсивности детонации равноценна испы­
туемому топливу при сравнении их в условиях испы­
тания.
Октановое число выше 100 указывает на то, что в
изооктан нужно добавить определенное количество тет­
раэтилсвинца, чтобы полученная смесь по интенсивности
детонации была равноценна испытуемому топливу.
Мот орный ме т од о п р е д е л е н и я о к т а н о ­
в о г о ч и с л а . В этом случае применяют одноцилиндро­
вую установку типа УИТ-65 или аналогичную с перемен­
ной степенью сжатия. Интенсивность детонации замеря­
ют и регистрируют детонометром ДП-60 или ДП-77 с
магнитострикционным датчиком.
Контрольным топливом служат смеси толуола, изо­
октана и нормального гептана. Из изооктана и нормаль­
ного гептана готовят эталонные промежуточные смеси,
I из которых при добавлении эталонного изооктана полу-,
чают смеси с октановым числом от 40 до 100. Эталонные
и контрольные смеси составляют по объему и хранят в
герметичной таре в прохладном месте.
Перед испытанием, согласно инструкции, регулируют
и настраивают электронный детанометр на стандартную
интенсивность детонации, проверяют установку по контI рольному топливу.
При определении октановых чисел по моторному ме­
тоду соблюдают определенные условия (табл. 5).
Пускают двигатель, регулируют состав топливовоз­
душной смеси на максимальную интенсивность детона53
5 . Режим работы двигателя при определении октановых чисел
по моторному методу
Наименование показателя
Норма
Частота вращения коленчатого вала
двигателя, с-1 (об/мин)
Давление масла, Па (кгс/см2)
Температура, °С:
масла
охлаждающей жидкости
поступающего в карбюратор воздуха
Абсолютная влажность поступающего
в двигатель воздуха, г воды на 1 кг
сухого воздуха
15±0,15 (900)
1,9б±0,3105 (1,96± 0,3)
60±10
100=4=2
50±5
От 3 ,5 до 7
ции и степень сжатия для получения стандартной ин­
тенсивности детонации на испытуемом топливе, сравни*
вают испытуемое топливо с эталонными смесями.
Перед пуском двигателя проверяют наличие охлаж­
дающей жидкости в системе охлаждения, зазоры в кла­
панах, прерывателе и искровой свече зажигания. Подо­
гревают картерное масло до 50...60°С и включают дето­
нометр. Подают воду в змеевик конденсатора и выхлопной
ресивер. Заправляют бачок карбюратора топливом и
устанавливают степень сжатия, обеспечивающую от­
сутствие детонации. Включают электродвигатель, зажи­
гание, подогреватели воздуха и топливовоздушной смеси
и подачу топлива из бачка карбюратора. Пускают дви­
гатель, прогревают его в течение 20...25 мин и затем уста­
навливают стандартный режим испытания.
При установившемся рабочем режиме на испытуе­
мом бензине регулируют состав топливовоздушной сме­
си на максимальную интенсивность детонации. Уста­
навливают степень сжатия такой, чтобы интенсивность
детонации была ниже стандартной (примерно 40...45
делений по указателю детонации). Записывают уровень
топлива по мерному стеклу. Затем обогащают смесь,
повышая уровень топлива через интервалы в одно де­
ление, и для каждого положения уровня регистрируют
интенсивность детонации. Так продолжают до тех пор,
пока показания указателя детонации не упадут на тричетыре деления по сравнению с наибольшим значением.
Далее устанавливают уровень топлива по мерному
54
I
.
;
j
!
стеклу карбюратора в положение, которое соответству­
ет максимальному показанию указателя детонации. За­
тем снижают уровень топлива через интервал в одно
деление до тех пор, пока показания указателя детона­
ции не уменьшатся на три-четыре деления от макси­
мального значения. Уровень топлива устанавливают
на делении, при котором была наибольшая детонация,
или между делениями, при которых наблюдалась дето­
нация одинаковой степени. Найденное таким образом
положение уровня топлива соответствует регулировке
состава смеси на максимальную интенсивность детона­
ции.
При работе на испытуемом бензине после регули­
ровки состава топливовоздушной смеси на максималь­
ную интенсивность детонации изменением степени сжатия доводят показания указателя детонации до 55 де­
лений. Полученную степень сжатия не изменяют в тече­
ние всего последующего испытания.
Сравнение испытуемого бензина с эталонными сме­
сями состоит в подборе двух смесей, различающихся не
более чем на две октановые единицы, причем одна из
них должна детонировать сильнее, а другая слабее, чем
образец испытуемого бензина. Ориентировочно оценива­
ют детонационную стойкость испытуемого бензина По
показаниям индикатора степени сжатия.
Второй бачок карбюратора заполняют эталонной
смесью с октановым числом, близким к предполагаемо­
му октановому числу испытуемого бензина, и переводят
двигатель на работу на этой смеси. Далее регулируют
состав топливовоздушной смеси на максимальную ин­
тенсивность детонации и выясняют, детонирует ли эта
смесь сильнее или слабее, чем испытуемый бензин.
С учетом полученных результатов в третий бачок кар­
бюратора заливают эталонную смесь с большим или
меньшим октановым числом. Затем переключают кран
карбюратора на этот бачок, регулируют состав топли­
вовоздушной смеси на максимальную интенсивность
детонации и фиксируют показания указателя детона­
ции.
Если показания указателя детонации при работе на
испытуемом бензине находятся между показаниями
эталонных смесей, вычисляют приблизительное значе­
ние октанового числа испытуемого бензина по полученным показаниям указателя детонации.
55
Последовательно применяя три бачка карбюратора,
отрегулированные на максимальную степень детонации,
повторно регистрируют аналогичную серию показаний.
Число показаний 'указателя детонации должно быть
следующим: два на испытуемом бензине и два на каж ­
дом эталонном топливе, если разность оценок, найден­
ных из первой и второй серий показаний, не превышает
0,3 октановой единицы и среднее показание указателя
детонации испытуемого бензина составляет (55± 3) де­
ления; три на испытуемом бензине и три на каждом эта­
лонном топливе, если разность оценок соответственно
не превышает 0,5 октановой единицы, а оценка, получен­
ная из третьей серии показаний, находится между оцен­
ками первой и второй серий и среднее арифметическое
значение показаний испытуемого бензина находится в
пределах (55±3) деления.
О п р е д е л е н и е о к т а н о в ы х чисел иссле­
д о в а т е л ь с к и м м е т о д о м . При определении окта­
новых чисел по исследовательскому методу применяют
ту же одноцилиндровую установку, что и при моторном
методе. Однако режим исследовательского метода более
«мягкий» по сравнению с моторным методом (табл. 6),
в связи с этим октановое число одних и тех ж е бензинов
получается на четыре — девять единиц выше.
Определение октановых чисел по исследовательско­
му методу проводят в той же последовательности и по
аналогичной методике, что и при определении октановых
чисел по моторному методу.
6.
Режим работы двигателя при определении октановых чисел
по исследовательскому методу
Наименование показателя
Норма
Частота вращения коленчатого вала
двигателя, с-1 (об/мин)
Давление масла во время работы
двигателя, Па (кГс/см2)
Температура,°С:
масла в картере
охлаждающей жидкости
поступающего в карбюратор воздуха
Влажность поступающего в двига­
тель воздуха, г воды на 1 кг сухого
воздуха
10± 0,1 (600±6)
56
(1,9 6 ± 0 ,3 ) 105 (1,96 ± 0,3)
60 ± 10
100±2
52±1
3 ,5 .
.
.7
Обработка результатов. Определяют среднее ариф­
метическое значение показаний ук азател я детонация на
испытуемом бензине и двух эталонных смесях.
Октановое число А испытуемого бензина находят
методом интерполяции по формуле
где Л| и At — процентное (по объему) содержание изооктана в эта­
лонной смеси, детонирующей сильнее и слабее испытуемого бензина,
% по объему; а — среднее арифметическое отсчетов по указателю
детонации для испытуемого топлива; а, и и2 — среднее арифметичес­
кое результатов из отсчетов по указателю детонации для смесей Л,
я Аа,
Октановое число, определенное с погрешностью до
второго десятичного зн ака, округляю т до первого деся­
тичного знака.
Работа N9 8. И С С Л Е Д О В А Н И Е С О С Т А В А
П Р О Д УК Т О В С ГО Р А Н И Я
А В Т О М О Б И Л Ь Н О ГО К ЕИ ЗИ Н А
Общие сведения. По составу продуктов сго­
рания топлива можно судить о протекании процесса его
горения.
Г о р е н и е топлива — это физико-химический процесс
окисления, который сопровождается выделением теплоты
и повышением температуры топлива и продуктов сгора­
ния. Следовательно, для осуществления процесса горе­
ния требуется топливо и окислитель. В двигателях вну­
треннего сгорания окислителем служ ит атмосферный
воздух, содержащий 21 % кислорода по объему. Важную
роль в процессе горения играет количество подаваемого
воздуха. Если воздуха подается меньше, чем требуется
для полного сгорания, то образуются продукты неполно­
го сгорания, снижаются температура и скорость горения,
наблюдается дымление и уменьшается количество выде­
ляемой теплоты.
Чрезмерное увеличение количества подаваемого воз­
духа такж е отрицательно сказы вается на процессе горе­
ния, потому что оставшийся свободным кислород и значи­
тельное количество инертного азота нагреваются и уно­
сят с собой некоторую часть теплоты. Это приводит к
снижению скорости и температуры горения, перерасхо­
ду топлива. Процесс горения должен протекать так, что­
57
бы происходило полное сгорание топлива с минимальным
избытком во зд уха.
К п родуктам полного сгорания относятся углекислы й
газ СОг, водяной пар Н 20 , сернистый га з SO 2 ; к продуктам неполного сгорания — оксид угл ер о д а СО, водород Н2 и м етан СН 4.
Основные ф акторы, влияющ ие на скорость процесса
горения, — это соотношение топлива и окислителя, интенсивность удал ен и я продуктов сгорания, о п ти м альн ая
тем п ератур а процесса и поверхность реаги ровани я мол екул.
Способ см есеобразовани я о к а зы в ае т сущ ественное
влияние на процесс горения. Разли чаю т горение кинети­
ческое, ко гда см есеобразование предш ествует процессу
горения, и диффузионное, ко гда оба процесса происходят
одновременно. В первом случае горение не зави си т от см е­
сеобразования и о п ределяется лишь кинетикой химических реакций, во втором сл уч ае — в основном о п ределяет­
с я см есеобразованием.
В д ви гател ях внутреннего сгорания с внешним см есе­
образованием горение ж и дкого топлива кинетическое, с
внутренним см есеобразованием — диффузионное.
Теоретически необходимое количество во зд уха дл я
сгорания зави си т от элементного со става топлива. Р е а к ­
ция полного горения д л я углекислого г а з а
С + 0 2 = С 0 2,
или 12 к г С + 32 к г О, = 44 к г С 0 2, тогда 1 к г С +
+ 32/12 к г 0 2 = 44/12 к г С 0 2, или 1 к г С + 2,67 0 2 = I
= 3,67 к г С 02.
Д л я сернистого ангидрида
S + 0 2 = S 0 2,
или 32 к г S + 32 к г 0 2 = 64 кг S 0 2, тогда 1 к г S +
4 - 1 к г 0 2 = 2 к г S 0 2.
Д л я водян ы х паров
2Н2 + 0 2 = 2Н20 ,
тогда 4 к г Н2 + 32 к г 0 2 = 36 к г Н20 , или 1 кг Н2 +
4- 8 к г 0 2 — 9 к г Н20 .
С ледовательно, д л я сж и ган и я 1 кг угл ер о д а в СОг
необходимо 2,67 к г ки слорода; д л я сж и ган и я 1 кг серы
|
|
|
1
j
3
?
J
I
|
\
•
в S 0 2— 1 кг кислорода и дл я сж игания 1 кг водорода в
HjO — 8 кг кислорода.
Таким образом, теоретически необходимое количество
кислорода LT.к (кг) для сжигания 1 кг топлива
Ltb = (2,67C + 8H + S — О): 100,
(10)
где С, Н, S и О— содержание элементов в топливе, % по массе.
Кислород входит в формулу с отрицательным зна­
ком, потому что он входит в состав топлива и использу­
ется для горения, следовательно, на это количество его
надо меньше подать с воздухом.
Количество воздуха LT.B (к г ), теоретически необходи­
мое для сжигания 1 кг топлива:
LTB = (2,67С + 8Н + S — 0 ):2 3 ,2 .
(11)
Теоретически необходимое количество воздуха L'tb
(м 3) при его плотности р = 1,293 кг/м3
Ln = 2-,67C + 8H + S ~ ° = (2,67С + 8Н + S — 0 ):3 0 . (12)
23,2-1,293
_ '
7
| ’
Действительное количество воздуха в реальных ус­
ловиях сгорания топлива обычно несколько больше тео­
ретического.
Коэффициент изб ытк а
в о з д у х а а — это
отношение действительно израсходованного количества
воздуха к теоретически необходимому, то есть
отсюда
ш
НИ
£д.в = а ^ т .в -
о3)
(^ )
В карбюраторных дви гателях топлива сгорает при не­
большом избытке воздуха ( а — 1,05... 1,15). В отдельные
моменты работы двигателя прибегают к переобогащению
(е = 0 ,9 ...0 ,9 5 ). У высокооборотных дизелей коэффициент
избытка значительно выше ( а = 1,2...1,4) и еще выше у
низкооборотных ( а = 1,5... 1,7). Газовые двигатели рабо­
тают с коэффициентом избытка воздуха 1,03—1,08.
Проведение испытания. Д л я определения коэффициен­
та избытка воздуха исследуют состав продуктов сгора­
ния. Д елаю т это на химических газоанализаторах, кото­
рые позволяют раздельно определить в отработанных г а ­
зах содержание его компонентов: углекислого газа СОг,
кислорода 0 2 и оксида углерода СО. Схема простейшего
газоанализатора показана на рисунке 11.
59
Рис. 11. Газоанализатор:
/ т- запорные краны ; 2. У и 2 " — поглотительные со суды ; 3 — заборная бю- •
ретка д л я исследования га з а ; 4 — уравнительный со суд; 5 — д ви гател ь внут­
реннего сгорания; 6 — аспиратор.
В сосуде 2" находится раствор едкого кали КОН, ко- |
торый активно поглощ ает углекислы й газТ со суд 2' запол- I
нен щелочным раствором пирогаллола СбНз(ОН)з, п о гл о -1
щающим кислород; в сосуде 2 находится аммиачный ра- |
створ однохлористой меди д л я поглощения окси да ||
углерода. Принцип действи я газо ан ал и зато р а заклю ча- |
ется в избирательном поглощении растворам и компонен- \
тов анализируем ого га з а .
Д в и гател ь внутреннего сгорания 5 устан авл и ваю т на
заданны й реж им работы . В ыпускны е газы по трубопро- J
воду поступаю т в аспиратор 6 с насыщ енным раствором
поваренной соли. Н и ж н яя б уты ль аспи ратора заполни* 1
ется продуктами сгорания, а раствор вы тесн яется ими в
верхнюю. З атем из асп и ратора заби раю т г а з в бю ретку |
3, о п уская уравнительны й со суд 4. Уровни воды в со суде
и бю ретке до лж н ы бы ть устан овлен ы на одной вы соте, 1
соответствую щ ей н улево м у делению бю ретки. Т аки м об- |
разом отбираю т 100 мл исследуем ого г а з а д л я ан ал и за. |
П осле этого о ткр ы ваю т запорный кр ан 1, медленно |
поднимаю т уравн ительн ы й со суд 4 и пробу г а з а пере­
во д ят в поглотительный со суд с раствором едкого
кал и ; зат е м , о п у ск ая ур авн и тельн ы й со суд, г а з снова
пер еводят в бю ретку 3. Т а к дел аю т до тех пор, пока
весь угл еки слы й г а з не б у д е т поглощен щ елочью . О бъ-|
ем г а з а при этом в бю ретке больш е не ум ен ь ш а­
ется.
Аналогично определяют содержание кислорода в газе
по его поглощению пирогаллолом и содержание оксида
углерода по его поглощению аммиачным раствором одно­
хлористой меди. Таким образом, в продуктах сгорания на
газоанализаторе определяют содержание СО2, Q2 и СО
в процентах. Азот, содержащийся в продуктах сгорания,
не поглощается ни одним из указанных растворов. По­
этому оставшийся по окончании опыта в бюретке газ я в ­
ляется азотом, и его содержание (% ) находят аналити­
чески:
N2 = 100 — (С 02 + 0 2 + СО).
(15)
Если в продуктах сгорания обнаружен оксид углеро­
да СО, то коэффициент и зб ы тка воздуха подсчитывают
по формуле
a — \ j \ — 3 ,76 (0а ~ 0,5СС>) j.
(16)
При отсутствии в продуктах сгорания оксида углеро­
д а коэффициент избытка воздуха
а = 1
3 ,7 6 0 л
Na
(17)
В формулах (16) и (17) Ог, СО, N2 — содержание в продуктах
сгорания кислорода, оксида углерода и азота, %.
Теплоту сгорания Qrc горючей смеси подсчитывают по
I формуле
<?гс = < ? н / П + а / .т.в ] ,
( 18)
I где QB— низшая теплота сгорания топлива, кДж/кг; а — коэффиI циент избытка воздуха; LT.B— теоретически необходимое количество
I воздуха для сжигания 1 кг топлива, кг.
После обработки результатов опыта делают заключе­
ние о качестве сгорания топлива в двигателе.
Г л а в а III.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ
КАЧЕСТВА
ДИЗЕЛЬНОГО ТОПЛИВА
Работа № 9. ОПРЕДЕЛЕНИЕ
НИЗКОТЕМПЕРАТУРНЫХ СВОЙСТВ
ДИЗЕЛЬНОГО ТОПЛИВА
Общие сведения. Одна из в аж н ы х э к с п л у а­
тационных х ар актер и сти к дизельного топлива — его низ­
котемпературны е свойства, характери зую щ ие подвиж ­
ность топлива при отрицательной тем п ератур е. В ди зел ь­
ном топливе со дер ж атся растворенные параф иновые
углеводороды , которые при понижении тем п ератур ы кри­
сталлизую тся. Н изкотемпературные свойства оценива­
ются тем п ератур ам и помутнения и засты ван и я.
Т е м п е р а т у р а п о м у т н е н и я — это тем п ер атур а,
при которой м ен яется фазовый со став топлива, т а к к а к
н ар яду с ж идкой фазой п о является т в ер д ая . При этой
тем п ератур е топливо в услови ях испы тания начинает
мутнеть.
Т е м п е р а т у р а з а с т ы в а н и я — это тем п ер атур а,
при которой топливо полностью тер яет подвижность.
При помутнении дизельное топливо не тер яет текуч е­
сти. Р азм ер ы кри сталлов тако вы , что они проходят через
элементы фильтров тонкой очистки, о б р азуя на них тон­
кую парафиновую пленку.
Н аруш ение подачи топлива и з-за его помутнения во з­
можно при пуске и прогреве ди зел я. Д л я обеспечения
нормальной эксп луатац и и д ви гател я необходимо, чтобы
тем п ератур а помутнения дизельного топлива бы ла ниже
тем п ературы окруж аю щ его во зд уха.
Т ем п ер атур а засты ван и я ниж е тем п ератур ы помутне­
ния на 5... 10 °С. При понижении тем п ератур ы растущ ие
кристаллы парафиновых углеводородов образую т про­
странственную реш етку, внутри яч еек которой н ахо дятся
ж и дки е углеводороды топлива. При тем п ератур е за с т ы ­
вания топлива кр и сталл и ческая стр уктур а настолько уп ­
рочняется, что топливо тер яет текуч есть и приобретает
студнеобразный вид.
62
Д ля обеспечения нормальной работы дизельного дви­
гателя необходимо, чтобы температура застывания топ­
лива была на 8... 12° ниже температуры окружающего
воздуха.
Проведение испытаний. Температуры застывания и
вомутнения определяют с помощью специальных при­
боров.
Определение температуры застывания.
Прибор для определения температуры застывания пока­
зан на рисунке 12. Испытуемое топливо заливают в
пробирку 2 и помещают в стеклянную пробирку-муфту 1.
Сверху пробирку-муфту закрываю т пробкой 3. Прибор
помещают в сосуд с охлаждающей смесью. При проведе­
нии опыта дизельное топливо перемешивают мешалкой 5,
температуру измеряют термометром 4.
Применяют следующие охлаждающие смеси.
Для получения температур от 0 до —20 °С в сосуд з а ­
сыпают попеременно слой поваренной соли и слой снега
или измельченного до 3 см льда. На одну часть соли берут
две части снега или льда.
Для получения температур ниже —20 °С в сосуд со
слоем изоляции или термос наливают этиловый спирт на
2/з его высоты. Затем вносят в спирт мелкими порциями
деревянной или фарфоровой ложкой твердый диоксид у г ­
лерода, наблюдая за тем, чтобы спирт не разбрызгивал­
ся. При необходимости после газовыделения доливают в
сосуд спирт.
Перед определением испытуемое дизельное топливо
обезвоживают, для чего взбалтываю т его в течение 10...
15 мин со свежепрокаленным и измельченным сульфатом
натрия или с зернистым хлористым кал ь­
*
цием. Затем топливо отстаивают и филь­
труют. Обезвоженное дизельное топливо
наливают в пробирку, закрываю т проб­
кой, в которую вставлен термометр. Ш а­
рик термометра должен находиться не­ « = Г
сколько выше дна пробирки. Пробирку
вставляю т в пробирку-муфту, в которую
Рис. 12. Прибор для определения температуры
застывания дизельного топлива:
J — пробирка-муфта; 2 — пробирка; 3 — пробка; 4 — тер­
мометр; 5 — меш алка.
LViУ
63
предварительно заливаю т 1 мл серной кислоты д л я по­
глощения влаги из во здуха и предупреж дения появле­
ния на стенках пробирки-муфты кап елек воды при ох­
лаж дении.
Собранный прибор опускаю т в охлаж даю щ ую смесь и
устан авли ваю т в строго вертикальном положении. З атем ,
начиная с тем пературы , которая на 9 °С выше предпола­
гаемой температуры засты ван и я дизельного топлива, че­
рез к аж д ы е 3 °С вынимают пробирку из пробирки-муфты
и наблю даю т за подвижностью дизельного топлива при
наклоне. И звлекать пробирку из муфты и устан авл и вать
ее обратно надо не более чем за 3 с. К огда при наклоне
пробирки дизельное топливо остается неподвижным, про­
бирку устан авливаю т в горизонтальное положение и н а­
блюдают за поверхностью топлива. Если в течение 5 с
будет обнаруж ено смещение поверхности топлива, снова
устан авли ваю т пробирку в пробирку-муф ту и проверяют
текучесть топлива после о хлаж ден и я еще на 3°С .
За тем п ературу засты ван и я испытуемого дизельного
топлива принимают тем п ературу, при которой топливо в
горизонтально расположенной пробирке остается непо­
движ ны м в течение 5 с.
Определение температуры пом утн ения.
Это испытание проводят в стеклянной пробирке с двой ­
ными стенками, внутренний ди ам етр которой 25...33 мм,
наруж ны й — 35...43 мм. На внутренней стенке на высоте
40 мм от дна сделан а м етка 2 (рис. 13, а). Если боковые
отростки пробирки не зап аян ы , то в ее наруж ную часть
д л я предупреж дения появления росы на стен ках н ал и ва­
ют 0,5... 1 см 3 серной кислоты. П робирку закр ы ваю т кор­
ковой пробкой, в которой укреплен термометр 3 и через
которую проходит м еш алка 1. М еш алки м огут быть руч­
ными или механическими, из стекл а или м етал л а. Про­
бирка с испытуемым дизельным топливом о х л аж д ает ся
в цилиндрическом сосуде со смесью из спирта и твердого
диоксида углерода. Сосуд снабж ен тепловой изоляцией,
в его крыш ке н аходятся отверстия д л я пробирки, терм о­
м етра и подачи твердого диоксида.
П омутнение дизельного топлива наблю даю т в прибо­
ре с зеркальны м отраж ением света. Прибор выполнен в
виде металлического ящ ика, разделенного перегородкой
на две одинаковые части. К а ж д а я часть раздел ен а по
всей высоте перегородкой на д в а неравны х отсека. Вни­
з у перегородки находится щель д л я прохождения отра64
Рис. 13. Прибор для определе­
ния температуры помутнения:
а — пробирка: / — м еш алка;
2 — м етка;
3 — термометр; б —
общий вид прибора: 1 — отверстия дл я пробирок; 2 — смотро­
вые окна; 3 — щели д л я вентиляции; 4 — лампы.
женного света. В крыш ку ящ ика вмонтированы электро­
лампы 4 (рис. 1 3 ,6 ), при закрытой крыш ке они распола­
гаю тся в крайних отсеках. В крыш ке выполнены
отверстия 1 д л я пробирок. На передней стенке ящ ика н а­
ходятся д в а окна 2 дл я наблюдения за испытуемым топ­
ливом. Боковые и задние стенки ящ ика снабж ены венти­
ляционными щ елями 3. Свет через щели с матовыми
стеклами п адает на пробирки с испытуемым дизельным
топливом. В освещенной пробирке хорошо видно появ­
ление мути.
Испытуемое топливо профильтровывают. Если в топ­
ливе есть вода, его обезвоживаю т. Д л я этого топливо
взбалты ваю т в течение 10...15 мин со свеж епрокаленны м
и измельченным сульф атом натрия или с хлористым
кальцием, даю т отстояться и фильтруют.
И спользуют две пробирки с двойными стенками. Одна
из пробирок предназначена д л я испытания дизельного
топлива в охлаж даю щ ей смеси. В нее заливаю т до м ет­
ки испытуемое топливо, тем п ература которого долж на
быть 18...20р С. Во вторую пробирку т а к ж е наливаю т ис­
пытуемое топливо до метки и вставляю т в прибор с зер­
кальным отражением в качестве прозрачного эталона.
Пробирки закры ваю т корковыми пробками с термомет­
ром и меш алкой. Ш арик термометра долж ен находиться
5—793
65
в пробирке на расстоянии 15 мм от дна и на одинаковом
расстоянии от стенок. Затем пробирку с испытуемым дизельным топливом и термометром подогревают в водя- Я
ной бане до температуры 50 °С. В сосуд для охлаждаю* 1
щей смеси помещают термометр и наливают спирт. Уро- ,•
вень спирта должен быть на 30...40 мм выше уровня V
топлива в пробирке. Затем в спирт начинают постепенно |
добавлять твердую угольную кислоту. Температура спир- | |
та должна быть ниже предполагаемой температуры по- 1
мутнения на 10°С.
Температуру пробирки с испытуемым топливом сни- 1
жают до 30...40°С и устанавливают пробирку в сосуд с !
охлаждающей смесью.
При охлаждении топливо перемешивают мешалкой со 1
скоростью от 60 до 200 движений в минуту. За 5 °С до §
предполагаемой температуры помутнения топлива про- 1
бирку вынимают из охлаждающей смеси, протирают ее $
снаружи спиртом, помещают в прибор с зеркальным о т -1
ражением света и включают лампы. Через смотровые 1
окна следят за состоянием топлива и сравнивают его с 1
прозрачным эталоном. Эта операция должна занимать 3
не более 12 с. После каждого наблюдения необходимо |
выключать лампы.
При хорошем освещении лаборатории пробирку с ис- I
пытуемым топливом помещают в штатив рядом с про- I
зрачным эталоном, а прибор с зеркальным отражением 1
не используют.
Если прозрачность испытуемого дизельного топлива 1
по сравнению с эталоном не изменилась, то пробирку I
опять помещают в баню и далее наблюдения проводят |
через каждый 1 °С до тех пор, пока топливо не станет Ц
отличаться от эталона. Температуру помутнения испы- [
туемого дизельного топлива фиксируют в тот момент, ко- |
гда топливо становится мутным.
За результат испытания принимают среднее ариф- |
метическое значение двух параллельных определений.
Работа № 10. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЦЕТАНОВОГО
ЧИСЛА ДИЗЕЛЬНОГО ТОПЛИВА
ПО СОВПАДЕНИЮ ВСПЫШЕК
Общие сведения. Процессы смесеобразова­
ния и сгорания топлива в дизелях, особенно высокообо­
ротных, происходят за очень короткое время, которое со66
в пробирке на расстоянии 15 мм от дна и на одинаковом
расстоянии от стенок. Затем пробирку с испытуемым ди­
зельным топливом и термометром подогревают в водя­
ной бане до температуры 50 °С. В сосуд для охлаждаю­
щей смеси помещают термометр и наливают спирт. Уро­
вень спирта должен быть на 30...40 мм выше уровня
топлива в пробирке. Затем в спирт начинают постепенно
добавлять твердую угольную кислоту. Температура спир­
та должна быть ниже предполагаемой температуры по­
мутнения на 10°С.
Температуру пробирки с испытуемым топливом сни­
жают до 30...40°С и устанавливают пробирку в сосуд с
охлаждающей смесью.
При охлаждении топливо перемешивают мешалкой со
скоростью от 60 до 200 движений в минуту. За 5°С до
предполагаемой температуры помутнения топлива про­
бирку вынимают из охлаждающей смеси, протирают ее
снаружи спиртом, помещают в прибор с зеркальным от­
ражением света и включают лампы. Через смотровые
окна следят за состоянием топлива и сравнивают его с
прозрачным эталоном. Эта операция должна занимать
не более 12 с. После каждого наблюдения необходимо
выключать лампы.
При хорошем освещении лаборатории пробирку с ис­
пытуемым топливом помещают в штатив рядом с про­
зрачным эталоном, а прибор с зеркальным отражением
не используют.
Если прозрачность испытуемого дизельного топлива
по сравнению с эталоном не изменилась, то пробирку
опять помещают в баню и далее наблюдения проводят
через каждый 1 °С до тех пор, пока топливо не станет
отличаться от эталона. Температуру помутнения испытуемого дизельного топлива фиксируют в тот момент, когда топливо становится мутным.
За результат испытания принимают среднее ариф­
метическое значение двух параллельных определений.
|
I
1
1
I
Работа № 10. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЦЕТАНОВОГО
ЧИ СЛ А ДИЗЕЛЬНО ГО ТОПЛИВА
ПО СО В П АД ЕН И Ю ВСПЫШ ЕК
Общие сведения. Процессы смесеобразова­
ния и сгорания топлива в дизелях, особенно высокообо» I
ротных, происходят за очень короткое время, которое со­
66
о тветствует 15...20° поворота коленчатого в а л а . Это вр ем я
примерно в 10 р аз меньш е, чем в карбю раторны х д в и га ­
тел ях.
Горю чая см есь высокооборотных дизелей о б р азуется
непосредственно в цилиндре.
К ачество см есео бр азо ван и я и сгоран ия топлива за в и ­
сит от давл ен и я и тем п ератур ы сж ато го в о зд у х а, ко н ­
центрации п аров топлива в во зд ухе, тонкости р асп ы л а,
испаряем ости и химического со става топлива. Химичес­
кий со став топли ва я в л я е т с я решающим ф актором, опре­
деляю щ им т ем п ер атур у сам овосплам ен ен ия, период з а ­
дер ж ки восп лам ен ен ия и скорость распространения п л а­
мени в горючей смеси.
П е р и о д з а д е р ж к и в о с п л а м е н е н и я в ди ­
зел е предш ествует процессу сам овосплам ен ен ия. Этот пе­
риод п р о д о л ж ается от н ач ал а подачи топли ва в к а м е р у
сгоран ия до мом ента его восплам енения.
В период зад е р ж к и восплам енения происходит целый
р яд физико-химических процессов: расп ы ливани е топли­
в а , перемеш ивание его с во здухо м , н агр еван и е до тем п е­
р атур ы сж ато го в о зд у х а и испарение. О дновременно с
этим протекаю т слож ны е химические реакции м н огоста­
дийного окисления углево до р одо в. В горючей смеси об­
р азую тся неустойчивые кислородсодерж ащ ие соедине­
ния — перекиси, гидроперекиси, ал ьдеги ды и т. п., кото­
рые затем р асп адаю тся. Этот р асп ад со п ро во ж дается
вы делением части (10... 15 % ) энергии, со дер ж ащ ей ся в
топливе, и сл аб ы м холодным голубы м свечением. В ре­
зул ь т а т е п редп лам ен н ы х реакций в ы д е л яе т с я теп ло та,
п овы ш ается тем п ер атур а горючей смеси, увел и ч и вается
скорость химических реакций, холоднопламенный про­
цесс переходит в горячий, происходит сам овосплам енение
и горение топлива.
Д и зельное топливо состоит в основном из параф ино­
вы х, наф теновых и аром ати чески х углеводородов. Н аи ­
более склонны к окислению и самовоспламенению п а р а­
финовые углево до р оды , более устойчивы нафтены и н аи­
более стойкие — аром ати чески е углево до р оды .
Если период зад е р ж к и восп лам ен ен ия слиш ком велик,
то см есь во сп лам ен яется с опозданием, при этом в ци­
линдре д и зел я н ак ап л и в ает с я и во сп л ам ен яется больш ая
порция топли ва. Это вы зы в ае т р езкое н ар астан и е д а в л е ­
ния, возникаю т стуки , н аб лю дается т а к н азы в а е м ая
ж е с т к а я р аб о та. В этом сл уч ае увели ч и ваю тся износ де5*
67
талей , прорыв газо в в кар тер д в и гат ел я, расход топлива.
Если при повороте коленчатого в а л а на 1° давлен и е в
цилиндре во зр астает на 0,25...0,5 М П а, то работа м я гк а я ,
на 0,6...0,9 М П а — ж е с т к а я , а более чем на 1 М П а — очень
ж ес тк а я, вы зы ваю щ ая быстрый износ д в и гател я. Оцен­
кой самовоспламеняемости сл уж и т цетановое число, з а ­
висящ ее от химического со става топлива.
Ц е т а н о в о е ч и с л о дизельного топлива равно
содержанию (% по объ ем у) цетан а в смеси с альф аметилнафталином, эквивалентной по восплам еняем ости ис­
пытуемому топливу.
Проведение испытаний. Ц етановое число дизельного
топлива определяю т по м етоду совпадения вспыш ек на
одноцилиндровых моторных устан о вк ах типа ИТ9-3,
ИТ9-ЗМ и И ТД-69. М оторная устан о вк а ИТ9-3 п оказан а
на рисунке 14.
В таблице 7 дан ы услови я, которые сл ед ует соблю­
д ать при определении цетановы х чисел на моторной у с та­
новке.
При определении цетанового числа применяю т пер­
вичное и вторичное эталонное топливо.
П е р в и ч н о е э т а л о н н о е т о п л и в о — это см есь
цетана и альф аметилнаф талина. В осплам еняем ость це­
тан а принята за 100 единиц, а альф аметилнаф талина —
за 0. Ц етан при сгорании в дизеле д а е т небольшой период
зад ер ж ки воспламенения и обеспечивает м ягкую работу
д в и гател я. Альф аметилнаф талин очень трудно окисля7. Режим работы двигателя при определении цетанового числа
Наименование показателя
Норма
Частота вращения коленчатого вала, мин-1
(об/мин)
Степень сж атия
Температура, °С:
охлаждающей жидкости в за рубашечном
пространстве цилиндра
воды, охлаждающей форсунку
воздуха при впуске в двигатель
масла в картере
Давление впрыскивания топлива, МПа
Угол опережения впрыскивания топлива,
гр ад до в. м. т.
Количество
впрыскиваемого
топлива,
мл/мин
900±10
68
Переменная от 7 до 23
100±2
38-Ь3
65±1
50.
.6 5
104=Ь0,4
13
13±0,5
Рис. 14. Моторная установка ИТ9-3 для определения цетанового числа дизельного топлива:
/ — пульт управления; 2 — топливный б ак; 3 — электроподогреватель
во зд уха; 4 — зеркало д л я наблюдения за вспыш ками; 5 — механизм из­
менения степени сж ати я; 6 — форсунка; 7 — одноцилиндровый дизель;
8 — насос высокого давления.
I ется и во сп л ам ен яется, д а е т большой период за д е р ж к и
[ восплам ен ения и очень ж есткую р аб о ту д в и га т е л я .
В т о р и ч н . о е э т а л о н н о е т о п л и в о — это см есь
I газо й л я прямой перегонки из параф инистых малосерниI сты х нефтей и зеленого м а с л а , очищенного серной ки сло­
той.
|
69
И сп ы тан и е з а к л ю ч а е т с я в ср авн ен и и сам о в о сп л ам е*
н яем о сти и сп ы туем о го ди зел ьн о го то п л и ва и этало н н о го .
С а м о в о с п л а м е н яе м о с ть и сп ы туем о го д и зел ь н о го то п л и ва
о п р ед ел яю т сл ед ую щ ем о б р азо м . Д в и г а т е л ь п у с к аю т пос­
л е п р ед вар и тел ьн о го п о д о гр ева кар тер н о го м а с л а до 55...
60 °С. П р о гр еваю т и у с т а н а в л и в а ю т рабочий р еж и м д в и ­
г а т е л я на то вар н о м ди зельн о м то п л и ве, з а т е м в то п л и в­
ный б а к 2 (рис. 14) з а л и в а ю т и сп ы туем о е д и зе л ь н о е то п ­
ли во и п ер екл ю ч аю т на него м оторную у с т а н о в к у .
Во в р е м я р аб о ты д в и г а т е л я на и сп ы туем о м то п л и ве
и зм енением п о л о ж ен и я рейки топ ли вн ого н асо са в ы со к о ­
го д а в л е н и я у с т а н а в л и в а ю т р а с х о д то п л и в а
13±
± 0 ,5 м л/м ин.
Р е гу л и р у я зазо р м е ж д у к о н т а к т а м и и н д и к ато р а
в п р ы с к и ва н и я и м и кр о м етр и ч еско го в и н та топ ли вн о го н а ­
со са, д о б и в аю тся, чтобы у го л о п е р еж е н и я в п р ы с к и в а н и я
то п л и ва с о с т а в л я л 13° до в. м. т.
У с т а н а в л и в а ю т кр и ти ч ескую степ ен ь с ж а т и я .
Критическая
степень
с ж а т и я — это н аи ­
м ен ь ш ая степ ен ь с ж а т и я , при которой д в и г а т е л ь р а б о т а ­
ет без п р о п уско в с а м о в о с п л ам е н ен и я .
З а т е м о ко н ч ател ьн о н ас т р а и в а ю т и н д и като р ы в п р ы с­
к и в ан и я и в о сп л ам ен е н и я, с н а б ж е н н ы е неон овы м и л а м ­
п о ч кам и . С н а ч а л а д о б и в аю т ся , чтобы л ам п о ч к и и н д и к а­
то р а на ободе м а х о в и к а д а в а л и сплош н ы е полосы с в е т а .
З а т е м р егул и р ую т и н д и като р ы д о п о я в л ен и я ср езан н о го
ко н ц а с в е т я щ е й с я п олосы неоновой л ам п о ч ки .
У ст ан ав л и в а ю т степ ен ь с ж а т и я со в п а д е н и я всп ы ш ек
неоновы х л а м п , при это м с р езан н ы е ко н ц ы с в е т я щ и х с я
полос и н ди като р о в в п р ы с к и в а н и я и в о сп л ам ен е н и я д о л ж ­
ны н ах о д и ть ся н а одном ур о вн е. Т ак о е п о л о ж ен и е д в у х
с в е тящ и х с я полос со ср езан н ы м и ко н ц ам и н а об оде м а ­
х о в и ка с в и д е т е л ь с т в у е т о со вп аден и и всп ы ш ек инди­
к а т о р о в в п р ы с к и ва н и я и в о сп л ам ен ен и я. В это м с л у ч а е
р азн и ц а м е ж д у м ом ен то м в п р ы с к и в а н и я и в о с п л а м е н е ­
ния б у д е т с о с т а в л я т ь 13° п о во ро та ко л ен ч ато го в а л а .
С р авн ен и е и сп ы туем о го д и зел ьн о го то п л и в а с э т а л о н ­
ными с м ес ям и со стои т в подборе д в у х см есей из ц е т а н а
и ал ь ф ам е ти л н аф тал и н а. О дна см ес ь д о л ж н а д а в а т ь со в­
п ад ен и е всп ы ш ек нео новы х л а м п при больш ей степ ен и
с ж а т и я , д р у г а я — при м ен ьш ей , чем степ ен ь с ж а т и я со в ­
п ад ен и я в сп ы ш ек, н ай д ен н а я д л я и сп ы туем о го д и зе л ьн о ­
го то п л и ва. Э ти см еси д о л ж н ы р а з л и ч а т ь с я не б о л ее чем
н а ч еты р е ц етан о в ы е един и ц ы . О п р едел яю т степ ен и с ж а ­
70
тия совпадения вспы ш ек д л я испы туемого топлива и э т а ­
лонных смесей попеременно не менее 3 р аз.
С о держ ание ц етан а х (% по о б ъ ем у) в первичной э т а ­
лонной смеси ц етан а и альф ам ети лн аф тали н а, э к в и в а ­
лентной по сам овосп лам ен яем о сти исп ы туем ом у ди зел ь­
ному топливу, н ах о дят по ф ормуле
х = А1 + (Аг + А1) Ш
Ш
«1
— «а
(19)
где Л1— содержание цетана (% по объему) в первичной эталонной
смеси, дающей совпадение вспышек при большей степени сжатия,
чем испытуемое дизельное топливо (смесь с меньшим детановым чис­
ло м ); At — то же, для смеси, дающей совпадение вспышек при
мёньшей степени сжатия, чем испытуемое дизельное топливо (смесь
с ббльшим цетановым числом); а — среднее арифметическое показа­
ний степени сжатия при совпадении вспышек для испытуемого ди­
зельного топлива; щ — то же, для смеси цетана и альфаметилнафта­
лина, соответствующей Ai; а2— то же, для смеси цетана и альфаме­
тилнафталина, соответствующей At.
И спы туем ое дизельное топливо сравни ваю т со вторич­
ными эталонны м и см есям и по той ж е м етоди ке и в той
ж е последовательности, что и со см есям и .из ц етан а и
альф ам етилнаф талина. Р е зу л ь т аты определения цетановы х чисел по совпадению вспы ш ек у к азы в аю т в целы х
единицах.
Работа № 11. ОПРЕДЕЛЕНИЕ
ТЕМПЕРАТУРЫ ВСПЫШКИ
Общие сведен и я. О пределение тем п ер атур ы
вспыш ки использую т д л я оценки к ач е ства неф тепродук­
тов и д л я классиф икации п роизводства, помещений и у с ­
тан овок по степени пож арной опасности. Т ем п ер атур а
вспыш ки — это м и н и м альн ая тем п ер атур а, при которой
пары топлива, н агр еваем ы е в закр ы то м ти гле, образую т
с окруж аю щ и м воздухом горючую см есь, вспыхиваю щ ую
при поднесении к ней пламени. Т ем п ер атур а вспыш ки
х а р ак те р и зу е т огнеопасность неф тепродукта при его
транспортировании, хранении и зап р ав ке.
Т ем п ер атур а вспыш ки в закр ы то м ти гле д о л ж н а бы ть
д л я дизельного топлива летнего не ни ж е 40 °С, зимнего —
не ниж е 35 и арктического — не ни ж е 30 °С. Ч ем вы ш е
тем п ер атур а вспыш ки, тем меньш е п о ж ар н ая опасность
топлива.
М етод закл ю ч ается в определении самой низкой те м ­
п ер атуры топ ли ва, при которой в усл о ви ях испы тания
71
над его поверхностью образуется смесь паров с воздухом,
которая вспыхивает при поднесении пламени, но не спо­
собна к дальнейш ему горению.
Проведение испытании. Аппарат дл я определения тем ­
пературы вспышки нефтепродуктов в закрытом тигле по­
казан на рисунке 15. Тигель 8, крыш ка 6, заслонки 2 и
меш алки 7 аппарата изготовлены из латуни. На крышке
расположено заж игательное устройство 1, пружинный
механизм 5 перемещения заслонки, переходная муфта 3
термометра 4. В комплект аппарата входят воздуш ная
баня. Тигель из гнезда бани вынимают с помощью у х в а­
та. На внутренней стороне тигля выполнен круговой ус­
туп, указываю щ ий уровень испытуемого дизельного топ­
лива.
Три отверстия трапецеидальной формы в крыш ке з а ­
крываю т заслонкой 2. При вращении заслонки рукояткой
Рнс. 15. Аппарат для определения температуры вспышки:
I — зажигательное устройство; 2 — заслонка; 3 — переходная муфта
термометра; 4 — термометр; 5 — пружинный механизм; 6 — крыш ка;
7 — меш алка; 8 — тигель; 9 — штифт крышки.
72
|отверстия крыш ки откры ваю тся, и заж и га тел ьн ая л а м ­
почка н аклон яется к отверстию. В первоначальное по
• ложение засло н ка и лам почка возвращ аю тся под дей ­
стви ем пружинного м еханизм а 5, расположенного в руI <оятке перемещ ения заслонки.
Д изельное топливо перемеш ивается меш алкой с ло! пастями, приводимой во вращ ение электродвигателем ;
частота вращ ения меш алки 90... 120 мин-1.
А ппарат снабж ен регулятором скорости нагревания,
который обеспечивает повышение тем п ературы испытуе­
мого нефтепродукта в ти гле ап п ар ата в реж и м ах 5...6°С
за 60 с, 1 °С за 40...60 с и 1 °С за 30...40 с.
К заж и гател ьн о м у и зап альн ом у устройствам подво­
дится га з , давлен и е которого долж но быть не более
50 кП а (0,5 кгс/см 2). Контрольный ш арик ап п ар ата д и а­
метром 3...4 мм сл уж и т д л я регулирования формы п лам е­
ни заж игательн ого устройства.
Электрическое питание ап п ар ата — от сети перемен­
ного тока напряжением 220 В, частотой 50 Гц; мощность,
потребляемая аппаратом , не более 1000 В -А .
Д л я контроля вспышки дизельного топлива использу­
ют стеклянный термометр типа ТН-1 № 1 со ш калой от
0 до + 1 7 0 °С.
Проведение испытаний. П еред испытанием образец
дизельного топлива встряхиваю т 5 мин в буты лке, запол­
ненной не более чем на 2/з ее вместимости. З атем топливо
о хлаж даю т до тем п ературы , которая ниже предполагае­
мой тем п ературы вспышки дизельного топлива (разница
до 17 °С ).
Если в дизельном топливе содерж ится вода (не более
0,05 % ), его обезвож иваю т свеж епрокаленны м хлори­
стым натрием, хлористым кальцием или сернокислым на­
трием и фильтруют. На испытание берут верхний слой
дизельного топлива.
Прибор устан авли ваю т на столе и с трех сторон ок­
руж аю т экраном д л я защ иты от потоков во зд уха. Осве­
щение несколько уменьш аю т, чтобы хорошо была видна
вспыш ка.
Тигель и кры ш ку прибора промываю т растворителем,
высуш иваю т и о хлаж даю т.
Тигель долж ен иметь тем п ератур у испытуемого топ­
лива, а н агр евательн ая ванна — тем п ератур у о кр уж аю ­
щей среды.
Испытуемое дизельное топливо наливают в тигель до I
ук азател я уровня топлива, при этом смачивание стенок
тигля выше этого уровня не до пускается. Тигель закры- |
вают крышкой, помещают в нагревательную ванну, уста- 1
навливают в переходную муфту термометр и зажигаю т |
лампочку заж игательного устройства. П лам я лампочки
регулируют таким образом, чтобы форма ее соответство­
вал а форме контрольного ш арика диаметром 3...4 мм.
Н агревательную ванну включают в электрическую сеть |
и нагреваю т испытуемое дизельное топливо в тигле. Топ­
ливо мешалкой должно перемеш иваться при частоте вращения 90... 120 мин-1. По термометру следят за повышени- 1
ем температуры дизельного топлива в тигле, которая не
долж на повышаться более чем на 5...6 °С в минуту. Ба- ?•
рометром измеряют барометрическое давление.
Испытания на вспыш ку начинают в тот момент, ко- |
гда температура топлива на 17 °С ниже предполагаемой
температуры вспышки. В момент испытания меш алку 1
выключают, приводят в действие расположенный на
крыш ке механизм, который откры вает1 заслонку. Опус*
каю т плам я, в паровое пространство тигля за 0,5 с, ос­
тавляю т в нижнем положении 1 с и затем поднимают в
верхнее положение. За температуру вспышки дизельного
топлива принимают показания термометра при четком
появлении первого синего пламени над поверхностью
топлива внутри тигля. За вспыш ку нельзя принимать го­
лубоватый ореол, который иногда о кр уж ает п лам я перед
тем, к а к произойдет ф актическая вспыш ка. В случае
появления неясной вспышки опыт повторяют при тем­
пературе на 1...2°С выше. Если при этом вспышки нет,
испытания повторяют.
Во время испытания газо вая заж и гательн ая лампочка
должна гореть постоянно.
О бработка результатов. При давлении выше или ни­
ж е 101,325 кП а (760 мм рт. ст.) вводят поправку на стан-1
дартное давление. Ее определяют по формуле
д/ = 101,325- Р о д
(20)
3,3
или
At = 0,0362(760 — р'),
где р и р' — фактическое барометрическое давление, соответственно
кПа и мм рт. ст.
Можно та к ж е пользоваться поправками, приведенны­
ми в таблице 8.
74
Т ем пературу ВСПЫШКИ с
| юправкой ВЫЧИСЛЯЮТ алге-
■ Зраическим сложением най■ денной температуры и по­
правки.
За результат испытаний
■ 1ринимают среднее арифме■ "ическое двух последова:ельных определений.
|
ря
Определение тем п ерату­
вспышки на приборе
8. Поправки на
барометрические давления
Барометрическое давление
кПа
8 4 ,8 ...8 8 ,4
8 8 ,5 ...9 2 ,1
9 2 ,2 ...9 5 ,7
9 5 ,8 ...9 9 ,4
1 0 3 ,2 ...1 0 6 ,8
| мм рт. ст.
6 3 6 ..
6 6 4 ..
6 9 2 ..
7 1 9 ..
7 7 4 ..
663
691
7 18
7 46
801
Поп­
равка,
°С
+4
+3
+ 2
+1
—1
»1ТВ-1. Прибор ПТВ-1 представляет собой полуавтомати1 1еское устройство для определения температуры вспышI :и нефтепродуктов. Основные части прибора — блоки
штания и вспышки, смонтированные в одном металли1еском корпусе. В верхней части корпуса расположено
■нездо, в которое устанавливают тигель 8 (рис. 16) с
хспытуемым топливом. Скорость нагревания тигля регушруется автоматически. Над тиглем установлен съемный
юспламенитель 7 паров топлива, выполненный в виде
гетли из нихромовой проволоки. Сверху тигель и петля
скрываются съемной крышкой 9 со смотровым стеклом.
На лицевой панели находятся кнопки, тумблеры, и пере­
ключатели управления прибором. Прибор подключается
лнуром к сети переменного тока напряжением 220 В. За­
земление прибора обязательно.
Присутствующую в дизельном топливе воду удаляют,
взбалтывая в склянке топливо со свежепрокаленным хло­
ристым кальцием или сернокислым натрием. Затем топ­
ливо фильтруют через сухой бумажный фильтр.
Перед испытанием крышку 9, воспламенитель 7 и ти­
гель 8 промывают растворителем, тщательно протирают,
сушат и устанавливают на место. Затем тумблером 1
| включают прибор в электрическую сеть и, нажав кнопку
3 включения воспламенителя, удостоверяются, что спи­
раль воспламенителя 7 за 5...8 с накаляется до ярко-крас|:Н 0Г0 цвета. Тумблер 4 устанавливают в положение 50...
I 150 °С, а переключатель скорости подъема температуры в
■ положение «6 »..Когда температура составит 100°С, пеI реключатель скорости подъема температур возвращают
в положение «0».
После прогревания прибора приступают к определе­
нию температуры вспышки испытуемого дизельного топI лива. Наливают в тигель до метки топлива и помещают
1
|
75
Рис. 16. Прибор ПТВ-1:
/ — т у м б л е р вкл ю ч ен и я п и та н и я ; 2 — п е р е к л ю ч а т е л ь ск о р о с ти п о д ъ е м а т е м п е ­
р а т у р ы ; 3 — к н о п к а вкл ю ч е н и я в о с п л ам е н е н и я ; 4 — т у в б л е р п ер екл ю ч ен и я из­
м е р я е м ы х т е м п е р а т у р ; 5 — т у м б л е р д о п о л н и тел ьн о го н а г р е в а н и я ; 6 — и зм ер и ­
т ел ь н ы й п р и б о р -тер м о м етр ;
7 — во сп л ам ен и тел ь;
8 — ти гел ь;
9 — съ ем н ая
кр ы ш ка,
его в гн е зд о . У с т а н а в л и в а ю т в о с п л а м е н и т е л ь т а к и м о б ­
р а з о м , ч то б ы его п е т л я н а х о д и л а с ь н и ж е в е р х н е го к р а я
т и г л я н а 0 ,2 .„ 0 ,4 м м . З а к р ы в а ю т т и г е л ь к р ы ш к о й , п е р е ­
к л ю ч а т е л ь ск о р о сти п о д ъ е м а т е м п е р а т у р у с т а н а в л и в а ю т
в п о л о ж ен и е « 6 » . Т е м п е р а т у р а д о л ж н а п о д н и м а т ь с я со
ск о р о стью 2 °С в м и н у т у . Е сл и э т о го не п р о и сх о д и т, и з м е ­
н яю т п о л о ж е н и я п е р е к л ю ч а т е л я 2 ск о р о сти п о д ъ е м а т е м ­
п е р а т у р ы и т у м б л е р а 5 д о п о л н и т ел ь н о го н а г р е в а , д о б и ­
в а я с ь н ео б хо д и м о й ск о р о ст и п о в ы ш ен и я т е м п е р а т у р ы .
К о г д а д и з е л ь н о е то п л и в о п р о г р е е т с я д о т е м п е р а т у р ы
н а 20 °С н и ж е о ж и д а е м о й т е м п е р а т у р ы , п р о в о д я т и сп ы ­
т а н и е н а п о я в л е н и е в с п ы ш к и , н а ж и м а я ч е р ез к а ж д ы е
2 °С н а к н о п к у <5 в к л ю ч е н и я в о с п л а м е н и т е л я . Ч е р е з с м о т ­
р о во е о кн о съ ем н о й к р ы ш к и 9 н а б л ю д а ю т з а п о я в л е н и е м
в сп ы ш к и — б ы с тр о г а с н у щ е г о г о л у б о в а т о го п л а м е н и . П ри
его п о явл ен и и ф и кси р ую т по и зм е р и те л ю т е м п е р а т у р ы 6
т е м п е р а т у р у в сп ы ш к и .
З а т е м прибо р о х л а ж д а ю т и п р о в о д я т п о вто р н о е о п р е­
д е л е н и е т е м п е р а т у р ы в сп ы ш к и со с в е ж е й порцией д и ­
з ел ь н о го т о п л и в а . З а т е м п е р а т у р у в сп ы ш к и п р и н и м аю т
с р е д н е е зн ач е н и е р е з у л ь т а т о в д в у х о п р е д е л е н и й .
76
Работа № 12. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КО ЭФ Ф ИЦИЕНТА
ФИЛЬТРУЕМОСТИ ДИЗЕЛЬНОГО ТОПЛИВА
Общие св ед ен и я. При эксплуатации дизелей
■ большое значение имеет чистота топлива и его способюсть забивать бумажные фильтры тонкой очистки.
К о э ф ф и ц и е н т ф и л ь т р у е м о с т и определяют
в ю изменению пропускной способности фильтра при по■ :ледовательном прохождении через него определенного
количества топлива; он характеризует чистоту дизельно­
го топлива. Физико-химические показатели дизельного
топлива оказывают существенное влияние на коэффици­
ент фильтруемости. Наличие в топливе смолистых соеди­
нений, воды, мыл нафтеновых кислот ухудшает этот по­
казатель.
П роведение испы таний. Прибор для определения ко­
эффициента фультруемости представляет собой корпус 5
(рис. 17,а ), в котором располагается фильтрующее уст­
ройство, состоящее из оправы 4 фильтра, фильтра 6, сед­
ла 8 фильтра и двух резиновых колец (прокладок) 3 и
9. В металлической оправе 2 укреплена стеклянная
градуированная трубка 1 с нанесенными на ней рис­
ками А, В и С, ограничивающими объемы по 2 мл,
и с одноходовым стеклянным краном 7. В качестве
фильтра 6 используют фильтрованную бумагу марки
БФДТ с тонкостью отсева не более 3 мкм и толщиной
0,33±0,03 мм.
Перед испытанием пробу дизельного топлива переме­
шивают в течение 2...3 мин, затем 250 мл пробы наливают
в сухую чистую стеклянную посуду. Прибор для опреде­
ления коэффициента фильтруемости собирают по схеме
(рис. 17, б). Перед установкой бумажного фильтра при­
бор и стеклянную цилиндрическую воронку промывают
испытуемым дизельным топливом. Затем в оправу фильт­
ра помещают резиновое кольцо, бумажный фильтр диа­
метром 17 мм (светлой стороной навстречу потоку) и сед­
ло фильтра (насечками вверх). Оправу фильтра устанав­
ливают в корпус прибора седлом вниз и на нее укладын вают резиновое кольцо. Собранный таким образом при­
бор и стеклянную цилиндрическую воронку 10 устанавли­
вают вертикально при помощи зажимов 11 в штативе 13.
Под прибором помещают стеклянный стакан 12 для от­
бора отфильтрованного дизельного топлива. Испытания
проводят при температуре окружающей среды. Дизель-
|
[
77
Рис. 17. Установка для определения коэффициента фильтруемости:
в — прибор; б — общ ей в и д у с т ан о в к и ; / — с т е к л я н н а я гр а д у и р о в а н н а я т р уб ­
к а ; 2 — м е т а л л и ч е с к а я о п р ав а ; 3 и 9 — р ези н о вы е ко л ь ц а (п р о к л а д к и ); 4 —
о п р ава ф и л ьтра; 5 — к о р п ус;
6 — ф ильтр;
7 — стеклян н ы й к р а н ; 5 — седло
ф и льтра; 10 — с т е к л я н н а я ц и л и н др и ч еская во р о н ка; // — з а ж и м д л я кр еп ле­
ния п рибора; 12 — стеклян н ы й с т а к а н ; 13 — ш тати в.
ное топливо п р ед в ар и тел ьн о в ы д е р ж и в а ю т при этой т е м ­
п е р а т у р е в теч ен и е 15 мин.
С н а ч а л а стек л ян н ы й к р а н 12 п ер ек р ы в аю т и в с т е к ­
л ян н ую ц и ли н дри ческую во р о н ку 10 н ал и в аю т 50 м л п е­
р ем еш ан н о го и сп ы туем о го д и зел ьн о го то п л и в а. З а т е м з а ­
п олн яю т им ст ек л ян н у ю гр ад уи р о в а н н ую т р у б к у 1 до
верхн ей м етки В. П о сле это го ц и л и н дри ч ескую во р о н ку
сн о ва зап о л н яю т д и зе л ьн ы м топ ли вом до м етки 50 м л.
78
Топливо выдерживают в приборе 2 мин, далее откры­
вают стеклянный кран 7 и измеряют время истечения
2 мл дизельного топлива от метки В до средней метки А.
Продолжая фильтрование, в стеклянную градуированную
трубку 1 из цилиндрической воронки 10 заливают 5 мл
топлива. Его следует заливать не позже того момента,
когда уровень дизельного топлива достигнет нижней мет­
ки С, то есть уменьшится не более чем на 2 мл.
При достижении уровнем верхней метки В вновь из­
меряют время истечения 2 мл дизельного топлива от мет­
ки В до метки А. При определении коэффициента фильт­
руемости дизельного топлива проводится десять замеров.
Обработка результатов. Коэффициент Кп фильтруемо­
сти топлива находят как отношение времени ta (мин)
фильтрации каж ды х последующих 2 мл топлива ко вре­
мени t (мин) фильтрации первых 2 мл
Ка = t j t
(21)
Коэффициент К\ фильтруемости дизельного топлива пер­
вого замера равен единице.
За коэффициент фильтруемости испытываемого топ­
лива принимают отношение времени /ю истечения по­
следних 2 мл топлива ко времени t\ истечения первых
2 мл
К = t10/tv
(22)
За результат испытания принимают среднее арифме­
тическое двух параллельных определений.
Работа № 13. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КО КСУЕМ О СТ И
10 % -НОГО О СТАТК А Д ИЗЕЛ ЬНО ГО ТОПЛИВА
ПО К О Н Р А Д С О Н У
Общие сведения. Одно из важных эксплуа­
тационных свойств дизельного топлива характеризуется
чистотой двигателя и топливоподающей аппаратуры. При
сгорании топлива в двигателе образуется нагар на стен­
ках камеры сгорания и впускных клапанах, а такж е от­
ложения на распылителях и иглах распылителей форсу­
нок.
На стенках камеры сгорания, днищах поршней и
впускных клапанах нагар твердый темного цвета, а на
распылителях и иглах распылителей форсунок он м яг­
кий, смолистого характера, желтоватого цвета, иногда в
виде лаковой светло-коричневой пленки.
79
Отложение нагаров на стен ках кам ер ы сгорания ухудш ает отвод теплоты в систему о хл аж ден и я д в и гател я, а
на впускны х кл ап ай ах приводит к их закоксовы ванию и,
следовательно, неправильной посадке тарелки клап ан а
на седло. В р езул ьтате такой неисправности р аскал ен ­
ные газы утекаю т и обгораю т посадочные поверхности
кл ап ан а и сед л а; в отдельных сл уч аях возможно зависание кл ап ан а.
Н аибольш ие наруш ения в работе дизелей связан ы с
отложениями на ф орсунках. Н агар , образую щ ийся на
распы лителях, вы зы вает ухудш ение распы ливания топ­
лива и искривление струи топлива. В этом сл уч ае н ару­
ш ается смесеобразование, топливо сгор ает не полностью,
что приводит к дымлению, потере мощности ди зеля и по­
выш енному расходу топлива. Выпадение отложений на
иглах распылителей способствует их зависанию . Закоксовы вание сопл и зависание игл распылителей сопровож да­
ется подтеканием топлива. При этом п ад ает мощность и
экономичность ди зеля.
Н агарообразование в дви гател е зави си т от следую ­
щих показателей применяемого дизельного топлива:
коксуемости, содерж ания ф актических смол и серы,
фракционного со става, количества непредельных и аро­
матических углеводородов и зольности.
К о к с у е м о с т ь — это свойство топлива при н агр е­
вании без доступ а во здуха обр азо вы вать углисты й о са­
док (к о к с ). К оксуемость определяю т д л я 10 %-ного
остатка после предварительной перегонки дизельного
топлива. К оксуемость 10 %-ного о статка топлива з а в и ­
сит от его фракционного со става и содерж ан и я смолис­
то-асф альтовых соединений и д л я дизельного топлива
долж на быть не более 0,3 %. Повышение значения это­
го п о казател я вы зы вает увеличение нагаров в д в и га ­
теле.
Проведение испытаний. К оксуем ость дизельного топ­
лива по методу Конрадсона определяю т в специальном
аппарате (рис. 18). Тигли и крыш ки ап п ар ата выполне­
ны из листовой коррозионно-стойкой и ж аростойкой
стали.
Д л я получения 10 %-ного о статка дизельного топли­
ва делаю т следую щ ее. Б ерут 100 см 3 испытуемого ди­
зельного топлива, на ап п арате д л я разгонки нефтепро­
дуктов отгоняют в мерной цилиндр 89 см 3 ди сти ллята и
прекращ аю т нагрев. З атем даю т стечь в цилиндр еще
80
I1
I
I
I
<1
]
Рис. 18. Аппарат для определения
коксуемости нефтепродуктов:
/ — фарфоровый низкий тигель; 2 — кол­
пак; 3 и 4 — внутренний и наружный тиг­
ли; 5 — муфель; 6 — треножник; 7 — газо­
вая горелка.
1 см 3 дистиллята до уровня
90 см3. Включают нагрев и в ко­
ническую колбу собирают ди­
стиллят, отгоняющийся свыше
90 см 3. В колбу сливают такж е
теплый остаток из перегонной
колбы.
Д л я каж дого определения пе­
регоняют не менее двух раз по
100см3 дизельного топлива,соби­
рая остаток в одну и ту ж е колбу.
ffiz i
Содержимое колбы тщательно
перемешивают и берут на анализ.
Перед испытанием низкий фарфоровый тигель в те­
чение 2 ч прокаливают на горелке, затем охлаждаю т
1...2 мин на воздухе и 1 ч в эксикаторе и взвешивают на
аналитических весах с погрешностью не более 0,0002 г.
В этот доведенный до постоянной массы тигель помеща­
ют 10 г 10 %-ного остатка дизельного топлива, взвешен­
ного с погрешностью не более 0,01 г. Фарфоровый тигель
с навеской устанавливаю т во внутренний тигель, кото­
рый затем помещают в наружный, на дне которого на­
сыпан песок. Оба тигля закры ваю т крыш ками. П еска на
дне
наружного
тигля
должно
быть
столько,
чтобы крыш ка
внутреннего тигля хорошо при­
легала к крышке наружного (18...24 см 3 п еска). Крышка
наружного тигля долж на свободно закры ваться, чтобы
образующиеся при нагревании 10 %-ного остатка пары
легко выходили наруж у. Пустотелый муфель прибора
помещают на треножник. Собранные таким образом
тигли устанавливаю т в пустотелый муфель, центри­
руют с помощью посадочных лапок наружного тиг­
ля и закрываю т колпаком, обеспечивающим равно­
мерный обогрев. Аппарат
переносят в вытяжной
шкаф.
6—793
8!
w
П од дно н аруж н о го ти гл я ус тан ав л и в аю т газо вую
го р елку. П л ам я ее до лж н о бы ть вы со ки м , некоптящ им и
отрегулировано т а к , 4тобы н агр еван и е ти гл я до н ач ал а
горения паров 10 % -ного о с т ат к а ди зельн ого топли ва
н ад колпаком п ро долж ало сь около 12 мин. К о гд а по­
яви тся ды м н ад верхним цилиндром к о л п а к а , пары з а ­
ж игаю т. П л ам я горелки значительно ум ен ьш аю т; вы со та
пламени н ад колп аком не д о л ж н а п ревы ш ать вы со ту
проволочного м ости ка (50 м м ). Если при проведении
опыта п л ам я н ад колп аком и сч езает, уси ли ваю т н агр е­
вание газовой горелкой. П ериод горения считаю т зак о н ­
ченным, к о гд а н ад колп аком не н аб л ю дается о б р азо в а­
ния синего д ы м а . Э тот период до л ж ен д л и ться 13...
14 мин.
По окончании горения увели чи ваю т п л ам я газовой
горелки и н агр еваю т нижнюю ч асть н ар уж н о го ти гл я
до красного кал ен и я. П ро кал и ваю т н ар уж н ы й ти гел ь
7 мин. З ат ем го р ел ку у д ал я ю т , через Э* мин сни м аю т
к о л п ак и кр ы ш ку н ар уж н о го ти гл я, а ещ е через 15 мин
вы ним аю т фарфоровый ти гел ь и с т а в я т его в экси като р .
О х л аж д аю т его 30...40 мин, после чего взвеш и ваю т с по­
греш ностью не более 0,0002 г.
О бработка
р е зул ь тато в .
К о ксуем о сть
х
(% )
10 % -ного о с т а т к а ди зельного топ ли ва определяю т по
ф ормуле
х = 100т ! т ъ
где т и гп\ — массы коксового и 10 %-ного остатков, г.
З а р е зул ь тат и сп ы тания принимаю т ср едн ее ариф ме­
тическое значение д в у х п ар ал л ел ьн ы х определений.
Работа № 14. ОПРЕДЕЛЕНИЕ
ТЕПЛОТЫ СГОРАНИЯ
ДИЗЕЛЬНОГО ТОПЛИВА
Общие сведен и я. В со став к а ж д о го топли­
в а входит горю чая и негорю чая часть.
Г о р ю ч а я ч а с т ь п р е д с тав л яет собой разли чны е
углеводороды и д р уги е соединения, в которы е вх о д ят
угл ер о д , водород, кислород, азо т, сер а.
Н е г о р ю ч а я ч а с т ь (б а л л а с т ) в ж и дко м топливе —
это вода и зола. З ола п р е д с тав л яет собой негорючий
остато к, образую щ ийся после сго р ан и я топ ли ва. В о с­
новном зо л у со ставл яю т м и неральны е м ехан и чески е
82
примеси, попадающие в топливо извне — частицы пыли,
песка и т. п.
Топливо, которое подается в двигатель внутреннего
сгорания в естественном состоянии и содержит горючую
часть (С, Н, О, N, S ) , вл агу W7 и золу А, называется
рабочим топливом. Элементный состав рабочего топли­
ва определяется уравнением
Ср + Нр + Ор + Np + Sp + Ар + W* = 100%.
(23)
Иногда теплоту сгорания топлива пересчитывают на
горючую массу, которая не содержит влаги и золы. Го­
рючая м асса топлива вы раж ается уравнением
Сг + Нг + Ог + Nr + Sr = 100%.
(24)
Тепловая ценность топлива характеризуется его
удельной теплотой сгорания.
Удельная теплота сгорания
Q (кД ж/кг
или кД ж /м 3) — это количество теплоты, выделяемой
при полном сгорании 1 кг жидкого или твердого топлива
или 1 м3 газообразного. Этот показатель можно опреде­
лить д вум я методами: расчетным и опытным.
П р и р а с ч е т н о м м е т о д е надо знать элемент­
ный состав топлива. Согласно закону Г. И. Гесса, тепло­
та сгорания топлива зависит только от начальных и ко­
нечных продуктов сгорания и не зависит от характера
промежуточных реакций. Поэтому теплота сгорания
топлива равна суммарной теплоте сгорания составля­
ющих его элементов.
В связи с тем что топливо представляет собой не м е­
ханическую смесь различных элементов, а сложное хи­
мическое соединение, при его сгорании вы деляется
несколько меньше теплоты. Часть ее идет на разрушение
связей м еж ду молекулами. Вода, образую щ аяся от сго­
рания водорода топлива, превращ ается в пар, и на этот
процесс затрачивается определенное количество тепло­
ты. При сгорании 1 кг водорода топлива образуется 9 кг
воды. Поэтому различают высшую QB и низшую QH
удельную теплоту сгорания.
В ы с ш а я у д е л ь н а я т е п л о т а сгорания топли­
ва вы деляется при полном сгорании 1 кг жидкого или
твердого или 1 м3 газообразного топлива, если образу­
ющиеся водные пары конденсируются.
Н и з ш а я у д е л ь н а я т е п л о т а сгорания топли­
ва вы деляется при полном сгорании 1 кг или 1 м3 топ6*
83
1
ли ва без учета теплоты, затраченной на испарение в л а ­
ги, образую щ ейся при сгорании водорода, и влаги , со­
держ ащ ей ся в топливе.
Таким образом, если в п родуктах сгорания топлива
вода находится в виде ж идкости, то вы дел яется вы сш ая
теплота сгорания, если в виде п ар а — то низш ая.
С вязь м еж д у низшей и высшей теплотой в ы р аж аетс я
уравнением
QH= QB— 25 (9Н + W),
(25)
где 25 (9Н + Н 7)— количество теплоты, которое затрачивается на
парообразование воды топлива и выбрасывается с продуктами сго­
рания в атмосферу; 9Н — масса воды, образующаяся при сгорании
единицы массы водорода; Н и W — содержание в топливе водорода
и воды, %• Коэффициент 25 указы вает, что при выносе в атмосферу
1 кг пара забирает 2512 к Д ж , если вода находится в парообразном
состоянии при охлаждении выпускных газов до 20 °С. В формуле
количество теплоты 2512 разделено на 100, так как Н и Й7 подстав­
лены в процентах.
П р и о п р е д е л е н и и по
э л е м е н т н о м у со­
ставу
пользую тся
ф ормулами,
предложенными
Д . И. М енделеевы м. Они п оказы ваю т, что теплота сго­
рания топлива р авн а суммарной теплоте, вы деляем ой
при сгорании его отдельных элементов.
В ы сш ая уд ел ьн ая теплота сгорания ж и дко го или
твердого топлива
QB = 339С + 1256Н — 109 (О — S).
(26)
Н изш ая теплота сгорания ж и дко го или твердого
топлива
QH= 339С + 1030Н — 109 (О — S) — 25W,
(27)
где коэффициенты выражаю т теплоту сгорания отдельных элемен­
тов, деленную на 100; С, Н, О и S — содержание различных элемен­
тов в топливе, %.
Проведение испытаний. Д л я определения теплоты
сгорания топлива опытным путем используют калори ­
метрическую устан о вку (рис. 19). Сущ ность м етода з а ­
клю чается в сж игании навески испытуемого ж и дко го
топлива в калориметрической бомбе (при постоянном
объеме) в среде сж ато го кислорода и определении коли­
чества теплоты, выделивш ейся при сгорании.
К алориметрическая бомба, изготовленная из н ер ж а­
веющей стали, п р едставляет собой толстостенный ци­
линдрический сосуд, закры ты й крыш кой 6 (рис. 2 0 ).
Она крепится к корпусу накидной гайкой 3. В ее кан алы
84
Рис. 19. Калориметрическая установка:
/ — баллон с кислородом; 2 — редуктор; 3 — манометр; 4 — калориметриче­
ская бомба; 5 — калориметр; 6 — термометр; 7 — электрический щит; 8 —
электромотор.
д л я вп уска и вы п уска газов ввернуты ш туцера 4 с кол­
пачками 5. Т рубка 2 предназначена дл я заполнения
бомбы кислородом, одновременно она сл уж и т электро­
дом. Выпускной штуцер снабж ен игольчатым вентилем.
В крыш ку 6 ввернут токоведущ ий стерж ень 7 с кольцом
д л я удер ж ан и я чашки 8. Бомба сам оуплотняется д а в л е ­
нием наполняющего ее г а з а ; при гидравлическом испы­
тании она долж н а вы дер ж и вать давление 10 М П а.
Бомбу помещают в калориметр, который состоит из
калориметрического сосуда и термостатирую щ ей обо­
лочки. Калориметрический сосуд цилиндрической формы
выполнен из тонкого тщ ательно отполированного м етал ­
лического листа. Оболочка представляет собой двухстен ­
ный металлический ко ж ух, защищающий калориметри­
ческий сосуд от воздуш ных потоков и колебаний тем пе­
р атур ы окруж аю щ ей среды.
В чаш ечку 8 наливаю т 0,5...0,6 г испытуемого нефте­
продукта. М еж д у электродам и 2 и 7 прикрепляют з а ­
пальную проволоку (ж елезную , никелиновую, константановую или медную ) диаметром 0,1...0,2 мм. Ее изгиба­
ют в виде петли, в которую укрепляю т полоску
запальной пленки. В бомбу наливаю т 1 мл дистиллиро­
ванной воды.
85
М еж ду бомбой и кисло­
родным баллоном 1 (см.
рис. 19) включают редуктор
2 с манометром 3 и напол­
няют
калориметрическую
бомбу до требуемого давле-1
ния (2,9 М П а дл я жидкого
топлива).
Бомбу устанавливаю т на
дно калориметрического со­
суда, который заливаю т ди­
стиллированной водой до
полного погружения бомбы.
Колпачки 5 (рис. 20) до лж ­
ны вы ступать над водой.
Температуру воды в калори­
метре замеряю т специаль­
ным термометром 6 (см.
рис. 19) с ценой деления
0,01 °С. М еш алка, приводи­
м ая в действие с помощью
электромотора 8, быстро и
полностью
перемеш ивает
Рис. 20. Калориметрическая
воду в сосуде.
бомба:
Испытание разделяется
1 — цилиндрический корпус; 2 —
трубка для заполнения бомбы кис­
на
три
периода: начальный,
лородом, служ ащ ая одновременно
который предш ествует сж и­
электродом;
3 — накидная гай ка;
4 — штуцер;
5 — колпачок;
6—
ганию топлива и служ и т дл я
крыш ка;
7 — токоведущий
стер,
жень с кольцом; 8 — чаш ечка; 9 —
учета теплообмена калори­
ножки.
метрической системы с окру­
жающей средой в условиях
начальной температуры испытания; главный, в котором
происходит сгорание топлива, передача выделившейся
теплоты калориметрической системе и выравнивание
температуры всех ее частей; конечный, который служ ит
дл я учета теплообмена калориметрической системы с
окружающей средой в условиях конечной температуры
испытания.
Температуру во время испытаний по термометру от­
считывают в целых и дольных частях деления ш калы.
В начальном периоде после нулевого отсчета тем перату­
ры делаю т пять отсчетов по ш кале термометра с интер­
валом в 1 мин. При отсчете температур используют
секундомер. При последнем отсчете зам ы каю т цепь
86
электрического тока, подсоединенную к клеммам бом­
бы. Происходит запал топлива. После этого начинается
главный период, в котором отсчеты температуры прово­
дят через каж ды е 0,5 мин. Интервал м еж ду последним
отсчетом в начальном периоде и первым отсчетом в гл ав­
ном периоде является первым интервалом главного пе­
риода.
Главный период заканчивается с наступлением р ав­
номерного изменения температуры воды в калориметри­
ческом сосуде. Интервал с равномерным изменением
температуры относят к конечному периоду. За послед­
ним отсчетом главного периода следует первый полуми­
нутный интервал конечного периода. Всего в конечном
периоде проводят десять отсчетов температуры через
каж ды е 0,5 мин.
По окончании испытания выключают электромотор,
приподнимают термометр, снимают крыш ку калоримет­
ра, отключают провода от бомбы, вынимают бомбу из
воды и вытирают ее снаружи. Затем отвинчивают кол­
пачок с выпускного штуцера и выпускаю т газы , отвин­
чивают накидную гай ку и снимают крышку. Жидкость
из бомбы выливают, внутренние части бомбы промыва­
ют дистиллированной водой и тщательно вытирают.
Запись результатов испытания. Пример записи ре­
зультатов испытания дизельного топлива с ртутным тер­
мометром переменного наполнения приведен ниже.
Номер
отсчета
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10 Запал
11
1-2
13
14
15
Показания
термометра*
деления шка­
лы
Период
1,225
Начальный
—
1,226
—
1,227
—
1,228
—
1,229
—
1,230
1,236
2,350
2,710
2,730
2,742
Главный
Номер
отсчета
Показания
термометра,
деление шка­
лы
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
2,757
2,765
2,771
2,776
2,780
2,781
2,782
2,783
2,784
2,785
2,786
2,787
2,788
2,789
2,790
Период
Конечный
87
О бработка р езультатов. Удельную теплоту сгорания
Qc (кД ж / кг) испытуемого неф тепродукта в бомбе вы­
числяют по формуле
С U» — к ± АО — (ЯЩ + Qnn Щ)
т
/£8)
где С — теплоемкость калориметрической системы (находятся для
каждой установки опытным п утем ), кДж/°С;
и ta— конечная и на­
чальная температура главного периода, град по шкале термометра;
А/ — поправка к показаниям термометра, учитывающая теплообмен
калориметра с окружающей средой; q — удельная теплота сгорания
запальной проволоки, кДж/кг; т\ — масса проволоки дл я зап ала, кг;
Qnn — удельная теплота сгорания пленки, кД ж/кг; гпг — м асса плен­
ки, кг; т — навеска испытуемого нефтепродукта, кг.
П оправку At к показан и ям
по формуле
At = ~ ^ 2 1 +
терм ом етра
(29)
v 2 z 2,
*
вычисляю т
*
где v\ и i >2 — средние скорости изменения показания термометра за
один интервал в начальном и конечном периодах; г ( — число интер­
валов главного периода с быстрым подъемом температуры (0,3 СС и
более за 0,5 мин). К Z\ относят первый интервал главного периода
независимо от подъема температуры за этот интервал; z j — число
интервалов главного периода, не отнесенных к Z\.
Если общее число интервалов главного периода со­
ст ав л я ет г, то
?2 = z
Zj.
(30)
У дельная теплота сгорания проволоки q (к Д ж / к г):
железной — 6690;
никелиновой — 3240;
константановой — 3240; медной — 2510.
При подсчете высшей удельной теплоты сгорания QB
в найденное значение Qe вносят поправки на теплоту
образования и растворения серной и азотной кислот, по­
лучаю щ ихся из продуктов сгорания.
В ы сш ая уд ел ь н ая теплота сгорания испы туемого ди ­
зельного топлива
QB — Qe — (P S -Ь а ),
(31)
где р — коэффициент, учитывающий удельную теплоту образования
серной кислоты из двуокиси серы и растворения этой кислоты в во­
де. Он составляет 94 кДж/кг на 1 % серы, перешедшей в серную кис­
лоту; S — содержание серы в топливе, %; а — коэффициент, учиты­
вающий теплоту образования и растворения в воде азотной кислоты.
Д ля топлива, используемого в высокооборотных дизелях, он состав­
ляет 50 кДж/кг.
88
Низшая удельная теплота сгорания
Qb = Qb — 25 (9Н + W).
Окончательные результаты испытания округляют с
[ югрешностью до 40 кДж/кг.
Пример расчета. Данные для расчета:
С = 14,5 кДж/°С;
= 1,230 деления, t2 = 2,780 деления;
|щ = 0,01-10—3 кг; q = 6690 кДж/кг;
г2 = 7i Qdj1 == 1600 кДж/кт;
т — 0,5 *10—3 кг; г^ = 3;
т г = 0 ,0 3 -10"*9 кг.
Средние скорости изменения показания термометра
Vi = (1,225 — 1,230): 10 = — 0,0005;
0а = (2,780 — 2,790): 10 = — 0,001.
Поправка к показаниям термометра,
окружающей средой
Afi-J ~ ? ’-<^ 0
2
5
учитывающая теплообмен
з _ 0,001-7 = — 0,0093.
Удельная теплота сгорания топлива
_ 14,5 (2,780— 1,230 — 0,0093) — (6690-0,0Ы 0~ 8 +
Qo~
0,5-10—»
-4- 1600-0,03-10—а)
ШШЯ 1 ,
—-------------------------- = 44 450 кДж/кг.
0,5-10-®
Содержание серы в дизельном топливе равно 0,2 %.
Высшая удельная теплота сгорания дизельного топлива
QB = 44 450 — (94 -0,2 + 50) = 44 380 кД ж/кг.
Содержание водорода в дизельном топливе составляет 13 %> со|держание воды равно нулю.
Низшая удельная теплота сгорания
QH= 44 380 — 25 (9-13 + 0) = 41 460 кДж/кг.
Работа № 15. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЙОДНОГО ЧИСЛА
И СОДЕРЖАНИЯ НЕПРЕДЕЛЬНЫХ
УГЛЕВОДОРОДОВ В ДИЗЕЛЬНОМ ТОПЛИВЕ
Общие сведения. В дизельном топливе на
ряду с парафиновыми, нафтеновыми и ароматические
углеводородами содержатся такж е непредельные угле
водороды, которые образуются в основном при перера
ботке нефти. Эти углеводороды характеризуются нали
чием двойных или тройных связей. Непредельные угле
водороды легко окисляются и способны к реакцияv
89
уп лотн ен ия (п о л и м ер и зац и и ), то есть соединения двух,
тр ех и более м о л екул по м есту двойной или тройной
связи .
В с вя зи с м алой химической устойчивостью и способ­
ностью к образованию вы со ко м о л екул яр н ы х смолисто­
асф альто вы х соединений н епредельны е углево до р оды в
больш инстве с л у ч а ев н еж ел ател ьн ы в неф тепродуктах,
особенно в см азо ч н ы х м ас л а х .
Н евы со кая стаби льн ость непредельных углеводоро­
до в топли ва с л у ж и т причиной о б р азо ван и я в нем смол
при хранении.
С о д ер ж ан и е непредельны х углеводородн ы х соедине­
ний в светл ы х н еф теп родуктах, в том числе и в ди зель­
ном топливе, определяю т при помощи йодного числа.
Й о д н о е ч и с л о — это количество (г) йода, погло­
щенного 100 г испы туем ого неф тепродукта.
Д л я определения йодных чисел и массовой доли
непредельных углеводородов в топливе сущ ествует д ва
м етода — А и Б.
Сущ ность работы зак л ю ч ается в воздействии на про­
бу испы туем ого топлива спиртовым раствором йода и
титровании свободного йода раствором тиосульф ата
н атрия.
П роведение испытаний. Д л я работы
необходимы
следую щ ие приборы и м атер и ал ы : набор стеклянной
лабораторной посуды ; двухромовокислы й калий (б и -.
хро м ат к а л и я ); формакопейный хлороформ; 20 %-ный
раствор йодистого к ал и я; 0,1 и раствор серноватисто­
кислого н атрия (тиосульф ата н ат р и я); 0,5 %-ный вод­
ный раствор к р а х м а л а ; спиртовые растворы йода — I
(д л я м етода А ) и II (д л я м етода Б ); сер н ая кислота;
ацетон.
О п р е д е л е н и е п о м е т о д у А. При подготовке
к проведению испытания отобранную пробу образца
топлива, содерж ащ ую в л агу , предварительно фильтру­
ют через в а т у или удал яю т в л а гу осушающим вещ ест­
вом.
З атем определяю т фактор F раствора тиосульф ата
натрия. С этой целью в коническую колбу вместимо­
стью 250 см 3 берут н авеску 0,1 г бихромата кали я, 80 см*
дистиллированной воды, 10 см 3 20 %-ного раствора
йодистого кал и я, 5 см 3 разбавленной серной кислоты.
Содержимое колбы взбалты ваю т и с тавят ее в темное j
место. Через 5 мин в содержимое колбы добавляю т
90
...2 см 3 раствора кр ах м ал а и титрую т раствором тио|ульф ата натрия.
Ф актор тиосульф ата натрия
F = т/(0,004903710,
(32)
ie т — масса бихромата калия, г; 0,0049037 — количество бихромаИ 1 калия, эквивалентное 1 см3 0,1 и раствора тиосульфата натрия, г;
— объем тиосульфата, израсходованного на титрование, см3.
М ассу пробы отбирают в стаканчи к д л я взвеш ивания
зависимости от предполагаемого йодного числа испы■ уемого топлива (табл. 9 ). Погрешность при взвеш ива| ии не до лж н а превыш ать 0,0004 г.
Пробу испытуемого топлива можно отбирать при
I омощи ам пулы , капельницы или микропипетки. В пер|ом случае ам п ул у сначала взвеш иваю т и нагреваю т
|:ад пламенем газовой горелки или спиртовки. Затем
ончик кап и лляра ам пулы быстро погруж аю т в испытуеюе топливо, налитое в стакан чи к д л я взвеш ивания.
Z целью создания внутри ампулы достаточного разр е­
жения ш арик ам пулы охлаж даю т льдом или твердой
тлекислотой. Заполненную ам п ул у снова взвеш иваю т
I по разности определяют м ассу топлива.
Во втором случае испытуемое топливо наливаю т в
;апельницу и взвеш иваю т ее. З атем в фоническую колбу
I галивают 15 см 3 ацетона и из капельницы ту д а ж е к а ­
п аю т примерно 15 капель. После этого капельницу сноI sa взвеш иваю т и по изменению ее массы определяют
I лассу пробы топлива.
В случае отбора пробы топлива микропипеткой дл я
и зм ерения массы топлива в гр ам м ах предварительно
рпределяю т его плотность при тем пературе испытания с
[томощью денсиметра или ареом етра и затем умнож аю т
I аа взятый объем.
|
Предполагаемое
йодное число.
г йода на 100 г
топлива
До 5
От 5 до 10
> 10
10. Данные для отбора пробы
дизельного топлива при
определении йодного числа
по методу Б
Масса пробы
топлива* г
Предполагаемое
йодное число»
г йода на 100 г
топлива
2 ,0 ...4 ,0
1 , 0 . ..2 ,0
0 , 2 . ..0 ,4
До 1
От 1 до 5
» 5
Масса пробы
топлива, г
сл
о
I ). Данные для отбора пробы
дизельного топлива при
определении йодного числа
по методу А
.10,0
1 ,0 .. .5 ,0
0 ,5 .. .1 ,0
91
Затем в коническую колбу с притертой пробкой вме­
стимостью 500 см 3 помещают стакан ч и к с пробой и на­
ливаю т ту д а ж е 15 см 3 ацетона.
Если пробу топшива отбирали в ам п ул у, то в колбу
наливаю т 5 см 3 ацетона, опускаю т т у д а ам п ул у с топли­
вом и разбиваю т ее стеклянной палочкой, после чего
обмываю т палочку и стенки колбы 10 см 3 ацетона.
В колбу с помощью бюретки до бавляю т 25 см 3 спир­
тового раствора йода-1, 150 см 3 дистиллированной воды
и, быстро закр ы в пробку, встряхиваю т не менее 5 мин,
затем ст ав ят в темное место. Примерно через 5 мин в
колбу добавляю т 20...25 см 3 раствора йодистого кал и я и
титрую т раствором тиосульф ата натрия. При появлении
светло-желтой окраски в колбу до бавляю т 1—2 см 3 рас­
твора кр а х м а л а и продолж аю т титровать содержи­
мое колбы до
исчезновения
синевато-фиолетовой
окраски.
П араллельно с анализом пробы проводят контроль­
ный опыт в той ж е последовательности и с теми ж е
объемами реакти вов, но только в колбу не помещают
пробу исследуемого топлива.
По полученным данны м испытания подсчитывают
йодное число ЙЧ
ЙЧ = (V~ VJ F ° .°1269 100,
(33)
т
где V и Vi — объемы 0,1 н раствора тиосульфата натрия, израсходо­
ванные на титрование в контрольном опыте и испытуемого нефтепро­
дукта, см3; F — фактор 0,1 н раствора тиосульфата натрия; 0,01269 —
количество йода, эквивалентное 1 см3 0,1 н раствора тиосульфата
натрия, г; т — масса испытуемого нефтепродукта.
М ассо вая до ля X (% ) непредельных углеводородов
в дизельном топливе
Х = ЙЧ М/254,
(34)
где ЙЧ — йодное число дизельного топлива, г йода на 100 г топли­
ва; М — средняя молекулярная масса непредельных углеводородов
топлива (из справочных таблиц); 254 — молекулярная масса йода.
О п р е д е л е н и е п о м е т о д у Б. Взвеш иваю т про­
бу исследуемого топлива, м ассу которой выбираю т в
зависимости от предполагаемого йодного числа топлива
(табл. 10).
В д ве конические колбы вместимостью 500 см 3 нали­
ваю т по 10 см 3 хлороформа. В одну из них помещают
92
I
Я робу исследуемого топлива, другая — контрольная.
■ i обе колбы пипеткой каплями добавляют по 10 см3
Шпиртового раствора йода-П. Затем колбы быстро за1 рывают притертыми пробками, встряхивают и ставят в
аемное место. Через 1 ч в обе колбы приливают по
■ 0 см3 раствора йодистого калия и по 150 см3 дистиллиI ованной воды.
После этого содержимое в колбах титруют 0,1 н расвором тиосульфата натрия до появления светло-желтой
•краски, затем добавляют 1...2см3 раствора крахмала
продолжают титрование до исчезновения синевато-фио(етовой окраски.
йодное число ЙЧ и массовую долю X непредельных
глеводородов в топливе определяют по формулам (33)
I (34).
За результат испытаний принимают среднее арифмеическое двух последовательных определений с точно­
стью до десятых.
По полученному йодному числу проверяют соответ:твие испытуемого дизельного топлива стандарту.
Работа № 16. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ
СЕРЫ В ДИЗЕЛЬНОМ ТОПЛИВЕ
Общие сведения. Сера в нефтепродуктах,
з том числе и в дизельном топливе, может быть как в
:вободном, так и в связанном состоянии в виде серово;орода H2S или других органических соединений. Серо­
водород относится к активной группе; при контакте с
металлами деталей двигателя вступает с ними в реак­
цию. Другая группа' сернистых соединений — неактив­
ная, или нейтральная, — непосредственно на металл не
действует, но при сгорании топлива способствует образо­
ванию коррозионно-активных оксидов серы. Эти оксиды
вызывают основную коррозию деталей двигателя. Сер­
нистая коррозия наиболее распространена в теплонапря­
женных форсированных двигателях.
Сернистая коррозия может быть газовой или жидко­
стной.
Сернистый S 0 2 и серный SO3 ангидриды, образую­
щиеся при сгорании топлива в камере сгорания двига­
теля, служат причиной газовой коррозии верхней части
цилиндра и первого поршневого кольца.
93
Оксиды серы, прорываясь с продуктами сгорания в '
картер двигателя, вступают в контакт с парами воды,
образуют сернистую и серную кислоты. Они вызывают
жидкостную коррозию, увеличивающую главным обра­
зом износ подшипников кривошипно-шатунного меха­
низма.
Кроме того, сера в топливе способствует быстрому
отложению нагаров на детал ях дви гателя, повышению
их твердости и тем самым ускорению абразивного изно­
са деталей.
Известно, что при увеличении содержания серы в ди-1
зельном топливе с 0,2 до 0,5 % износ деталей двигателя
повышается на 25...30 %, а при увеличении содержания
ее до 1 % износ возрастает вдвое. Поэтому содержание
серы в дизельном топливе строго нормируется стандар­
том и все виды дизельного топлива разбиваю тся на две
подгруппы: малосернистые, содержащ ие до 0,2 % серы,
и сернистые, содержащ ие до 0,5 % серы.
Содержание серы в дизельном Топливе определяю»
при сжигании навески топлива с разбавителем в лампе,
последующем поглощении образовавш егося сернистого
ангидрида S 0 2 раствором углекислого натрия и титро­
ванием соляной кислотой.
Проведение
испытаний.
Д л я работы необходимы следу­
ющие приборы и материалы:
аппарат дл я определения серы
в нефтепродуктах типа ОС;
стеклянный водоструйный на­
сос или другой, создающий
разрежение; бюретки или мик­
робюретки, пипетки; 0,05 и
раствор
соляной
кислоты;
0,3 %-ный раствор углекислого
безводного натрия; 0,05 % -ный
раствор индикатора метилово-
Рис. 21. Схема установки для опреде­
ления серы в дизельном топливе лам­
повым методом:
1 — штатив; 2 — брызгоуловптель; S — аб­
сорберы; ламповое стекло; 5 — лампочка;
6 — исследуемое топливо.
94
I >оранжевого; этиловый спирт-ректификат технический;
■ знзин-растворитель или петролейный эфир; хромовая
■ viecb (хромпик).
Схема лабораторного прибора для определения со­
держ ан и я серы ламповым методом показана на рисун| е 21.
■ Перед сборкой прибора сначала удаляю т копоть со
■ ;ех его поверхностей, промывая его хромпиком, затем
■ щательно смывают водопроводной водой и ополаскива■ >т дистиллированной.
i i Промывают лампочку и фитиль бензином-раствориелем или петролейным эфиром.
Лампочку предварительно взвешивают с колпачком,
0 без фитиля и его трубочки, наливают в нее 0,9... 1 см3
спытуемого дизельного топлива.
После этого лампочку закры ваю т колпачком, снова
звешивают, добавляю т 3 см3 растворителя и вставляэт трубочку с фитилем.
М ассу т (г) испытуемого топлива определяют по
азности масс лампочки с дизельным топливом и пусой. Взвешивают на аналитических весах с погрешно:тью не более 0,0004 г.
Д л я проведения контрольного опыта в лампочку нашвают, не взвеш ивая, растворитель, которым разбавляш дизельное топливо и в том ж е количестве, но с уче­
том 2 см3 на промывку фитиля.
После сборки прибора включают насос для просасызания воздуха через абсорберы. Затем заж игаю т фи­
тиль лампочки и ставят ее под ламповое стекло. Край
фитильной трубочки должен выступать над нижним кр а­
ем лампового стекла не более чем на 8 мм.
Лампочку заж игаю т только от спиртовки, так к ак ее
ш амя не содержит серы. П ользоваться спичками не р аз­
решается. Затем регулируют высоту пламени (6 ...8 м м ).
Скорость всасывания воздуха регулируют зажимом
на трубке выше брызгоуловителя так, чтобы пламя не
коптило.
После полного сгорания смеси топлива с растворите­
лем в лампочку дополнительно наливают два раза по
1 см3 растворителя и сжигаю т его. Затем лампочку г а ­
сят, закрываю т ее колпачком и спустя некоторое время
выключают насос.
Разобрав аппарат, тщательно промывают каплеуловитель, ламповое стекло и верхнюю часть абсорбера
95
41
11
дистиллированной водой, подкрашенной метиловымы
оранжевым (3 с^ 3 на 1 л воды). Промывную воду ели-1
вают в абсорбер, в котором S 0 2 поглощалось раствором®
углекислого натрия. Промывку заканчивают при окра-1
шивании воды в розовый цвет.
Затем присоединяют водоструйный насос или резино-|
вую грушу к большому резервуару абсорбера при помо-1
щи пробки с пропущенной через нее стеклянной трубкой
и перемешивают растворы в абсорберах, переливая их £
из одного в другой и обратно.
Щ<1
В случае окрашивания раствора в абсорбере в розо- I
вый цвет испытание повторяют, но только уж е с мень­
шей пробой испытуемого дизельного топлива.
После этого приступают к титрованию растворов.
Сначала титруют раствор с продуктами сгорания конт- §
рольной жидкости 0,05 н раствором НС1 до розовой |
окраски (контрольный опыт). При титровании растворы 1
перемешивают такж е с помощью водоструйного насоса ]
или груши, переливая их из одного абсорбера в другой. 1
Затем титруют раствор, содержащий продукты его- I
рания испытуемого топлива. Конец титрования опреде- 1
ляют по появлению розовой окраски, одинаковой с |
окраской оттитрованного контрольного раствора.
Если окажется, что на титрование израсходовано ме- !
нее 3 см 3 раствора соляной кислоты (когда в абсорбер
залито 10 см3 раствора углекислого натрия), то испыта­
ние считают недействительным. Его повторяют, но с
меньшей пробой испытуемого дизельного топлива.
Содержание серы S (% ) подсчитывают по формуле
S = Ц — V J К 0,0008 • 100]/т,
(35)
где V и Vi — объемы 0,05 н раствора соляной кислоты, израсходо­
ванные на титрование контрольного опыта и раствора после погло­
щения продуктов сгорания топлива, см3; К — поправочный коэффи­
циент к титру 0,05 н раствора соляной кислоты; 0,0008 — масса се­
ры, эквивалентная 1 см3 0,05 н раствора соляной кислоты, г;
т — масса сгоревшего в лампочке дизельного топлива, г.
Полученные результаты сравнивают с требованиями
ГОСТа на дизельное топливо.
Работа № 17. ОПРЕДЕЛЕНИЕ
КИНЕМАТИЧЕСКОЙ ВЯЗКОСТИ
НЕФТЕПРОДУКТА
Общие сведения. Свойство жидкости ока­
зывать сопротивление течению (перемещению одного
96
яс. 22. Схема взаимного
:ремещения слоев жидкоги :
— состояние покоя; б — нача> движения.
F*fH U-1м/с
а
5
поя жидкости относительно другого) под действием
нешней силы н азы вается вязкостью (внутренним треним)| П репятствие перемещению слоев жидкости создаю т
илы молекулярного сцепления.
В язкость определяю т д л я ж идких нефтепродуктов,
апряж ение сдвига которых пропорционально скорости
еформации, то есть д л я ньютоновских ж идкостей. В язость их не зависит от касательного напряж ения и граиента скорости. Различаю т динамическую и кинематиескую вязкости.
Д и н а м и ч е с к а я в я з к о с т ь , или к о э ф ф и ц и н т д и н а м и ч е с к о й в я з к о с т и , — это отношение
ействующего касательного напряж ения к градиенту
корости. Д инам ическая вязко сть служ и т мерой сопроивления жидкости течению.
За единицу динамической вязкости в системе СИ
[ринята вязкость такой ж идкости, которая о казы вает
опротивление в 1 н взаим ному перемещению д в у х слов ж идкости площадью 1 м 2, находящ ихся один от друого на расстоянии 1 м и перемещ ающихся с относитель­
н а скоростью 1 м/с.
С хем а взаимного перемещения слоев жидкости покаана на рисунке 22.
Единицей динамической вязкости в системе СИ явгяется п аскал ь-секун да (П а -с ). Н а практике применяют
1П а> с= 10_3 П а-с, а т а к ж е сантипуаз (с П = м П а - с ).
Д инамическую вязко сть г] находят к а к произведение
аш ематической вязкости ж идкости v и ее плотности р
1ри той ж е тем п ературе
П — vp.
(36)
К и н е м а т и ч е с к а я в я з к о с т ь — это отношение
динамической вязкости т] ж идкости к плотности р при
гой ж е тем пературе
v = п/р.
Г—793
(37)
97
К и н ем ати ч еская в я зк о с т ь с л у ж и т мерой сопротивле­
ния ж и дко сти течению под влияни ем гравитационных
сил.
М ето д определен и я ки н ем ати ч еско й вязко сти заклю ­
ч а е т с я в изм ерении врем ени истечения определенного
о б ъ ем а испы туем ой ж и д к о сти под влияни ем силы тяж е­
сти .
К и н ем ати ч ескую в я зк о с т ь н ах о д ят к а к произведение
и зм ерен ного врем ен и истечения и постоянной прибора
д л я о п ределен и я в язк о с т и .
В си стем е С И единицей ки н ем ати ческой вязкости яв­
л я е т с я м 2/с. Н а п р ак ти к е п р и м ен яется меньш ая едини­
ц а — м м 2/ с = 1 0 ~ 6 м 2/с, а т а к ж е сан тистокс (сС т=
= м м 2/с).
Аппаратура. Д л я о п ределен и я кинематической вяз­
кости неф теп родуктов прим ен яю тся кап и ллярн ы е виско­
зи м етр ы из с т е к л а с м а л ы м коэффициентом температур­
ного р асш и рен и я ( т а б л .1 1 ).
11. Вискозиметры, применяемые для различных диапазонов вязкости
Тип вискози­
метра
Вискозиметры типа Оствальда для прозрачных
жидкостей:
Канон-Фенске
Пинкевича (ВПЖТ-4)
ВПЖТ-2
Вискозиметры с висячим уровнем для прозрач­
ных жидкостей:
ВПЖТ-1 (БС/ИП/СЛ)
Уббелоде
Вискозиметры с обратным протоком для проз­
рачных и непрозрачных жидкостей;
ВНЖТ (Канон-Фенске-Опакв)
БС/ИП/РФ
Диапазон вязкости,
мы*/с
0 ,5 .. 20 000
0 ,6 ... 10 000
0 ,6 ... 17 000
0 ,6 .. .30000
(3 ,5 .. .100000)
0 ,3 .. .100000
0 ,6 .. .20000
(0,4.. .20000)
0 ,6 .. .300000
Д л я ви ско зи м етр о в типа О с тв ал ьд а и с висячим уров­
н ем в р е м я и стечен и я до л ж н о б ы ть не менее 200 с, а для
ви ско зи м етр о в с о б р атн ы м п р о то ко м — более 200 с.
В к а ч е с т в е те р м о с т а т а или бани вискозиметра ис­
п о л ьзую т п розрачны й со су д (ри с. 2 3 ). Нефтепродукт, на­
х о д ящ и й с я в ви ско зи м етр е, п о гр уж аю т не менее чем на
20 м м н и ж е у р о в н я ж и д ко сти в б ан е и на 20 мм над дном
98
Рис. 23. Прибор для определения
кинематической вязкости нефте­
продукта:
I — термометр; 2 — мешалка; 3 — вис­
козиметр;
4 — электроподогреватель:
вискозиметра;
— тер­
мостат (баня).
В—капилляр
6
сосуда. Баню вискозиметра
снабжаю т устройством для
регулирования температуры
жидкости.
Д л я заполнения термо­
стата используют следую ­
щие жидкости: технический
этиловый спирт — дл я тем ­
пературы от —60 до + 1 5 °С;
дистиллированную воду —
д л я температуры от 15 до
60 °С; глицерин или раствор
глицерина с водой 1 :1 или светлое нефтяное масло —
д л я температуры свыше 60 °С.
Проведение испытаний. Перед проведением испыта­
ния подбирают вискозиметр с пределами измерения, со­
ответствующими ожидаемой вязкости испытуемого неф­
тепродукта. Вискозиметр должен быть сухим и чистым.
М еж ду определениями вискозиметр промывают раство­
рителем и суш ат воздухом. В качестве растворителей
применяют бензин-растворитель дл я резиновой промыш­
ленности, нейтральный эфир, ацетон, толуол и т .п . Пе­
риодически вискозиметр промывают хромовой смесью,
затем прополаскивают дистиллированной водой, ацето­
ном и суш ат воздухом.
Пробу-нефтепродукта фильтруют через сито, стеклян ­
ный или бумаж ный фильтр. При необходимости нефте­
продукт суш ат безводным сульфонатом натрия или про­
каленной крупнокристаллической поваренной солью и
затем фильтруют через бумаж ный фильтр. Если в я з ­
кость нефтепродукта определяют при тем пературе ниже
95 °С, то его предварительно подогревают. Вискозиметр
заполняют испытуемым нефтепродуктом и помещают в
баню, где устанавливаю т нужную тем пературу.
Работа с вискозиметрами различных типов произво­
дится следующим образом.
7*
99
В и с к о з и м е т р К а н о н - Ф е н с к е . Д ля заполне­
ния его испытуемым нефтепродуктом на трубку 2 (рис.
24, а) надевают резиновую трубку, трубку I погружают
в нефтепродукт и засасываю т его с помощью резиновой
груши или водоструйного насоса до метки М2. Вынима­
ют вискозиметр из сосуда с нефтепродуктом и возвраща­
ют в нормальное положение. На конец трубки 1 надева­
ют резиновую трубку. Затем вискозиметр помещают в
баню и выдерживают в ней 30 мин, при этом расширение
3 должно находиться ниже уровня жидкости в бане. Д а­
лее нефтепродукт засасываю т в расширение 4, пример­
но на 5 мм выше метки Mi и измеряют время переме­
щения мениска от метки Mi до М2.
Вискозиметр
Пинкевича
(ВПЖТ-4) и
ВПЖТ-2. На отводную трубку 3 (рис. 24 ,6 и в) надева­
ют резиновую трубку. Затем, заж ав пальцем колено 2 и
перевернув вискозиметр, погружают колено 1 в нефте­
продукт и засасываю т его до метки М2 при помощи ре­
зиновой груши. Когда уровень нефтепродукта достигнет
метки М2, вискозиметр вынимают и переворачивают.
Снимают с конца колена 1 избыток нефтепродукта. За­
тем на этот конец надевают резиновую трубку и уста­
навливают вискозиметр в термостат так, чтобы расшире­
ние находилось ниже уровня термостатирующей жидко­
сти. Вискозиметр выдерживают при заданной темпера­
туре не менее 15 мин, затем засасываю т нефтепродукт в
колено 1 примерно на */з высоты расширения 4. Сообщив
колено 1 с атмосферой, измеряют время перемещения
мениска нефтепродукта от метки Mi до М2.
В и с к о з и м е т р ВПЖТ-1 (БС/ИП/СЛ). Испытуе­
мый нефтепродукт наливают в вискозиметр через
трубку 1 (рис. 2 4 , г). Уровень его должен располагаться
м еж ду метками М 3 и М4. На трубки 2 и 3 надевают ре­
зиновые трубки. П ервая из них снабжена краном, вто­
р а я — краном и резиновой грушей. Вискозиметр уста­
навливают вертикально в термостат так, чтобы уровень
жидкости был на несколько сантиметров выше расшире­
ния 4.
При заданной температуре вискозиметр выдержива­
ют не менее 15 мин, затем засасываю т грушей при за­
крытой трубке 2 нефтепродукт выше метки Mi, пример­
но до середины расширения 4, и закрываю т кран, кото- I
рый соединен с трубкой 3. Затем открывают этот кран,
освобождают заж им на трубке 2 и измеряют время пе-
100
101
ремещения уровня нефтепродукта в трубке 3 от метки
М 1 до М2. Необходимо, чтобы к моменту подхода уров­
ня жидкости к метке Mi в расширении 5 образовался
«висячий уровень», а в капилляре не было пузырьков
воздуха.
В и с к о з и м е т р У б б е л о д е . Вискозиметр пово­
рачивают на 30° от вертикального положения, при этом
сосуд 7 (рис. 24, д) должен оказаться над капилляром.
Через трубку 1 вносят пробу; ее уровень должен дости­
гать метки М\. Д ал ее вискозиметр возвращают в нор­
мальное положение, уровень жидкости не должен быть
выше метки -М3. Вискозиметр помещают в баню и вы­
держиваю т 20 мин. На тр уб ку 3 надеваю т резиновую
трубку, трубку 2 закры ваю т пальцем и засасываю т неф­
тепродукт до половины расширения 4. Д ал ее трубку 2
открывают, нефтепродукт протекает из этой трубки в со­
суд 6, при этом должен образоваться «висячий уровень».
Освобождают трубку 3 и измеряют время перемещения
мениска жидкости от метки М i до М2.
Вискозиметр
ВНЖТ
(К а н о н - Ф е н е кеО п а к в ) . Н а отводную тр уб ку 3 (рис. 2 4 ,е) надевают
резиновую трубку. З а ж а в пальцем колено 2 и перевернув
вискозиметр, засасы ваю т нефтепродукт до метки М4.
Затем вискозиметр переворачивают и надеваю т на конец
колена 1 резиновую тр уб ку длиной 8...15 см с зажимом.
Открывают кран, заполняют нефтепродуктом приблизи­
тельно половину резервуара 6 и снова закрываю т кран.
Вискозиметр помещают в термостатирующую жидкость
и выдерживаю т 20 мин. З атем открываю т колено 1 и од­
новременно измеряют врем я течения жидкости от метки
Ali до Af? и от метки М 2 до Мг. По времени заполнения
р езервуара 5 находят вязкость нефтепродукта, время за­
полнения р езервуара 4 — контрольное.
В и с к о з и м е т р БС/ИП/РФ. Его устанавливают в
баню так , чтобы м етка М4 (рис. 24, ж) была на 3 см вы­
ше уровня жидкости в бане, а капилляр занимал верти­
кальное положение. Пипеткой в тр уб ку 1 вносят пробу
нефтепродукта. Закры ваю т тр уб ку 2 и останавливают
течение нефтепродукта тогда, когда его уровень на 5 мм
ниже метки М3. З атем пробу доливаю т до метки Л14 и
вискозиметр вы держ иваю т в бане 20„.30 мин.
Освобождают тр уб ку 2, доводят уровень нефтепро­
д ук т а до метки М 3 и снова закры ваю т трубку 2. Пипет­
кой 3 с предохранительным упором устанавливаю т неф-
102
тепродукт точно по м етке М 4. З атем освобождаю т тр уб ­
ку 2 и измеряю т врем я прохождения мениска от метки
М2 До Mt.
При определении кинематической вязкости нефтепро­
дукто в с помощью вискозиметров типа О ствальда и вис­
козиметров с висячим уровнем врем я истечения опреде­
ляю т не менее трех раз, а при использовании вискози­
метров с обратным потоком — не менее двух.
О бработка результатов. Кинематическую вязко сть
v (м м 2/с) испытуемого неф тепродукта определяю т по
формуле
v == Ст,
(38)
где С — постоянная вискозиметра, мм2/с? (дана в свидетельстве о
проверке); т — среднее арифметическое значение времени истечения
нефтепродукта в вискозиметре, с.
Г л а в а IV.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ
КАЧЕСТВА ТВЕРДОГО
И ГАЗООБРАЗНОГО ТОПЛИВА
Работа № 18. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЛАЖНОСТИ
ТВЕРДОГО ТОПЛИВА (КАМЕНЬОГО УГЛЯ)
Общие сведения. Наиболее часто использу­
ют такое твердое топливо, как каменный уголь, сланцы
и торф. В отличие от жидкого твердое топливо содержит
большое количество внутреннего и внешнего балласта
или негорючих компонентов, снижающих его удельную
теплоту сгорания. К балласту относится внешняя и ги­
гроскопическая (внутренняя) влага.
В н е ш н я я в л а г а WBa обычно находится на поверх­
ности топлива, и для ее удаления топливо достаточно
выдержать на воздухе при температуре 20...30°С.
Р а б о ч а я в л а г а Р представляет собой сумму
внешней и гигроскопической влаги. Рабочая влажность
твердого топлива (бурых углей, сланцев, торфа и древе­
сины) не должна быть выше 25...30 %, так как использо­
вание влажного топлива экономически невыгодно, а иног­
да даж е невозможно. Например, при выработке генера­
торного газа из топлива с влажностью более 25 %
нормальный процесс газификации не происходит.
Г и г р о с к о п и ч е с к а я в л а г а Wa определяется
лабораторным методом. Сущность метода заключается в
доведении навески воздушно-сухой аналитической пробы
твердого топлива (бурые и каменные угли, антрацит) до
равновесного состояния с окружающей средой при отно­
сительной влажности воздуха 58...62% и температуре
15...25°С и последующем определении содержания влаги
в навеске при температуре 105... 110 °С.
Проведение испытаний. Для работы необходимы сле­
дующие приборы и материалы: сушильный шкаф с тер­
морегулированием, обеспечивающим температуру 105..
...110°С; ртутный термометр; стеклянные стаканчики с
крышками; эксикаторы с фарфоровыми вставками; вод­
ный раствор серной кислоты плотностью 1,285...1,302 г/
/см3 для поддержания в эксикаторе относительной влаж104
ности воздуха 58...62 % ; плавленый хлористый кальций
для осушения воздушного пространства в эксикаторе.
В предварительно взвешенные на аналитических ве­
сах с погрешностью не более 0,0002 г стаканчики (бюксы) насыпают примерно по 2 г каменного угл я из приго­
товленной аналитической пробы. Затем стаканчики со
снятыми крыш ками ставят в эксикатор, в который залит
водный раствор серной кислоты. Д л я доведения влаги
топлива до равновесного состояния с окружающей сре­
дой стаканчики выдерживаю т в эксикаторе в течение
одних суток (выполняет лаборант накануне занятия сту­
дентов). Стаканчики с топливом вынимают из эксикато­
ра, сразу ж е закрываю т крыш ками и снова взвешивают
на аналитических весах с той ж е погрешностью. По р аз­
ности взвешивания определяют м ассу навески а.
После этого крышки стаканчиков приоткрывают и в
таком виде их устанавливаю т в предварительно нагре­
тый до Ю5...110°С сушильный шкаф. Температуру под­
держиваю т постоянной в течение всего опыта.
Стаканчики выдерживаю т в шкафу не менее 30 мин
при испытании каменного угл я и антрацита и не менее
60 мин при испытании бурого угл я.
Стаканчики с высушенным топливом вынимают из
шкафа, сразу ж е закры ваю т крышки и охлаж даю т сна­
чала на воздухе примерно в течение 2 мин и около 20 мин
в эксикаторе с хлористым кальцием. Затем их взвеши­
ваю т.
Обработка результатов. По разности м асс стаканчи­
ков с влаж ны м и высушенным топливом определяют м ас­
су испарившейся влаги.
Содержание гигроскопической влаги Wn (% ) подсчи­
тываю т по формуле
W” = b 100/а,
(39)
где Ъ— масса испарившейся в процессе сушки влаги, г;
навески топлива, г.
а — масса
Р езультаты определения гигроскопической влаги под­
считывают с погрешностью не более 0,01 %, а оконча­
тельные результаты округляю т до десяты х долей про­
цента. Расхождение м еж ду результатами д вух п арал­
лельных определений не должно быть больше 0,3 %.
В противном случае делаю т третье определение. Окон­
чательный результат подсчитывают к а к среднее арифме­
тическое двух наиболее близких определений.
105
Определив гигроскопическую Wa и зная внешнюю
влагу (ее определяют заранее), подсчитывают ра­
бочую
( % ) влагу
w p
=
Ц7ВН+ Ц7Л ( ЮО — Г вн)/100.
(40)
Для различных видов каменного и бурого угля и тор­
фа содержание рабочей влаги колеблется в широких
пределах ( 5 ...6 0 % ) .
Использование топлива с большой влажностью (бал- I
ластом) невыгодно, так как влага не только уменьшает i
долю полезной части топлива, но и отнимает часть выделившейся при сгорании теплоты на иагреванйе и парообразование.
Полученные результаты сравнивают- с требованиями
Г О С Т а на испытуемое топливо.
Работа № 19. ОПРЕДЕЛЕНИЕ З О Л Ь Н О С Т И
ТВЕРДОГО ТОПЛИВА (К А М Е Н Н О Г О УГЛЯ)
Общие сведения. Золой называется остаток, полученный при сжигании в тигле определенной на- |
вески топлива. Различные виды твердого топлива в от­
личие от жидкого содержат значительное количество
золы.
Зола в твердом топливе может быть первичного
(внутреннего) и вторичного (внешнего) происхождения.
Первичная
з о л а образуется при сгорании топ­
лива из различных минеральных примесей, содержащих­
ся в нем.
В т о р и ч н а я з о л а получается из посторонних ми­
неральных примесей, попавших в топливо при его добы­
че, транспортировании и хранении.
Количество внутренней золы в топливе зависит от его
состава: чем больше минеральная часть топлива, тем
больше золы. Зола относится к балласту, и большое со­
держание ее в топливе весьма нежелательно, так как при
этом существенно снижается тепловая ценность топлива.
Кроме того, при сжигании твердого топлива в топках
различных тепловых установок' быстро накапливается
шлак, и поэтому необходимо их регулярно очищать.
Содержание золы в каменном угле и торфе колеблет­
ся в широких пределах (5...25 % и более).
Для определения зольности бурого и каменного угля,
антрацита, горючего сланца, а также брикетов из них
106
существуют три метода озоления: медленное, ускоренное
с естественной вентиляцией и ускоренное с подачей в м у­
фельную печь кислорода. В практикуме описаны два из
них.
Сущность метода определения зольности заклю чает­
ся в полном сжигании навески твердого топлива и по­
следующем прокаливании зольного остатка.
При выполнении работы вид топлива и метод опре­
деления зольности зад ает преподаватель.
Проведение испытаний. Д л я работы необходимы сле­
дующие приборы и материалы: муфельная электропечь
с максимальной температурой 900 °С; милливольтметре
градуировкой ш калы до 1000 °С в комплекте с термопа­
рой ХА; перфорированная трубка из жаростойкой стали
(длина 350 мм, наружный диаметр 10... 12 мм, толщина
стенки 1,5...2 мм, диаметр отверстий перфорации 1,5 м м ) ;
фарфоровые прямоугольные лодочки; керамическая пла­
стинка толщиной не более 5 мм с размерами несколько
меньшими размеров рабочего пространства муфельной
печи; реометр-индикатор дл я зам ера количества подава­
емого кислорода; кислородный редуктор; хлористый
кальций или другое осушающее вещество; газообразный
технический кислород в баллоне.
М е д л е н н о е о з о л е н и е . Из приготовленной ан а­
литической пробы образца топлива (каменный, бурый
уголь или сланец), измельченного в порошок и просеян­
ного через сито (900 отверстий на 1 см 2) в предваритель­
но прокаленные и взвешенные лодочки берут навески
массой по (1 ± 0 ,1 ) г и помещают их в холодную муфель­
ную печь. Д л я озоления каменного угл я и антрацита
температуру муфельной печи повышают сначала в тече­
ние 30 мин до 500 °С и в течение следующих 30...60 мин
до 800...830°С.
Д л я озоления бурого угля и сланца начальную тем ­
пературу муфельной печи повышают в течение 30 мин
до 250 °С, следующие 30 мин — до 500 °С, а затем в тече­
ние 2 ч— до 800...830 °С.
При конечной температуре прокаливаю т в закрытой
муфельной печи зольный остаток пробы каменного угл я
в течение 1,5 ч, бурого угл я и сланца — в течение 1 ч.
После завершения прокаливания лодочки с зольным
осадком вынимают из печи, охлаж даю т на воздухе до
температуры окружающей среды, затем взвешивают с
погрешностью не более 0,0002 г.
167
Рис. 25. Схема установки для
ускоренного озоления с пода­
чей в муфельную печь кисло­
рода:
/ — баллон
с кислородом; 3 — ма­
нометр; 3 — реометр; 4 — муфель­
ная печь; 5 и 6 — отверстия для
термопары и д л я трубки.
Ускоренное
о з о л е н и е с п о д а ч е й в му­
ф е л ь н у ю п е ч ь к и с л о р о д а. Схема установки по­
к аза н а на рисунке 25.
М уфельную печь р азо гр еваю т до температуры 850...
875 °С. По достиж ении этой тем п ер атур ы устанавлива­
ют в печь пласти ну с лодочкам и и н авескам и топлива на
какую -либо п о д ставку на ур овн е ее п аза. В таком поло­
жении лодочки с н авескам и вы дер ж и ваю т при озолении
каменного и бурого у г л я в течение 3 мин и при озолении
сланца в течение 5 мин. П осле этого пластину с лодочка­
ми медленно продвигаю т в муф ельную печь со скоростью
2 см/мин, закр ы ваю т двер ц у и из б алло н а через редук­
тор подают кислород со скоростью 3 л/мин.
П родолж ительность озоления и тем п ературу в му­
фельной печи в зависимости от ви д а топлива выбирают
по таблице 12.
По истечении вы бранного из табли ц ы времени озолення н авесок подачу кислорода прекращ аю т, пластинку
с лодочками вы нимаю т из муфельной печи, охлаждают
на во здухе до тем п ер атур ы окруж аю щ ей среды и взве­
ш ивают лодочки с зольны м о статко м .
12. Условия озоления различных видов топлива
Вид топлива
Уголь:
каменный
бурый
Горючий сланец
108
Температура
в муфельной
печи. °С
800. . 830
8 0 0.. 830
8 5 0 .. 875
Продолжительность
озоления. мин, в лодочке
№
|№3
25
15
20
20
10
15
Обработка результатов. Аналитическую зольность
А л (% ) испытуемого топлива подсчитывают по формуле
Ал = Стз~ ^ 1- 100,
(41)
т %— щ
где т\9 m2 и т з — массы соответственно прокаленной лодочки, лодоч­
ки с навеской испытуемого топлива и лодочки с остатком после озо­
ления навески топлива, г.
За результат испытаний принимают среднее арифме­
тическое двух параллельных определений.
Д ля пересчета результатов определения зольности
Ал аналитической пробы на зольность другого состоя­
ния топлива, например сухого, одновременно из той же
пробы берут навески для определения содержания вла­
ги W31 в аналитической пробе.
Определив содержание влаги W31 в аналитической
пробе, подсчитывают зольность А0 (% ) в сухом состоя­
нии топлива
Ас Щ 100Лл/( 100 — Wn).
(42)
Зольность аналитической пробы пересчитывают на
зольность Лр рабочей массы топлива по формуле
Ц = Ал (100 — Wv)/[ 100 — W*),
(43)
где №р — рабочая влага топлива, %.
Этот показатель определяют по формуле
wp= Wm4- ^ Л( Ю 0 - ^ ВН)
(44)
100
где №вн — внешняя влага топлива. (Ее определяют высушиванием
топлива на воздухе до постоянной массы.)
В данной лабораторной работе значения влаги ана­
литической пробы W11 и внешней И7ВН исследуемого топ­
лива определяют в предыдущей работе или заранее и со­
общают студентам перед началом выполнения работы.
Полученные результаты сравнивают с требованиями
ГОСТа на испытуемое топливо.
Работа № 20. ОПРЕДЕЛЕНИЕ МАССОВОЙ ДОЛИ
СЕРОВОДОРОДА В СОСТАВЕ
ГАЗООБРАЗНОГО ТОПЛИВА
Общие положения. В народном хозяйстве
нашей страны газообразные виды топлива получают все
более широкое распространение из-за относительно низ­
109
кой стоимости, способности сгорать с небольшим избытком воздуха ( а = 1,02... 1,03) и более полно по сравнению
с жидкими топливами.
Многие виды газообразного топлива обладают высо­
кой теплотой сгорания. При работе двигателей на газо­
вом топливе отсутствует разжижение масла в картере,
что снижает износ деталей, уменьшается интенсивность
коррозии. Кроме того, горючие газы обладают высокой
детонацнонной стойкостью (октановые числа более 85),
и двигатель может нормально работать с более высокой
степенью сжатия, что обусловливает улучшение мощностно-экономнческих показателей. Весьма важное преи­
мущество работы двигателей на газе — значительное сни­
жение токсичности выхлопных газов по сравнению с
работой их на жидком топливе.
Обычно в качестве газового топлива для двигателей
внутреннего сгорания применяют сжатые или сжижен­
ные газы.
Сжатые
г а з ы — это газы, обладающие низкой
критической температурой и остающиеся в газообразном
состоянии при давлении до 20 М П а (метан, оксид угле­
рода, водород, этилен).
На газозаправочных станциях этими газами наполня­
ют баллоны автомобилей при давлении 20 М П а . Вмести­
мость баллона при нормальных условиях — 10 м3, масса
одного балЛона— 65 кг.
К существенным недостаткам топливной аппаратуры
автомобилей, работающих на сжатом газе, относится
большая суммарная масса всех баллонов, вследствие че­
го применение сжатых газов ограничено.
С ж и ж е н н ы е г а з ы обладают относительно высо­
кой критической температурой и при повышении давле­
ния до 1... 1,5 М П а переходят в жидкое состояние.
Эти газы болёе удобны как топливо для различных
целей, в том числе и для двигателей внутреннего сгора­
ния, так как их можно хранить и транспортировать в
баллонах, цистернах и других емкостях под относитель­
но невысоким давлением. Однако наряду с преимущест­
вами имеются и недостатки. Сжиженные углеводородные
газы (углеводороды Сз и С 4) токсичны, по степени воз­
действия на организм человека их относят к четвертому
классу.
Выпускают сжиженные газы трех марок, которые в
основном содержат пропан-бутановые углеводороды с
ПО
тремя-четырьмя углеродными атомамй в молекуле, а т а к ­
ж е их смеси.
Кроме этих углеводородов, в составе газового топли­
ва содержится сероводород. И з-за коррозионной акти в­
ности присутствие его в топливе нежелательно. С тан дар­
тами на сж аты е и сжиженные газы содержание серово­
дорода ограничивается до 0,02...0,05 г/м 3.
Массовую долю сероводорода в газе определяют р а з­
личными лабораторными методами. Наиболее простой
из них — кадмиевый. Сущность его заклю чается в из­
влечении сероводорода из газа раствором уксусно­
кислого кадм и я с последующим разложением в кислой
среде образовавш егося сернистого кадм и я и йодомет­
рическом
определении
выделивш егося
сероводо­
рода.
Проведение испытаний. Д л я работы необходимы сле­
дующие приборы и материалы : прибор дл я определения
сероводорода в газе; набор стеклянной лабораторной по­
суды ; 10 %-ный раствор соляной кислоты; 0,05 н титро­
ванный раствор йода; 5 %-ный раствор уксуснокисло­
го кадм и я (в 1 л готового раствора уксуснокислого к а д ­
мия добавляю т 10 см 3 8 0 % -ной уксусной ки слоты );
0,05 н титрованный раствор тиосульф ата натрия; 0 ,5 % ный раствор кр ахм ала.
Прибор дл я определения сероводорода в газовом топ­
ливе состоит из двух склянок Д рекселя 7 (рис. 26) вм е­
стимостью по 250 см 3; аспиратора 2, используемого т а к ­
ж е дл я зам ера объема газа, прошедшего через поглоти­
тели за время ан ализа; манометра 3 и термометра 4,
укрепленных в пробке верхней бутыли аспиратора. А с­
пиратор и поглотители соединены стеклянной трубкой с
краном 5; ниж няя и верхняя бутыли аспиратора — гиб­
ким шлангом с краном 1.
Перед работой собранный прибор проверяют на гер­
метичность. Д л я этого в один поглотитель наливаю т
100 см 3 дистиллированной воды, закры ваю т кран 6 и
тр уб ку манометра 3 и при открытых кран ах 1 и 5 опус­
каю т бутыль аспиратора (без пробки). Прибор считает­
ся герметичным, если пузырьки во здуха не проходят че­
рез поглотитель с водой и не изменяется уровень воды в
верхней бутыли аспиратора.
После проверки герметичности прибора в склянки
Д рекселя наливаю т по 50 см 3 раствора уксуснокислого
кадм и я. Прибор готов к работе.
111
Присоединяют емкость с пробой газа (или газовую
магистраль) к прибору, открывают краны /, 5 и 6 и про­
пускают исследуемый газ так, чтобы раствор уксуснокис­
лого кадмия во втором поглотителе оставался прозрач­
ным, а давление в аспираторе — постоянным (жидкость
в трубках манометра на одном уровне).
Если концентрация сероводорода в газе мала, то про­
пускают через прибор несколько десятков литров и для
измерения его объема после поглотителей включается
газовый счетчик типа ГСБ-400. После пропускания про­
бы газа краны 6 и 1 закрывают, измеряют объем воды,
вытекшей из верхней бутыли аспиратора, измеряют ба­
рометрическое давление, температуру и давление газа.
Раствор уксуснокислого кадмия с поглощенным серо­
водородом из склянок Д рекселя сливают в коническую
колбу. В нее приливают 25 см 3 титрованного 0,05 н рас­
твора йода и 10 см3 10 %-ного раствора соляной кисло­
ты, быстро закрываю т пробкой, встряхивают и ставят на
3...5 мин в темное место. Затем в колбу наливают дис­
тиллированную воду и разбавляю т таким образом в два
раза раствор уксуснокислого кадмия.
112
Содержимое колбы титруют 0,05 и раствором тиосуль­
фата натрия сначала до светло-желтой окраски, затем
приливают в колбу 1...2 см3 0,5 %-ного раствора крахма­
ла и продолжают титровать до исчезновения синевато­
фиолетовой окраски.
Массу поглощенного сероводорода X (г) вычисляют
по уравнению
X = 0,00085 (Уг — Кг),
где 0,00085 — количество сероводорода, эквивалентное I см3 0,5 н
раствора йода, г; Vi — объем 0,05 н раствора йода, израсходованного
на поглощение сероводорода, см3; V* — объем 0,05 и раствора тио­
сульфата натрия, пошедшего на титрование йода, см3.
Содержание сероводорода Х\ (% по объему) в анали­
зируемом газе вычисляют по формуле
I
ЛГ-22,414-1000-100
65923,5 X
л , = ----- :--------------- = ---------1----- .
34(Ко + К8)
Vo+Vi *
Н
(45)
_
где 22,414 — объем 1 моля сероводорода при нормальных условиях,
л; 34 — молекулярная масса сероводорода; Vo — объем взятого на
анализ газа, приведенного к нормальным условиям, см3; Уз — поправ­
ка на количество сероводорода, поглощенного раствором уксусно­
кислого кадмия, см3.
у
Vt (B — w)T 0 _ Vt (B — w) 273,2
0
Р0Т
101325(273,2 + /) *
где Vt — объем анализируемого газа при температуре t и давлении
В, см3; В — барометрическое давление, Па; w — давление водяных
паров при температуре опыта t, Па; t — температура измерения объ­
ема газа, °С.
Щ Щ0,5535V4,
где 0,5535 — объем сероводорода, соответствующий 1 см3 0,05 и рас­
твора йода, см3;
— объем 0,05 н раствора йода, израсходованный
на титрование сероводорода, см3.
Полученный результат сравнивают с требованиями
ГОСТа на газовое топливо.
Глава
V.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ
КАЧЕСТВА
МОТОРНЫХ МАСЕЛ
Работа № 21. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЯЗКОСТНО­
ТЕМПЕРАТУРНЫХ СВОЙСТВ МОТОРНОГО МАСЛА
Общие сведения. Вязкость служит основным
параметром моторных масел. По нему масла маркируют.
От вязкости моторного масла при рабочих температурах
в двигателе зависит качество смазывания трущихся де­
талей и их износ.
Вязкость моторного масла изменяется в зависимости
от температуры: с повышением температуры вязкость по­
нижается. Интенсивность изменения вязкости масла при
изменении температуры у различных моторных масел
неодинакова. Характер вязкостно-температурной кривой
оценивается индексом вязкости (И В ).
И н д е к с в я з к о с т и характеризует изменение вяз­
кости масел в зависимости от температуры, то есть поло­
гость вязкостно-температурной кривой масла.
Вязкость моторных масел с высоким индексом при из­
менении температуры изменяется незначительно, а вяз­
кость масел с низким индексом — значительно.
Индекс вязкости масел оценивают в условных едини­
цах. Определяют его способом сравнения кривой вязко­
сти испытуемого масла с аналогичными кривыми двух
эталонных масел. Одно из них характеризуется очень по­
логой кривой, его индекс вязкости принят за 100 единиц,
другое — крутой кривой, индекс вязкости принят за О
единиц. Вязкость эталонных и испытуемого масел одина­
кова при температуре 100 °С.
Моторные масла с более высоким индексом вязкости
обладают лучшими технико-эксплуатационными свойст­
вами. Д ля повышения индекса вязкости в моторные мас­
ла добавляют вязкостные присадки.
З а г у щ е н н ы м и называю тся масла, содержащие
вязкостную присадку. М аловязкое минеральное масло ха­
рактеризуется пологой кривой. В это масло добавляют
вязкостные присадки (полиизобутилены и полиалкилметакрилаты). Получают загущенное моторное масло, вяз­
кость которого при 100 °С увеличена за счет добавления
114
вязкостной присадки, а вязкость при О °С примерно такая
же, как и у маловязкого незагущенного минерального
масла. Таким образом получают загущенное масло с по­
логой вязкостно-температурной кривой и высоким индек­
сом вязкости.
Загущенные масла обладаю т хорошими вязкостно­
температурными свойствами и текучестью при низких
температурах, способствуют легкому и быстрому пуску
двигателя в холодное время года, образуют небольшое
количество нагара и обеспечивают минимальные потери
мощности на трение, что ведет к экономии топлива.
Д л я подсчета индекса вязкости определяют кинема­
тическую вязкость испытуемого моторного масла при 40
и 100 °С. Порядок определения изложен в работе № 13.
О бработка результатов. Индекс вязкости ИВ вычисля­
ют по формулам
ИВ =
ИВ j
V — v3
100;
(46)
100,
(47)
' У.
где v — кинематическая вязкость масла при 40 °С с индексом вязко­
сти, равным 0, обладающего при 100 °С такой же кинематической
вязкостью, как испытуемое масло, мм2/с (сСт); Vi— кинематическая
вязкость испытуемого масла при 40 °С, мм2/е (сСт); v2 — кинемати­
ческая вязкость масла при 40 °С с индексом вязкости, равным 100,
обладающего при 100 °С такой же кинематической вязкостью, как
испытуемое масло, мм2/с (сСт),
v3 =
V — v2.
По этим формулам вычисляют ИВ, если кинематиче­
ская вязкость масла при 100 °С находится в пределах 2...
70 мм2/ с (сСт).
Значения v и v3 берут из таблицы 10 приложения. Ес­
ли для найденного значения кинематической вязкости ис­
пытуемого моторного масла в этой таблице не указаны
v и V3, но оно находится в диапазоне приведенных значе­
ний, то v и уз рассчитывают методом линейной интерпо­
ляции.
Индекс вязкости моторного масла округляют до це­
лого числа. Точность расчета при 95 %-ной доверитель­
ной вероятности долж на соответствовать данным табли­
цы 13.
Если для измеренного значения кинематической вяз­
кости испытуемого масла в таблице 13 не указана точ8*
115
13. К определению индекса вязкости
Т о ч н о с ть
Кинематическая
вязкость п ри
100°C,m m s / c (сСт)
4
6
8
15
30
ив = 1 0 0
ив= о
повторяе­
м ость
воспроизво­
д и м о с ть
повторяе­
мость
воспроизво­
димость
2,4
2,1
1,9
1,5
1,2
4,8
4,2
3,7
3,0
2,5
1,7
1,3
1,1
0,7
0,4
3,4
2,6
2,2
1,4
0,9
ность, но эти значения находятся в диапазоне приведен­
ных значений, их рассчитываю т методом линейной ин­
терполяции.
Пример расчета. В результате проведенных испытаний было
установлено, что вязкость испытуемого моторного масла при 40 °С
равна 61,58 мм2/с (сСт), а при 100 °С — 8 мм2/с (сСт).
По таблице 10 приложения находят у = 100, v3= 40,4 мм2/с (сСт).
Полученные данные подставляют в уравнение 47.
ИВ = [(100 — 61,58): 40,4] 100 = 95,1.
Индекс вязкости округляют до целого числа: И В =95.
По таблице находим повторяемость и воспроизводимость для
кинематической вязкости 8 мм2/с (сСт):
И В = 0 повторяемость 1,9, воспроизводимость 3,7.
ИВ= 100 повторяемость 1,1, воспроизводимость 2,2.
По этим данным интерполяцией для И В = 9 5 получают повторяе­
мость 1,14, воспроизводимость 2,28.
Работа № 22. О Ц ЕН КА М ОТОРН Ы Х СВОЙСТВ
И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕРМООКИСЛИТЕЛЬНОЙ
СТАБИЛЬНОСТИ С М А З О Ч Н О Г О М А С Л А
Общие сведения. При работе в двигателе
физические и химические свойства смазочного масла из­
меняются. Вследствие этого в м асле накапливаю тся ней­
тральные продукты в виде смолистых веществ, асфальтенов, карбенов и других соединений глубокого окисления
масел, а такж е кислые вещ ества — органические кисло­
ты, оксикислоты, эстолиды и т. п. П родукты окисления
масел способствуют лако- и нагарообразованию на дета­
лях поршневой группы, что может привести к закоксовыванию поршневых колец.
Т е р м о о к и с л и т е л ь н а я с т а б и л ь н о с т ь ха­
рактеризует свойство м асла под действием высокой тем116
пературы образовывать на поверхности поршневой груп­
пы двигателей лаковые отложения. Моторное масло
должно обладать высокой термоокислительной стабиль­
ностью.
При определении термоокислительной стабильности
моторное масло, находящееся на металлической поверх­
ности в виде тонкого слоя, нагревают, в результате чего
оно теряет в массе за счет испарения легколетучих ве­
ществ. Остаток, полученный на металлической поверхно­
сти, разделяют на рабочую фракцию и лак. С увеличе­
нием времени нагревания увеличивается испаряемость и
склонность к образованию лака и снижается количество
рабочей фракции, то есть масла, выполняющего функцию
смазочного вещества.
Термоокислительная стабильность моторного масла
выражается временем (мин), в течение которого испы­
туемое масло при температуре 250 °С превращается в
остаток, состоящий„из 50 % рабочей фракции и 50 %
лака.
М о т о р н ы е с в о й с т в а масла оцениваются испа­
ряемостью, количеством рабочей фракции и лака, кото­
рые образуются за определенное время, а также крити­
ческой температурой лакообразования, то есть макси­
мальной температурой, при которой за 30 мин образуется
не более 3 % лака. Эти показатели служат для условной
оценки склонности масел к образованию лаковых отло­
жений на деталях двигателей и эффективности присадок,
уменьшающих лакообразование.
Проведение испытаний. Для оценки моторных свойств
и определения термоокислительной стабильности исполь­
зуют аппарат Папок (рис. 27). В комплект аппарата вхо­
дят набор стальных испарителей диаметром 21,2 мм для
навески масла 0,035...0,04 г, а также алюминиевые под­
ставки для испарителей (рис. 28).
Перед испытанием аппарат устанавливают в вытяж­
ном шкафу, проверяют по уровню горизонтальность его
расположения. Диск должен быть чистым и тщательно
пришлифованным к нагревательной пластине. Диск уста­
навливают на нагревательную пластину, в гнездо диска
кладут металлический сплав с температурой плавления
не выше 200°С (например, сплав Вуда).
Испарители должны быть чистыми и сухими. Собира­
ют экстракционный аппарат из холодильника, насадки и
колбы; наливают в него 350...400 см3 петролейного эфира.
117
Рис. 27. Аппарат Папок:
1 — электронагревательный
элемент;
2 — нагревательная пластина; 3 — ме­
таллический корпус; 4 — диск; 5 и 9 —
верхняя и нижняя крышки; 6 — термо­
метр;
7 — подвижная
стеклянная
дверца; 8 — иакладка.
Рис. 28. Подставка для испарителей:
1 — п р о во л о к а;
2—
стойка;
3 — пластн«
ны ; 4 — в т у л к а .
О ц е н к а м о т о р н ы х с в о й с т в м а с е л . Вклю­
чают электронагревательный элемент аппарата и после
расплавления металла опускают в него ртутный термо­
метр. В четыре испарителя берут навеску испытуемого
масла по (0,05+0,02) г с погрешностью не более 0,0002 г.
Когда температура достигает значения, указанного в
нормативно-технической документации на нефтепродукт,
диск выдерживают 10 мин, открывают дверцу и помеща­
ют на диск испарители с испытуемым маслом, пускают в
ход секундомер и закрывают дверцу. Диск с испарите­
лями нагревают в течение 30 мин, затем съемником все
испарители переносят на керамическую плитку. Охлаж­
дают испарители в течение 10 мин на воздухе и 20 мин
в эксикаторе и взвешивают их с погрешностью не более
0,0002 г. По полученным данным вычисляют испаряе­
мость испытуемого масла.
Испарители с остатками нефтепродукта устанавлива­
ют на подставку, которую затем помещают в насадку
экстракционного аппарата. Колбу с петролейным эфиром
118
нагревают так, чтобы конденсат стекал со скоростью
три—пять капель в секунду. Экстрагируют до тех пор,
пока в насадке не окаж ется бесцветный раствор. Затем,
извлекают подставку с испарителями и помещают их в
сушильный шкаф, где выдерживают при температуре
(1 0 0 + 5 ) °С в течение 30 мин. После охлаждения взве­
шивают испарители с погрешностью не более 0,0002 г. По
результатам взвешивания находят количество рабочей
фракции испытуемого масла, извлеченной петролейным
эфиром в экстракторе и остаток (лак) на испарителе.
Критическую температуру лакообразования находят
нагреванием испытуемого масла при температуре 250 °С
в течение 30 мин. Если количество лака при этом окаж ет­
ся больше 3 %, то испытания повторяют, при пониженной
на 5...10°С температуре. Если количество лака меньше
или равно 3 %, то температуру испытания увеличивают.
Определение термоокислительной с т а ­
б и л ь н о с т и м а с е л . В четыре испарителя берут на­
вески испытуемого масла с погрешностью не более
0,0002 г: 0,035...0,040 г — для масел с кинематической
вязкостью выше 8 ,5 м м 2/ с (сСт) при 100 °С; (0 ,2 ±
± 0 ,0 0 5 ) г — для масел с кинематической вязкостью до
8 ,5 м м 2/ с (сСт) при 100 °С.
Затем испытания проводят так же, как и при оценке
моторных свойств. После потемнения масляной пленки
снимают с диска один испаритель и отмечают время. Ос­
тавшиеся снимают по одному через каждые 5... 10 мин для
масел без присадок и через 20 мин — для масел с при­
садками. Испарители охлаж даю т на воздухе 10 мин, в
эксикаторе 15...20 мин и взвешивают с погрешностью не
более 0,0002 г. По результатам взвешивания определяют
испаряемость масла.
И спарители с остатком устанавливаю т на подставку
остатком вниз в случае испытания масел с кинематиче­
ской вязкостью до 8,5 сСт при 100 °С или остатком вверх,
если кинематическая вязкость масел выше 8,5 сСт при
100 °С. Д ал ее определение ведут по описанной выше ме­
тодике.
О бработка результатов испытания. Испаряемость И г
(% ) испытуемого масла при температуре Т в течение
времени т определяют по формуле
Иг = п- 1~
юо,
(48)
щ
Н9
Рис. 29. График зависимости ко­
личества рабочей фракции и ла­
ка от времени.
где т\, m2 и m3 —-массы навески
масла, чистого испарителя до опы­
та и испарителя с остатком мас­
ла после испарения в аппарате
Папок, г.
Массовую долю рабочей
фракции РФ т (% ) испытуе­
мого масла при температуре
Т в течение времени х нахо­
дят по формуле
РФг Щ ОТз~ Ш4- 100,
Щ
(49)
где т 4 — масса испарителя с остатком лака после экстрагирования, г.
За результат определения испаряемости и рабочей
фракции испытуемого масла принимают среднее ариф­
метическое двух испытаний. Расхождение между парал­
лельными определениями не должно превышать 10 % от
среднего результата.
Массовую долю лака Л т ’( % ) при температуре Т в
течение времени т вычисляют по формуле
Лг = -т4 ~ 3 - 100
щ
(50)
За результат определения массовой доли лака при­
нимают среднее арифметическое двух испытаний. Рас­
хождения между ними не должны превышать 2 %.
За результат определения критической температуры
лакообразования принимают меньшее значение двух па­
раллельных испытаний; расхождение между ними не
должно превышать 5 °С.
Данные испытаний сводят в таблицу по следующей
форме:
Время испытания! мин
120
Массовая доля рабочей
х
фракции РФТ,%
Массовая доля
лака Jl f , %
По полученным данным строят график зависимости
количества рабочей фракции РФ£ и лака Л? от времени
(рис. 29). Из точки пересечения кривых опускают пер­
пендикуляр на ось абсцисс и получают значение термо­
окислительной стабильности. Сравнивают полученные ре­
зультаты с требованиями ГОСТа для испытуемого масла
и делают заключение о его термоокислительной стабиль­
ности.
Если кривые рабочей фракции и лака не пересекают­
ся, повторяют определения при. другом времени вы­
держки.
Работа № 23. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ
ВСПЫШКИ В ОТКРЫТОМ ТИГЛЕ
Общие сведения. При нагревании моторные
масла испаряются. Пары масла, смешиваясь с воздухом,
образуют взрывчатую смесь.
Температура
в с п ы ш к и — это минимальная
температура, при которой пары масла, нагретого в спе­
циальном приборе, образуют с воздухом смесь, воспла­
меняющуюся от постороннего источника огня.
Т е м п е р а т у р а в о с п л а м е н е н и я — это такая
температура нагретого масла, при которой оно загорает­
ся само.
Температуры вспышки и воспламенения характеризу­
ют огнеопасность нефтепродукта. По температуре вспыш­
ки можно судить о характере углеводородов, входящих
в состав масла, а также о наличии примеси топлива
в нем. В присутствии топлива значительно снижается
температура вспышки масел: при попадании в масло
1 % бензина вспышка снижается с 200 до 170 °С, а на­
личие в масле 6 % бензина снижает ее почти в два раза.
Вследствие этого увеличивается расход смазочною
масла.
На температуру вспышки оказывают влияние давле­
ние и влажность воздуха. С повышением атмосферного
давления температура вспышки несколько увеличивает­
ся, а с возрастанием влажности воздуха — снижается.
Смесь паров масла с воздухом воспламеняется при
определенной минимальной концентрации паров в воз­
духе, которая соответствует нижнему пределу взрываемости.
121
Рис. 30. Прибор для определения темпе­
ратуры вспышки в открытом тигле.
Проведение испытаний. Испы­
тание можно проводить только
тогда, когда в масле содержится
не более 0,1 % воды. В ином случае масло обезвоживают, выдер­
ж ивая его в течение 5 ч со свежепрокаленным хлористым кальци­
ем или сернокислым натрием. На
рисунке 30 показан прибор для
определения температуры вспыш­
ки в открытом тигле.
Перед испытанием тигель про­
мывают бензином и высушивают,
затем его устанавливают в баню,
на дно которой насыпан слой
(5...8 мм) прокаленного песка. Пространство между тиг­
лем и баней заполняют песком так, чтобы уровень его
был на 12 мм ниже края тигля. Баню и термометр уста­
навливают в штативе. Ртутный шарик термометра дол­
жен находиться в середине тигля и не касаться его
дна.
В тигель наливают испытуемое масло до уровня на
12 мм ниже края тигля, если температура вспышки масла
до 210 °С, и на 18 мм, если температура более высокая.
По металлическому шаблону, устанавливаемому в ти­
гель, контролируют уровень масла. Прибор закрывают
кожухом для защиты от резкого движения воздуха. Под
песчаную баню помещают газовую горелку и нагревают
масло со скоростью 10 °С в 1 мин. За 40 °С до ожидаемой
температуры вспышки скорость нагревания снижают до
4 СС в 1 мин.
Испытания начинают за 10 °С до ожидаемой температ\ры вспышки. На расстоянии 10...14 мм от поверхности
испытуемого масла через каж дые 2 °С проводят пламе­
нем зажигательного устройства. Д лина пламени должна
быть 3...4 мм, длительность испытания — 2...3 с. За темпе­
ратуру вспышки масла принимают температуру, при ко­
торой наблюдается пробегающее и быстро исчезающее
синее пламя.
При повторном определении берут новую порцию ис­
122
пытуемого масла. Расхождение между параллельными
значениями не должно превышать 6 °С. За окончатель­
ный результат принимают среднее арифметическое двух
последовательных определений.
Работа № 24. ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОЮ Щ ИХ СВОЙСТВ
МОТОРНОГО МАСЛА С ПРИСАДКАМИ
Общие сведения. При работе двигателя вну­
треннего сгорания на поршнях образуются лаковые от­
ложения, на других деталях — мазеобразные осадки се­
рого или черного цвета. Введение в масло специальной
(моющей) присадки резко снижает склонность масла к
образованию лака и других отложений. Даж е после дли­
тельной работы детали двигателя оказываются совер­
шенно чистыми, как бы тщательно вымытыми. Отсюда и
возникли названия: моющие присадки, моющие свойства
масел. Моющие присадки известны также под названи­
ем детергентных и диспергирующих. Назначение этих
присадок — предупреждать и уменьшать образование ла­
ковых отложений и осадков на деталях, вследствие чего
устраняется пригорание поршневых колец.
Действие моющих присадок заключается в их способ­
ности разрыхлять, смывать отложения с поверхности де­
талей, переводить продукты окисления масла в суспен­
зию и удерживать мельчайшие частицы в масле без ук­
рупнения и седиментации. Моющие присадки добавляют
к маслам в больших количествах — от 3 до 15...20 %.
Применяются моющие присадки нескольких типов:
сульфонаты, феноляты, фосфонаты металлов. Наиболее
часто они представляют собой соли кальция и бария, ре­
же соли магния. Сульфонаты металлов являются наибо­
лее распространенными моющими присадками. Исполь­
зуют также беззольные полимерные присадки.
Для оценки моющих свойств моторных масел поль­
зуются установкой ПЗВ (Папок, Зарубина, Виппер), ко­
торая представляет собой малогабаритную одноцилинд­
ровую установку, оборудованную электроподогревателя­
ми. Они поддерживают заданную температуру масла в
картере и на поверхностях поршня. После испытания при­
бор разбирают и по количеству лака на боковой поверх­
ности поршня оценивают моющие свойства масла. Оценку
проводят по семибалльной цветной шкале. Если поршень
123
чист, масло получает балл U, если значительно загрязнен
лаком — балл 6.
Проведение испытаний. Установка ПЗВ (рис. 31) со­
стоит из одноцилиндрового четырехтактного двигателя,
электродвигателя и пульта управления. Картер двигате­
ля алюминиевый, цилиндр — чугунный. Алюминиевый
поршень снабжен д вум я компрессионными и д вум я мас­
лосъемными кольцами. Д ви гател ь см азы ваю т разбрызги­
ванием. Необходимый температурный режим поддержи­
вается электрическими элементами д л я подогревания
Рис. 31. Установка ПЗВ:
а — принципиальная схема: / —
электродвигатель; 2 — одноцилинд­
ровый двигатель; 3 — электрона­
гревательные элементы; б — общий
вид: / — станина; 2 — электродви­
гатель; 3 — соединительная муф­
та; 4 — одноцилиндровый двига­
тель; 5 и 6 — нагреватели головки
цилиндра и всасываемого воздуха;
7 и 5 — нагреватели середины ци­
линдра и масла в картере; 9 —
гальванометр; 10 — пульт управ­
ления; 11 — реостат.
124
всасываемого воздуха, головки цилиндров, середины ци­
линдра и картерного масла.
Нагреватель 6 установлен в специальном корпусе
впускной системы и служит для подогревания воздуха,
поступающего в цилиндр двигателя. Нагреватель 5 голов­
ки цилиндра размещается в металлическом корпусе на
головке цилиндра. Нагреватель 7 укреплен в корпусе,
установленном на середине цилиндра. Нагреватель мас­
ла 8 устанавливают под картером двигателя.
Температурный режим работы двигателя контроли­
руют при помощи хромель-копелевых или хромель-алюмелевых термопар, размещенных во впускном патрубке, на
головке и на середине цилиндра, а также в картере.
Электродвигатель 2 постоянного или переменного тока
мощностью не менее 1 кВт служит для вращения коленча­
того вала двигателя во время испытаний. Коленчатый
вал соединяется с двигателем при помощи клиноремен­
ной передачи или эластичной муфты.
На пульте управления 10 располагается следующая
аппаратура: два гальванометра 9 для контроля темпера­
турного режима работы двигателя; четыре реостата 11
для регулировки работы электронагревательных элемен­
тов; вольтметр переменного тока, по которому с помо­
щью многоточечного переключателя можно следить за
напряжением тока в каждом нагревательном элементе;
переключатели термопар; выключатели электронагрева­
тельных элементов; сигнальные лампочки; кнопки пуска
и остановки двигателя.
Одноцилиндровый двигатель вместе с электродвигате­
лем установлен на станине 1. Отработавшие газы по тру­
бе выводятся наружу. Над двигателем монтируют вытяж­
ной зонт.
Режим работы установки ПЗВ следующий: частота
вращения коленчатого вала двигателя (2 5 0 0 ± 5 0 ) мин-1
(об/мйн); температура головки цилиндра ( 3 0 0 ± 2 ) °С,
масла в картере ( 1 2 5 ± 1 ) и воздуха на впуске ( 2 2 0 ±
± 2 0 ) °С; количество испытуемого масла 250 мл; продол­
жительность испытания 2 ч.
Перед испытаниями подгоняют поршень и поршневые
кольца. Картер и цилиндр двигателя промывают бен­
зином, а затем бензолом. После просушки двигатель со­
бирают, устанавливают на станине и соединяют с приво­
дом при помощи муфты. Подсоединяют впускные и вы­
пускные системы. К электрической сети подключают
125
электроподогреватели, а к компенсационным проводам,
соединенным с гальванометром на пульте управления, —>
соответствующие концы термопар.
В картер двигателя заливаю т 250 мл испытуемого
масла. Включают нагреватели головки цилиндра, сере­
дины цилиндра и масла в картере. Когда температура го­
ловки цилиндра достигнет 250 °С. а середины цилиндра —
190 СС, включают нагреватель впускаемого воздуха, пу­
скают двигатель и выводят его на режим испытания.
Отмечают время включения нагревателей, пуска двигате­
ля. выхода на режим. Продолжительность испытания
(2 ч) отсчитывают с момента выхода на установленные
режим. После этого через каж ды е 30 мин регистрируют
температуру головки цилиндра, середины цилицдра, картериого масла, впускаемого и окружающего воздуха; на­
пряжение в сети нагревателей; частоту вращения колен­
чатого вала двигателя.
Обработка результатов. Д ля оценки полученных ре­
зультатов после испытания отъединяют двигатель, выпускную систему, электронагревательные приборы н про14 Цветвая шкала для oue-нки лакообразования
Хзс ИГТЦ1 M KBfffni - ч и и на Соковой поверхности
поршня
юрщёнь (без лака)
'И поверхности поршня (зона пор| а слоем лака светло-желтого
ЦТ
бкн поршня чистая
В<.
7ВОЙ поверхности поршня покрыта
слOCi Д Ш (ICTJKHU >рпяяевого цвета, поверхность юбки
ПОр ш в я — ш о к с » л до- желтого цвета
Btf i i i t часть б о к м юЯ поверхности поршня покрыта
цвета; поверхность юбки поршня
м
■.ьпрнчиевого цвета, внизу — лаком
В.| Ш
| H C Y I бОСИ
»ой поверхности поршня покрыта
■•ого цвета; поверхность юбки порHV ю ерху покры л лаком тем no-коричневого цвета,
вп| Ц — lOfMMMfO цвет*
Ек р и м часть боковой поверхности поршня покрыта
КОМ Ч€$Н*ОГО ЦЙП1 ; поверхность юбки поршня вверху
ЕГОкряггя ЛЯКОМ ЧСр-J ■>го цвета, внизу — темно-коричне-
Оценка в
бмлм
0
1
2
3
4
8
ВО
Вся боковая noaepxi остъ поршня покрыта лаком черного цвета
126
6
вода термопар. Снимают цилиндр и поршень двигателя,
сливают картерное масло.
Промывают бензином поршень, просушивают и про­
тирают его боковую поверхность двумя-тремя каплями
масла. Затем оценивают лакообразование по цветной
эталонной шкале, то есть дают заключение о моющих
свойствах испытанного моторного масла.
Описание цветной шкалы приведено в таблице 14.
Расхож дения м еж ду параллельными испытаниями не
должны превышать 0,5 балла по цветной шкале. За дей ­
ствительное принимают большее значение двух парал­
лельных определений. Например, если при испытании на
одной и той ж е установке одного и того ж е масла были
получены значения лакообразования 2 и 2,5 балла, то за
результат испытания принимают значение 2,5 балла.
Работа № 25. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СТЕПЕНИ
ЧИСТОТЫ МОТОРНОГО МАСЛА
Общие сведения. Испытания проводят спо­
собом Папок и Зусевой, который заключается в раство­
рении испытуемого масла бензином-растворителем мар­
ки БР-1 «Галоша» и последующем фильтровании раство­
ра через мембранные (нитроцеллюлозные) фильтры.
Степень чистоты испытуемого масла оценивают по числу
фильтраций и количеству осадков на мембранных фильт­
рах.
Число фильтраций устанавливают по числу мембран­
ных фильтров, необходимых для фильтрования раствора
испытуемого смазочного масла при условии замены их
через кажды е 5 мин. Количество осадков (мг на 100 г
м асл а), задерж иваемы х мембранными фильтрами, нахо­
дят по приращению массы фильтров после отфильтровывания раствора испытуемого масла.
Проведение испытаний. Д ля определения степени чи­
стоты испытуемого масла мембранный фильтр помещ ает­
ся в разъемную воронку из нержавеющ ей стали (рис. 3 2 ).
Фильтр с помощью резиновой пробки плотно устанавли­
вают в колбу для фильтрования и под вакуумом фильт­
руют раствор масла. Р азреж ение создается вакуумным
насосом и фиксируется по мановакуумметру, наполнен­
ному ртутью. Колбу для фильтрования соединяют с ва­
куумным насосом трехходовым краном, которым регули­
руют разреж ение в процессе фильтрации.
127
Рис. 32. Разъемная воронка:
t — конус; 2 — накидная гайка; 3 — патрубок; 4 —
штифт; 5 — решетка; 6 — штуцер; 7 — трубка.
Воронка состоит из двух частей,
соединяемых накидной гайкой 2 и
штифтами 4. Верхняя часть корпу­
са 1 полая, в нижней части в штуце­
ре 6 находится решетка 5, на кото­
рую помещают мембранный фильтр.
Перед испытанием пробу мотор­
ного масла тщательно перемешива­
ют 5 мин в бутылке, заполненной не
более чем на 3Д ее вместимости.
Высоковязкие масла предваритель­
но подогревают до 40...80°С. Затем
в стеклянный стакан вместимостью
50 мл отбирают 5 г масла, взве­
шенного с погрешностью не более 0,01 г. В стакан до­
ливают 45 мл бензина марки БР-1 «Галоша».
Мембранные фильтры диаметром 27 мм сушат в су­
шильном шкафу 15 мин при температуре (100+2) °С, ох­
лаждают при комнатной температуре и взвешивают с по­
грешностью не более 0,0002 г. Затем снова повторяют эти
операции, чтобы убедиться в постоянстве массы фильт­
ров. Расхождение между двумя последовательными взве­
шиваниями должно быть не более 0,0004 г.
Нижнюю часть разъемной головки при помощи проб­
ки соединяют с колбой для фильтрования. Колбу через
тройник сообщают резиновой трубкой с вакуумным на­
сосом и мановакуумметром. На решетку в нижней части
корон ки помещают мембранный фильтр матовой сторо­
ной вниз. Верхнюю часть воронки надевают на штифты
и завинчивают накидную гайку.
Включают вакуумный насос, устанавливают давление
внутри фильтровальной колбы 20...30 мм рт. ст. и пропус­
кают через мембранный фильтр 10 мл бензина марки
БР-1 «Галоша». Затем фильтруют испытуемый раствор
моторного масла в течение 5 мин. Если раствор масла
полностью не отфильтровался за указанное время, то
фильтрацию прекращают. Остаток раствора сливают об­
ратно в стакан, снимают мембранный фильтр с решетки,
128
устанавливают новый и снова продолжают фильтрацию
в течение 5 мин. Таким образом фильтруют раствор ис­
пытуемого масла до конца, заменяя фильтр через каждые
5 мин. Если не удается отфильтровать раствор масла че­
рез пять фильтров, то испытание заканчивают.
Мембранные фильтры с осадками помещают на
фильтровальной бумаге в сушильный шкаф, выдержива­
ют при температуре (100±2) °С в течение 15 мин, затем
охлаждают до комнатной температуры и взвешивают с
погрешностью не более 0,0002 г. Эти операции снова по­
вторяют, расхождение между двумя последовательными
взвешиваниями мембранных фильтров должно быть не
более 0,0004 г.
Обработка результатов. Массу х (мг на 100 г масла)
осадков, задерживаемую мембранными фильтрами, нахо­
дят по формуле
x — Hg 100/m,
(51)
где 2 g — масса осадков на всех фильтрах, мг;
масла, г.
т — масса навески
Массу Xi (мг на 100 г испытуемого масла) осадков,
задерживаемую мембранными фильтрами, при незакон­
ченном фильтровании раствора масла определяют по
формуле
2 gV 100
m(V — Vx)
(52)
где 2 g — масса осадков на пяти фильтрах, мг; V — объем испытуе­
мого раствора масла, мл; т — навеска масла, г; Vi — объем неотфильтрованного масла, мл.
При проведении испытаний расхождение между дву­
мя определениями числа фильтраций не должно превы­
шать единицы.
Расхождение между двумя определениями массы
осадков, задерживаемых мембранными фильтрами, не
должно превышать следующих значений:
Масса осадков, задерживаемых фильтрами, мг
на 100 г масла
До 200
От 200 до 400
Более 400
9—793
Допускаемые расхождения
20 мг на 100 г
20 % от меньшего ре­
зультата
40 % от меньшего р е­
зультата
129
Работа № 26. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ
МЕХАНИЧЕСКИХ ПРИМЕСЕИ
Общие сведения. Содержащиеся в маслах
посторонние, в основном минеральные, вещества назы­
ваются механическими примесями.
По стандарту содержание механических примесей в
моторных маслах должно быть не выше 0,015 %.
Наиболее опасные механические примеси в маслах—
песок и другие твердые частицы, вызывающие абразив­
ный износ деталей двигателей внутреннего сгорания.
Механические примеси заносятся при переработке
нефти (глина, песок, минеральные соли), при очистке
масляных дистиллятов (мельчайшие частицы отбелива­
ющей глины, минеральные соли) и при хранении, транс­
портировании и заправке машин (главным образом пе­
сок и глина).
Механические примеси могут быть обнаружены прос­
тейшими способами (качественно): осмотром образца
на прозрачность, пробой на стекло, на фильтровальную
бумагу, при отстаивании.
Все стандартные методы определения механических
примесей в нефтепродуктах, в том числе и в моторных
маслах, — количественные, основанные на весовом ана­
лизе. Методы количественного определения механичес­
ких примесей основаны на свойстве углеводородной части
нефтепродуктов полностью растворяться в органиче­
ских растворителях. Не растворившийся в растворите­
лях остаток, задерживаемый фильтром, подтверждает
наличие в этом растворе механических примесей.
Содержание механических примесей в моторных мас­
лах для автотракторных дизелей и карбюраторных дви­
гателей определяют лабораторным методом.
Сущность метода заключается в фильтровании бен­
зинового или толуольного раствора навески испытуемо­
го масла, промывании осадка на фильтре растворите­
лем, последующем высушивании и определении массо­
вой доли механических примесей.
Проведение испытаний. Для работы необходимы сле­
дующие приборы и материалы: водоструйный или ваку­
умный насос; сушильный шкаф или термостат, обеспе­
чивающие температуру нагревания Ю5...110°С; водяная
баня или электроплитка с закрытой спиралью; аналити­
ческие весы; набор стеклянной лабораторной посуды;
130
промывная склянка с резиновой грушей; беззольны е бу­
м аж ны е фильтры «К расная лента»; бензин-растворитель
для резиновой промышленности; толуол; смеси этилово­
го спирта и толуола 1 : 4 (по объему) и смесь этилового
спирта и этилового эф ира 4 : 1 (по объем у); испытуе­
мый образец моторного м асла.
П е р в ы й с п о с о б . Пробу испытуемого м асла 5 мин
тщ ательно перемеш иваю т в емкости, заполненной не бо­
л ее чем на 3Д ее объема. Затем берут навеску и пом ещ а­
ют в стеклянный стакан вместимостью 600 или 1000 см 3.
М асса навески м асла зависит от вязкости нефтепродук­
та и содерж ания в нем механических примесей. Д л я м а­
сел с вязкостью при 100°С не более 20 мм2/с масса н а­
вески ( 1 0 0 ± 0,05) г, при вязкости более 20 мм 2/с — (5 0 ±
± 0 ,0 1 ) г.
Затем в стакан с навеской м асла добавляю т пред­
варительно профильтрованный и подогретый раствори­
тель. В качестве растворителя использую т бензин или
толуол (для м асла с присадкам и и повышенным щ елоч­
ным числом ). Количество растворителя или кратность
растворения навески м асла такж е зависит от вязкости
м асла: при ую о^'20 мм 2/ с отношение объем а раствори­
теля к массе навески от 2 до 4 и при v io o ^ 2 0 мм2/ с —
от 4 до 6.
Раствор м асла тщ ательно перемеш иваю т в стакане
стеклянной палочкой и фильтрую т через предваритель­
но подготовленный фильтр «К расная лента».
П одготовка ф ильтра заклю чается в промывании его
тем ж е растворителем, которым растворяю т навеску, вы ­
сушивании его при тем пературе 105... 110 °С и доведении
до постоянной массы. С таканчик с фильтром после к а ж ­
дой вы держ ки в сушильном ш каф у (первая в течение
45 мин, последующие не более 30 мин) закры ваю т кры ш ­
кой, охлаж даю т в эксикаторе и взвеш иваю т с погрешно­
стью не более 0,0002 г. Суш ат фильтр до тех пор, пока
м еж ду двумя последовательными взвеш иваниями р ас­
хождение будет не более 0,0004 г. П осле этого фильтр
помещ аю т в воронку, укрепленную в ш тативе над кол­
бой и осторожно наливаю т раствор м асла по стеклянной
палочке на 3Д высоты ф ильтра. О статки раствора и ме­
ханические примеси со стенок стак ан а смываю т горя­
чим чистым растворителем так ж е в воронку.
Если в масле присутствует вода, то раствор испыту­
емого м асла сн ачала отстаиваю т в течение 10...20 мин,
9*
131
после чего сливают, оставляя отстой. После фильтра­
ции раствора отстой разбавляю т 5 : 1—1 5: 1 (по объе­
му) количеством спиртоэфирной смеси и фильтруют че­
рез тот ж е фильтр. В воронку каж дую новую порцию
раствора наливаю т после того, как предыдущ ая стекла
достаточно полно.
После фильтрации раствора осадок на фильтре промывают при помощи промывной склянки с резиновой
грушей подогретым растворителем до тех пор, пока сте­
кающий растворитель не станет совершенно бесцветным
а на фильтре не останется следов м асла.
После промывания фильтр с осадком помещают в
тот ж е стаканчик для взвеш ивания, в котором сушился
чистый фильтр, ставят в сушильный ш каф и сушат не
менее 1 ч при температуре (1 0 5 ± 2 ) °С. Затем стаканчик
вынимают из сушильного ш каф а, закры ваю т крышкой и
переносят на 30 мин для охлаж дения в эксикатор, пос­
ле чего его взвешивают с погрешностью не более 0,0002 г.
Если содержание механических примесей не превы­
шает нормы, допустимой ГОСТом на масло, фильтр до
постоянной массы не доводят.
Массовую долю X (% ) механических примесей вы­
числяют по формуле
X J
Щ - т % ю о,
т
(53)
'
где
— масса стаканчика для взвешивания с фильтром и механи­
ческими примесями, г; т2 — масса стаканчика для взвешивания с
чистым фильтром, г; т — масса навески испытуемого масла, г.
За результат испытания принимают среднее арифме­
тическое двух параллельных определений. Если массо­
вая доля механических примесей менее 0,005% , то счи­
тают, что они отсутствуют.
При определении содерж ания механических приме­
сей в медленно фильтрующихся м аслах (например, от­
работанных) фильтровать раствор навески испытуемого
масла и промывать остаток на фильтре можно под ва­
куумом. Д л я этого воронку горячего фильтрования че­
рез резиновую пробку присоединяют к специальной кол*
бе, которая соединена с вакуумным насосом. При таком
фильтровании нельзя допускать, чтобы раствор вскипал.
Описанный способ определения содерж ания механи­
ческих примесей имеет ряд недостатков. Во-первых, он
не позволяет определить все механические примеси в
132
нефтепродукте, так как часть их размером менее 5...6 мк
проходит через поры бумажных фильтров. Во-вторых,
на доведение фильтров до постоянного веса, фильтрацию
раствора и промывание осадка затрачивается значитель­
ное время и расходуется большое количество раствори­
теля. Эти недостатки особенно заметны при анализе проб
отработанных масел. В этих маслах содержится боль­
шое количество с размерами 1...3 мк, которые свободно
проходят через поры бумажных фильтров.
В т о р о й с п о с о б . Сущность его заключается в
фильтрации раствора испытуемого масла тоже под ва­
куумом, но через специальные мембранные (нитроцеллюлозные) фильтры, плотность которых оценивается во­
допроницаемостью. Наиболее пригодны для нефтепро­
дуктов фильтры с водопроницаемостью от 3 до 6 мин.
Эти фильтры задерживают механические примеси с раз­
мерами частиц более 1 мк.
Раствор пробы испытуемого масла готовят по мето­
дике, описанной выше.
Мембранный фильтр помещают в стаканчик для
взвешивания и сушат его в течение 30 мин при темпера­
туре 100...102 °С, после чего стаканчик охлаждают с з а ­
крытой крышкой в эксикаторе и взвешивают на анали­
тических весах с погрешностью не более 0,0002 г.
Фильтр помещают между двумя кольцевыми картон­
ными прокладками поверх латунной сетки в разборную
воронку, которую с помощью резиновой пробки укреп­
ляют в горловине колбы для вакуумного фильтрования.
Колбу шлангом соединяют с вакуумным насосом.
Создав предварительно небольшое разрежение в кол­
бе, вливают в воронку раствор масла и медленно филь­
труют. Затем вакуум постепенно увеличивают и доводят
до 0,0266...0,0333 МПа.
По окончании фильтрования раствора осадок на
фильтре тщательно промывают растворителем и после
этого разбирают воронку. Фильтр с осадком помещают в
стаканчике в сушильный шкаф, сушат при температуре
100... 103 °С в течение 20...25 мин, затем охлаждают в эк­
сикаторе до комнатной температуры и взвешивают.
Массовую долю X механических примесей вычисля­
ют по формуле
X — тй/т3 100,
(54)
где /п0 и т3— массы осадка и навески испытуемого масла, г.
133
Рис. 33. Схема фильтровальной ко»
лонки:
1 — колба; 2 и 4 — нижняя и ве р х н яя ча«
сти фильтровальной
к о л о н к и ; 3 — гай кв]
5 — мембранные ф и л ь т р ы ; 6 — пром еж у­
точные втулки колонки; 7 — п р о б к и .
З а результат испытания
принимают среднее арифмети­
ческое двух параллельных оп­
ределений.
Оба способа позволяют оп­
ределить массовую долю ме­
ханических примесей, содер­
жащ ихся в моторном масле, но
не дают возможности разде­
лить их по размерам на от­
дельные фракции.
Третий
с п о с о б . Для
определения массовой доли ме­
ханических примесей в испы­
туемом масле с одновременным разделением их на фрак­
ции используют фильтровальную колонку (рис. 33).
В колонку устанавливают предварительно доведен-,
ные до постоянной массы мембранные фильтры, разли­
чающиеся размерами пор, и сквозь них фильтруют раст­
вор испытуемого масла.
По окончании фильтрования осадки на фильтрах про­
мывают растворителем до полного удаления масла.
Фильтры вынимают из колонки, помещают в бюксы, вы­
сушивают при температуре (1 0 5 ± 2 )°С в течение 20...
25 мин, после чего охлаждаю т в эксикаторе и взвеши­
вают.
Массовую долю отдельных фракций (по размерам)
механических примесей, содержащихся в маслах, вы­
числяют по разности масс взвешиваний каждого филь­
тра (в бюксах) до и после фильтрования.
Общее количество механических примесей, содержа­
щихся в пробе исследуемого масла, равно сумме масс
отдельных фракций механических примесей.
134
Работа № 27. ОПРЕДЕЛЕНИЕ
КОРРОЗИОННОСТИ МАСЛА
Общие положения. Коррозионный износ
трущихся деталей зависит от качества самого смазочно­
го масла и количества коррозионно-активных веществ,
образующихся в масле в процессе работы двигателя или
попавших в него извне.
Коррозионные свойства масла обусловлены присут­
ствием минеральных кислот и щелочей, органических
кислот, активных сернистых соединений и оксидов серы.
Присутствие минеральных кислот и щелочей в мас­
лах не допускается.
Содержание органических кислот в маслах строго
ограничено и оценивается кислотным числом.
К и с л о т н о е ч и с л о — это количество миллиграм­
мов щелочи КОН, необходимой для нейтрализации кис­
лот, содержащихся в I г масла.
При эксплуатации двигателя моторное масло в кар­
тере окисляется и в нем постепенно образуются и на­
капливаются кислые продукты, способные вызывать кор­
розионный износ деталей (особенно вкладышей подшип­
ников).
Однако не все кислые продукты, образующиеся в
масле, одинаковы по агрессивности. Например, высо­
комолекулярные кислоты действуют на металлы сла­
бее,
низкомолекулярные — сильнее.
Поэтому
при
оценке эксплуатационных свойств масла важно знать
не общее содержание кислот и кислых продуктов,
а то действие, которое они оказывают на дета­
ли двигателя, то есть
коррозионные
свойства
масла.
С целью уменьшения коррозионного воздействия мас­
ла в них добавляют специальные антикоррозионные при­
садки.
Коррозионность моторных масел оценивается на при­
боре Пенкевича, на установке П ЗЗ и по методу НАМИ.
В соответствии с ГОСТ коррозионность моторных ма­
сел и присадок к ним по методу НАМИ определяют на
приборе ДК-НАМИ.
Сущность метода заключается в определении поте­
ри массы свинцовой пластины из свинца марок С1 или
С2, подвергшейся периодическому воздействию испытуе­
мого масла и воздуха при 140°С.
13S
М етод предусм атривает д ва в ар и ан та определения
коррозионности м асел: определение коррозионности (пер­
вый вар и ан т) без д о бавл ен и я к а т а л и за т о р а в течение
10 ч при 140 °С и (второй вар и ан т) с добавлением ката­
л и зато р а (д ля м асел группы Г и при садок к ним) в те­
чение 25 ч при тем п ературе 140 °С. В лабо р ато рн ом прак­
тикуме приведен первый вар и ан т определения коррози­
онности м асел.
Проведение испытаний. Д л я работы необходимы сле­
дую щ ие приборы и м атери алы : прибор типа ДК-НАМ И
с терм орегулятором , обеспечиваю щ им постоянную тем­
пературу в терм остате (1 4 0 ± 1 )° С ; пластины из свинца
м арки С1 или С2 диам етром 24,5 мм и толщ иной 1 мм с
отверстием в центре диам етром 4,5 мм (п л о щ адь поверх­
ности равн а 0,001 м 2); терм ом етры стеклянны й ртутный
электроконтактны й и стеклянны й типа ТН -7; фарфо­
ровая чаш ка № 5; бензол; неф тяное м асло с температу­
рой вспыш ки не менее 230 °С (терм остатирую щ ая жид­
кость) .
Н а рисунке 34 п оказан прибор Д К -Н А М И . Десять
L -образны х стеклянны х реакционны х колб 2 размеща­
ются в специальной кассете 3, вр ащ аю щ ей ся на валу
прибора в ж идкости тер м о стата 4. Ч ер ез горловину в
каж дую L -образную колбу встав л я ю т стеклянны й дер­
ж ател ь с трубчатой нож кой и стерж ень. К ассета вра­
щ ается в наклонной плоскости (угол н аклон а 20°) от
эл ектрод ви гателя 6, связанного с валом прибора через
редуктор 7. Д л я перем еш ивания ж и дкости
(м асла) в
терм остате на в ал у прибора под кассетой установлена
м еш алка 5.
Т ерм остатирую щ ая ж и дкость н агр ев ается за счет
четы рех нагревательн ы х элем ентов. Д в а из них подклю­
чены к электрической сети постоянно и с л у ж ат толь­
ко д л я начального р азо гр ев ан и я ж идкости в термо­
стате до тем пературы опы та. Д в а други х включа­
ются в электрическую сеть через терм орегулятор, со­
стоящ ий из контактного тер м о м етр а 1 и реле. Кас­
сета подним ается и о п ускается подъем ны м механиз­
мом, которы й приводится в д ействие от электродвига­
теля.
Д л я погруж ения кассеты с ко л б ам и в термостат ее
н адеваю т на верхний конец в а л а , с т а в я т ручку переклю­
ч ате л я на пульте у п р авл ен и я прибора в полож ение «Ра­
бота» и после н а ч а л а вр ащ ен и я ведущ его в а л а (против
Рис. 34. Прибор для определения коррозионности м асла Д К -Н А М И :
/ —контактный термометр: 2 — реакционная колба; 3 — кассета для реакци­
онных колб; 4 —термостат; 5 — мешалка; 6 — электродвигатель; 1 — редуктор.
хода часовой стрелки) слегка нажимают вниз. К ассета
опускается до специального упора.
При подъеме кассеты сначала останавливаю т э л е к ­
тродвигатель, переключатель поворачивают в полож е­
ние «Подъем». При этом ведущий вал вращ ается по хо ­
ду часовой стрелки, под давлением м асла ф иксатор
останавливает кассету, она поднимается и затем о ст ан ав ­
ливается. Признаком остановки кассеты служ и т х а р а к ­
терный щелчок.
Перед проведением опыта готовят свинцовые п ласти ­
ны. Свинец марки С1 или С2 прокатывают через в а л ь ­
цы специального устройства до толщины 1 мм. Из по­
лученного листа вырубают пластины с помощью приспо­
собления, представляющего собой металлическую т р у б к у
/ с заостренным нижним торцом и заданными р азм ер ам и .
137
Свинцовые пластины маркируют, протирают ватой,
смоченной бензолом и полируют до блеска сукном или
замшей. Затем их промывают в фарфоровой чашке бензолом, сушат в течение 10... 15 мин на воздухе (или на
фильтровальной бумаге) и взвешивают с погрешностью
не более 0,0002 г.
Пробу испытуемого масла тщательно перемешивают
в течение 5... 10 мин в емкости, заполненной не более чем
на 3Д объема. Затем берут две навески масла по 36,5 г
с погрешностью не более 0,1 г и помещают их в чистые и
сухие (предварительно промытые хромовой смесью) ре­
акционные колбы прибора.
Подготовленные свинцовые пластины пинцетом на­
девают на стеклянные стержни, которые вставляют в
нижние концы трубок держателей, а держатели в реак­
ционные колбы, после чего колбы устанавливают в кас­
сету прибора.
Собранный прибор ДК-НАМИ устанавливают в вы­
тяжном шкафу строго горизонтально, термостат закры­
вают крышкой, вставляют в нее термометры и включа­
ют нагревательные элементы.
При температуре 40...50°С включают мешалку и про­
должают нагревать термостатирующую жидкость до
140 °С. Затем на время отключают контактный термометр,
нагревание продолжают до 145...148°С, наблюдая за
температурой по контрольному термометру. При дости­
жении этой температуры на ось вала прибора надевают
и погружают в масло кассету с реакционными колбами,
термостат закрывают крышкой с термометрами, вклю­
чают мешалку, приводят во вращение кассеты и засека­
ют время начала испытания.
После завершения испытания (через 10 ч) прибор от­
ключают от электрической сети, вынимают кассету и
охлаждают ее на воздухе. Из колб вынимают держате­
ли со свинцовыми пластинками, снимают их пинцетом и
опускают в чашку с бензолом. Пластины обрабатывают
так, чтобы капля бензола после промывания не остав­
ляла на фильтровальной бумаге масляного пятна.
Затем пластины сушат на воздухе и взвешивают с
погрешностью не более 0,0002 г.
Обработка результатов Коррозионность X (г/м2)
свинцовой пластины вычисляют по формуле
X
138
=
m[F,
(55)
где т — потеря массы свинцовой пластины за время испытания, г;
F — площадь поверхности пластины, м2.
Коррозионность масла подсчитывают как среднее
арифметическое испытаний двух пластин. Если корро­
зионность равна 1 г/м2 или менее, то считают, что корро­
зия отсутствует.
Полученные результаты сравнивают с требованиями
ГОСТа на масло.
Работа № 28. ОПРЕДЕЛЕНИЕ
ЩЕЛОЧНОГО ЧИСЛА
Общие положения. Щелочное число являет­
ся одним из важнейших оценочных показателей качест­
ва моторных масел. Значение щелочного числа масел
обусловливается содержанием в них моющих и диспер­
гирующих присадок, обладающих щелочными свойства­
ми и препятствующих отложению смолисто-асфальтовых
веществ, карбенов и карбоидов на деталях кривошип­
но-шатунного механизма и особенно на деталях цилин­
дропоршневой группы двигателей в виде лаков и нага­
ров.
Чем выше концентрация присадки в масле (щелочное
число), тем меньше нагарообразование в двигателе. Од­
нако концентрация присадки в масле во время работы
двигателя постепенно снижается (срабатывается) и за­
щитные свойства масла ухудшаются.
Щелочное число моторного масла определяется по­
тенциометрическим титрованием его раствора в невод­
ном растворителе раствором соляной кислоты. Титрова­
ние проводят на лабораторном рН-метре типа ЛП-58,
рН-340 и до значений ЭДС, установленных по буферным
растворам.
З а о б щ е е щ е л о ч н о е ч и с л о принимают ко­
личество гидроксида калия КОН (мг), эквивалентное
количеству соляной кислоты НС1, израсходованной на
нейтрализацию всех основных соединений, содержащих­
ся в 1 г анализируемого масла.
За щелочное число с и л ь н ы х о с н о в а н и й
принимают количество гидроксида калия КОН (мг), эк­
вивалентное количеству соляной кислоты НС1, израсхо­
дованной на нейтрализацию сильных оснований, содер­
жащихся в 1 г анализируемого масла.
139
П р о веден и е и с п ы та н и й . Для р а б о т ы необ ходи м ы сле­
дующие приборы и материалы: лабораторный рН-метр с
ценой деления шкалы 5 мВ; индикаторный (стеклян ны й)
и сравнительный (хлорсеребряный или к ал ом ел ьн ы й )
электроды; титровальный стенд; лабораторная стеклянная посуда; 0,1 н раствор соляной кислоты; кислы й бу­
ферный раствор (спиртовой раствор га м м а-к о л л и д и н а н
соляной кислоты) с p H = 4 ; щелочной буферный раствор
(спиртовой раствор метанитрофенола и ги д р о к си д ка­
лия) с pH -П ; растворитель (30% этилового спирта и
70 % толуола или 50 % изопропилового спирта, 49 %
толуола и 1 % воды).
При подготовке потенциометра руководствуются ин­
струкцией по эксплуатации.
Новые стеклянные электроды или уже бывшие в ра­
боте подлежат проверке. Перед этим стеклянный элек­
трод сначала опускают в хромовую смесь, после чего вы­
держивают в дистиллированной воде.
Затем стеклянный и хлорсеребряный (каломельный)
электроды опускают в кислый буферный раствор для
определения ЭДС. Показания прибора записывают со
знаком минус. После этого электроды ополаскивают дис­
тиллированной водой, погружают в стаканчик с 50 см3
растворителя, к которому добавлен 1 см3 0,1 н спирто­
вого раствора КОН и снова определяют значение ЭДС.
Это показание записывают со знаком минус. Если алге­
браическая разность результатов двух измерений ЭДС
менее 480 мВ, то стеклянный электрод для проведения
анализа непригоден. Электроды после каждого опреде­
ления промывают растворителем; перед определением
опускают в дистиллированную воду на 5... 10 мин.
Для определения значения ЭДС буферных растворов
в стаканчик для титрования наливают 50 см3 раствори­
теля и добавляют из пипетки 5 см3 соответствующего бу­
ферного раствора. Тщательно перемешивают получен­
ную смесь и измеряют значение ЭДС.
В буферных растворах ЭДС опрделяют ежедневно
перед проведением испытания масла.
В предварительно взвешенный стаканчик для титро­
вания берут навеску перемешанной в течение 5 мин про­
бы чистого масла в количестве 3...4 г для масел с ще­
лочным числом от 1 до 5 мг КОН на 1 г масла. (Для за­
гущенных масел и масел с многофункциональной при­
садкой навеска должна быть не более 1 г.)
140
В стакан чи к с навеской испы туемого м асл а д о б а в ­
л я ю т 50 см 3 раствори теля, став я т его на титровальны й
столик, опускаю т в раствор электроды и вклю чаю т м е­
ш алку. П ерем еш иваю т в течение 5 мин, после чего по
ш кал е п ри бора зап исы ваю т значение Э Д С в мВ.
Если Э Д С электрод ов меньш е Э Д С щ елочного б у­
ферного раствора, то это значит, что в р аство р е присут­
ствую т сильны е основания; если больш е — то они в р а ­
створе отсутствую т.
П ри определении щ елочного числа сильны х осн о ва­
ний титрование ведут до значен ия Э Д С , установленного
в щ елочном буф ерном растворе. Титрую т 0,1 н р аств о ­
ром НС1, м едленно и м алы м и д о зам и (в один прием при­
мерно по 0,05...0,1 см 3). Если изм енение Э Д С больш е
15...20 мВ (0,25...0,35 p H ), то д озу д о б авл яем о го р а с т ­
вора ум еньш аю т до 0,02 см 3. П осле каж д о й очередной
дозы раствора ж дут, пока потенциал установится, то
есть изм енится не более чем на 5 мВ за 1 мин.
К огда значение Э Д С на ш к ал е прибора стан овится
равны м Э Д С щ елочного буф ерного раство р а, отм ечаю т
по ш кал е бю ретки объем и зрасходованн ого на т и т р о в а­
ние р аство р а НС1.
Д л я определения общ его щ елочного числа д ал ь ш е
титрован ие п род ол ж аю т до значен ия Э Д С , устан овленно­
го в кислом буферном растворе. Т итрую т сн ач а л а т а к ­
ж е медленно, в один прием по 0,05...0,1 см 3. Если з н а ­
чение Э Д С будет изм ен яться меньш е, чем на 15...20 мВ,
то дозу увеличиваю т прим ерно в 3 р а за . К огда п о к а з а ­
ние ш калы становится близким Э Д С кислого буф ерного
р аствора, дозу р аство р а НС1 снова сн и ж аю т д о 0,05 с м 3
и каж ды й р а з ж дут, пока устан овится потенциал.
П ри равенстве п о к азан и я прибора и Э Д С кислого б у ­
ф ерного р аство р а отм ечаю т объем
израсходованн ого
р аство р а соляной кислоты.
П осле этого п роводят контрольны й опы т с тем ж е о б ъ ­
емом раствори тел я, но б ез навески испы туемого м асл а.
В качестве ти тровал ьн о го р аство р а прим еняю т тот ж е
раствор НС1; д о б ав л я ю т его д о зам и по 0,02...0,1 см 3.
О б р аб о тка резул ьтато в . Щ елочное число сильны х ос­
нований Щ) (м г К О Н на 1 г м асл а) вы числяю т по ф о р ­
муле
Ш* =
(1/i — ZslZ .
т
(56)
141
где Vi и V0 — объемы 0,1 н раствора НС1, израсходованные на тит­
рование испытуемого масла и контрольного опыта см3; Т — титр 0,1 н
раствора HCI, мг/см3 КОН; mt — масса навески масла, г.
Общее щелочное число Щг (мг КОН на 1 г масла)
подсчитывают по формуле
щ
^ Ы
Г .
Ш
я
где V% и Vq — объемы 0,1 н раствора НС1, израсходованные на тит­
рование испытуемого масла и контрольного опыта, см5.
За результат испытаний принимают среднее арифме­
тическое значение двух последовательных определений.
Результат округляют до 0,01. Полученные данные срав­
нивают с требованиями ГОСТа.
Работа № 29. ОПРЕДЕЛЕНИЕ
СУЛЬФАТНОЙ ЗОЛЬНОСТИ МАСЕЛ
Общие положения. Зола — это остаток, ко­
торый получается при сжигании масла в тигле. Золь­
ность выражают в процентах от массы пробы.
Наличие золы связано с содержанием в маслах раз­
личных минеральных растворимых солей и неорганичес­
ких механических примесей.
В неработавших маслах содержание минеральных
солей и механических примесей незначительно, и чем
лучше очищено масло, тем их меньше. Зольность масла
должна быть минимальной, так как после сгорания и
испарения масла минеральные соли и механические при­
меси остаются на отдельных деталях цилиндропоршне­
вой группы двигателя в виде нагаров. Чем больше золь­
ность масла, тем более твердый нагар образуется на деталях. Добавка к маслам моющих присадок резко уве­
личивает зольность, так как присадки представляют со­
бой металлоорганические соединения. После сгорания
масла с такой присадкой металл остается в золе.
Д ля оценки содержания металлоорганических при­
садок используют показатель — сульфатная зола.
Определение массовой доли сульфатной золы в све­
жих маслах с присадками и в присадках к маслам за­
ключается в сжигании пробы масла до твердого углис­
того остатка, превращении металлических составляющих
присадок в сульфаты металлов обработкой серной кис142
■
1
лотой с последующим прокаливанием сульфатной золы
при температуре (775± 25)°С до постоянной массы.
Проведение испытаний. Д л я работы необходимы еле*
дующие приборы и материалы: электрическая муфельная
печь с регулируемой температурой нагревания 200...
800 °С; милливольтметр с градуировкой ш калы до
1000 °С в комплекте с термопарой ХА; электрическая
плитка* с закрытой спиралью или песочная баня; ф ар­
форовый тигель № 5 или 6; выпарительная фарфоровая
чаш ка № 3; концентрированная серная кислота; серная
кислота, разбавленная водой в соотношении 1 : 1 ; толу­
ол, изопропиловый спирт.
В стакан из термостойкого стекла помещают низкий
фарфоровый тигель (фарфоровую чаш ку), заливаю т р аз­
бавленной соляной кислотой и кипятят в течение не­
скольких минут. Затем тигель ополаскивают дистилли­
рованной водой и прокаливают в муфельной электриче­
ской печи при 775 °С в течение 10 мин, после чего его
сначала охлаждаю т в течение 5 мин на воздухе, затем
переносят в эксикатор. После охлаждения в течение
30 мин в эксикаторе тигель взвешивают с погрешностью
не более 0,0002 г.
В прокаленный тигель (чашку) помещают беззольный бумажный фильтр, взвешивают с погрешностью не
более 0,01 г и наливаю т в него пробу испытуемого мас­
ла массой 5 г. М асло перед отбором пробы хорошо пе­
ремешивают встряхиванием. Д ля того чтобы оно не вспе­
нивалось при нагревании, добавляю т 1...2 мл изопропи­
лового спирта, или, если это неэффективно, 10 см 3 смеси
( 1 : 1 % ) толуола и изопропилового спирта.
Второй беззольный фильтр складываю т вдвое и сво­
рачивают его в виде конуса. Затем верхнюю часть кону­
са на расстоянии 5...10 мм от верха отрезают ножница­
ми, кладут в тигель с пробой масла основанием вниз, ти­
гель ставят на электрическую плитку и поджигают
фильтр. Горение продолжается до тех пор, пока не по­
лучится сухой углистый остаток. При этом масло следу­
ет подогревать так, чтобы оно не выплескивалось и не
вытекало из тигля.
После сжигания тигель охлаж даю т и углистый оса­
док полностью смачиваю т по каплям концентрирован­
ной серной кислотой. Затем его снова нагревают на элек­
трической плитке до получения сухого остатка. После
этого тигель переносят в муфельную печь, нагретую до
143
300 °С, и повышают температуру в печи до 550°С. Ос­
таток масла прокаливаю т до полного озоления. Затем
тигель охлаж даю т, добавляю т в него две-три капли дис­
тиллированной воды, пять-десять капель раствора сер­
ной кислоты и всю золу смачиваю т водой. Тигель ставят
; на электрическую плитку и нагреваю т до полного вы; паривания воды. После этого повторно ставят тигель в
муфельную печь с температурой 300 °С и, медленно по­
выш ая температуру до 775 °С, прокаливаю т остаток не
менее 30 мин.
В целях сокращ ения времени озоления можно сразу
ставить тигли в муфельную печь, нагретую до 775 °С, и
выдерживать их там до полного озоления углистых ос­
татков масла.
После заверш ения прокаливания тигель с золой ох­
лаж даю т и снова взвешивают.
Обработка результатов. М ассовую долю X (% ) суль­
фатной золы подсчитывают по формуле
X = 3 .- .т *- юо,
т0
(58)
где т 0, т t и то — массы проб испытуемого масла, золы в тигле и
золы двух бумажных фильтров (указывается на упаковке), г.
З а результат испытания принимают среднее арифме­
тическое двух определений.
Д л я моторных масел точность результатов должна
быть до 0,01 %•
Полученные данные сравниваю т с допустимой мас­
совой долей сульфатной золы д ля исследуемого образца
масла по ГОСТу.
По внешним признакам золы можно охарактеризо­
вать количество и качество присадки. От м асла, содер­
ж ащ его бариевую присадку, после сж игания и прокали­
вания в тигле остается объемный белый рыхлый остаток.
Зола, содерж ащ ая соли кобальта, имеет черный цвет.
Наличие в маслах солей ж ел еза придает золе коричне­
вый цвет.
Если масло не содержит присадки, то на дне тигля
после прокаливания остается еле заметны й желтоватый
остаток, а его масса составляет тысячные доли процента.
Содержание золы до 0,002 % вклю чительно принима­
ют за ее отсутствие.
144
Работа № 30. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ
ВОДЫ 3 МАСЛЕ
Общие положения. Вода в нефтепродуктах,
в том числе и в маслах, может присутствовать как в ра­
створенном состоянии, так и в виде компонента механи­
ческой смеси. Содержание воды в растворенном состоя­
нии очень незначительно и составляет обычно тысячные
доли процента.
Вода в масла попадает в тех случаях, когда не со­
блюдаются правила их транспортирования и хранения.
Присутствие воды в масле вызывает осадкообразова­
ние, усиливает коррозию металла, приводит к вспенива­
нию масла и снижает его смазывающие свойства, умень­
шает содержание присадки за счет ее разложения и оса­
ждения.
Особенно опасно присутствие воды в масле в зимнее
время, так как она выпадает в виде мелких кристаллов.
Обводненное масло без предварительного удаления
воды применять не разрешается.
Несмотря на то что содержание воды в свежих мас­
лах по ГОСТу не допускается, в процессе работы в дви­
гателе масло может обводниться. Накопившаяся вода
способствует образованию в масле водных эмульсий, кис­
лот и приводит к отложению в картере и на деталях дви­
гателя рыхлых и клейких осадков, которые забивают
сетки маслоприемника, масляные трубки и каналы, вы­
зывает неисправности в работе клапанов смазочной си­
стемы и другие неполадки.
Присутствие воды в масле можно определить качест­
венно довольно простыми методами: отстаиванием, про­
бами на прозрачность, на потрескивание с помощью на­
грева и т. п.
Количественно содержание воды в масле находят по
способу Дина и Старка, который заключается в отгоне
воды из смеси масла с растворителем.
Проведение испытаний. Для работы необходимы сле­
дующие приборы и материалы: прибор для определения
содержания воды в нефтепродуктах; мерный цилиндр;
растворитель — толуол, ксилол или бензин «Галоша»;
пемза или фаянс; перманганат калия.
Прибор для определения содержания воды в масле
показан на рисунке 35.
10—793
145
Рис. 35. Прибор для определения содержания
воды в масле:
1 — колбонагреватель; 2 — к о л б а ; 3 —
приемник-ловушка;
4 — холодильник.
Для проведения опыта в чистую и
сухую колбу 2 берут хорошо переме­
шанную пробу испытуемого масла
массой 100 г с погрешностью не более
0,1, добавляют 100 см3 растворителя
и взбалтывают. Д ля маловязких масел
пробу’ отбирают по объему мерным
цилиндром. В этом случае наливают в
мерный цилиндр 100 см3 масла, выли­
вают в колбу и с помощью этого же
цилиндра отмеривают дважды по
50 см3 растворителя, которым смыва­
ют масло со стенок цилиндра. Раство­
ритель сливают в колбу с маслом.
Чтобы раствор кииел без вспенивания, в колбу поме­
щают несколько кусочков пемзы или фаянса.
Затем к колбе плотно присоединяют приемник-ловуш­
ку 3, а к нему — холодильник 4.
Собрав прибор, соединяют при помощи резиновых
шлангов холодильник 4 с водопроводной сетью, включа­
ют колбонагреватель 1 и начинают нагревание. После
закипания смеси масла и растворителя регулируют ско­
рость нагревания так, чтобы с нижнего конца трубки хо­
лодильника падали в ловушку две—четыре капли в се­
кунду.
Вода, содержащаяся в составе конденсата, за счет
большей по сравнению с растворителем плотности посте­
пенно накапливается в нижней части градуированного
отростка приемника-ловушки 3, а растворитель нахо­
дится в верхнем слое. Как только уровень растворителя
доходит до отводной трубки ловушки, его избыток сте­
кает обратно в колбу.
Перегонку продолжают до тех пор, пока объем воды
в ловушке перестанет увеличиваться и верхний слой ра­
створителя в ловушке становится совершенно прозрач­
ным. Обычно время, необходимое для полной отгонки
воды из масла, составляет примерно 1 ч. После завер­
ив
шения перегонки колбонагреватель выключают и аппа­
рат разбирают.
Если содержимое ловушки мутное, то ее следует опус­
тить и выдержать в нагретой водяной бане до рассла­
ивания, а затем после охлаждения до'температуры окру­
жающей среды отсчитать уровень воды в ловушке.
Если возникает сомнение в наличии воды, то в ло­
вушку опускают кристаллик перманганата калия; даже
при незначительном содержании воды нижний слой ок­
рашивается в фиолетовый цвет.
Обработка результатов. Массовую долю воды W'
(% ) вычисляют по формуле
W' = рв V' 100/т,
(59)
где рв ■
— п л о т н о с т ь воды, г/см3;
V' — объем
воды в ловушке, см3;
т — масса пробы, г.
Содержание воды W" (% от объема) вычисляют по
формуле
W" 1 В 100/V",
(60)
где V и V" — объемы воды в ловушке и масла, см3.
Если количество воды в ловушке при перегонке ока­
жется меньше половины нижнего деления (менее
0,025 мл), то считают, что в масле содержатся лишь сле­
ды воды.
Полученные результаты определения массовой доли
воды сравнивают с требованиями ГОСТа на масла.
Работа № 31. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СТАБИЛЬНОСТИ
МОТОРНОГО МАСЛА ПО ИНДУКЦИОННОМУ
ПЕРИОДУ ОСАДКООБРАЗОВАНИЯ
Общие сведения. Стабильность моторного
масла по индукционному периоду осадкообразования
(ИПО) — один из важнейших параметров, определяемый
при квалификационных испытаниях масел для автотрак­
торных двигателей. Этот способ относится к лаборатор­
ным методам испытания масел.
По значению ИПО можно судить о склонности мо­
торного масла к образованию отложений в двигателе
при его работе. Другими словами, ИПО определяет со­
бой физическую величину, оценивающую диспергирую­
щее свойство масла, от которого зависит скорость обра­
10*
147
зования отложений и загрязненность кривошипно-шатун­
ного механизма, масляных фильтров и других деталей
двигателя.
Чем выше ИПО, тем меньше загрязненность, и, нао­
борот, с понижением ИПО моторног.о масла загрязнен­
ность де’талей кривошипно-шатунного механизма и филь­
трующих элементов смазочной системы двигателя уве­
личивается.
Этот параметр определяют с помощью прибора ДКНАМИ способом окисления испытуемого масла при тем­
пературе 200 °С в течение заданного времени с последу­
ющим определением массовой доли образовавшегося
осадка и относительного изменения вязкости окисленно­
го масла.
Проведение испытаний. Для работы необходимы сле­
дующие приборы и материалы: прибор ДК-НАМИ с до­
полнительным оборудованием; сушильный шкаф, обес­
печивающий температуру нагревания 110... 115 °С; кони­
ческие колбы с притертой пробкой вместимостью 100 и
250 см3; капиллярные вискозиметры типа ВПЖ-4 или
ВПЖ-2; термометры контактные типа ТПК-Г (со шка­
лой от 100 до 300 °С) и контрольный типа ТН-1; смесь
спиртовой щелочи (50 %-ный раствор NaOH в этиловом
спирте и вода в соотношении 2 : 1 ) ; петролейный эфир;
бумажные беззольные фильтры «Синяя лента;» термо­
статирующая жидкость с температурой вспышки не ни­
же 250°С (любое нефтяное масло).
Устанавливают прибор ДК-НАМИ в вытяжном шка­
фу строго горизонтально, проверяют уровень термостатирующей жидкости в термостате и, если необходимо,
доливают ее так, чтобы расширенные части L-образных
реакционных колб были погружены в жидкость, и начи­
нают нагревание. При температуре 100 °С включают ме­
шалку и продолжают нагревать жидкость в термостате
до 208...210°С.
Определяют кинематическую вязкость испытуемого
масла при 100 °С и наливают его в две промытые и су­
хие реакционные L-образные колбы по 40 см3. Колбы с
вставленными в них держателями устанавливают в кас­
сету. Кассету надевают на вал прибора и опускают в
жидкость термостата.
При достижении температуры 200 °С включают элек­
тромотор, вращающий кассету с колбами, и отмечают
время начала окисления. Продолжительность окисления
148
устанавливаю т в соответствии с требованием ГОСТа на
испытуемое масло.
Если невозможно непрерывно окислять масло в те­
чение требуемого времени, допускается прерывать опыт
после 5 ч окисления, но не более чем на трое суток с ох­
лаждением реакционных колб с маслом на воздухе.
После окончания процесса кассету с колбами выни­
мают из прибора и окисленное масло при температуре
60 °С выливают из реакционных колб в отдельные кони­
ческие колбы вместимостью по 100 см 3.
Затем отбирают масло в вискозиметр и снова опре­
деляю т кинематическую вязкость при 100 °С.
После этого взвешивают 3...5 г тщательно пере­
мешанного окисленного масла с погрешностью не более
0,01 г и растворяю т в петролейном эфире (1 : 4 0). Р аст­
вор отстаивают в течение 12 ч и фильтруют через дове­
денный до постоянной массы при температуре 105°С
фильтр «Синяя лента». Фильтр промывают петролейным
эфиром с помощью промывной склянки до полной про­
зрачности фильтрата. Затем фильтры с осадком поме­
щают в стаканчики для взвешивания и доводят до по­
стоянной массы в сушильном шкафу при температуре
105 °С.
Обработка результатов. Массовую долю осадка Х0
(% ) в окисленном масле вычисляют по формуле
т г — mt
100
(61)
где от, От| и т2— массы проб окисленного масла, стаканчика с чистым
фильтром и стаканчика с фильтром и осадком, г.
З а окончательный результат испытания принимают
среднее арифметическое д вух параллельных определе­
ний, при этом допускаемое расхождение м еж ду ними не
должно быть более 0,8 %.
Если массовая доля осадка в масле не более 0,5 %,
то считают, что масло вы держ ало испытание в течение
индукционного периода осадкообразования.
В процессе .окисления м асла его вязкость изменяется
по сравнению с первоначальной. Это относительное из­
менение кинематической вязкости вычисляют по фор­
муле
(62)
149
где v и Vo — кинематическая вязкость окисленного масла и масла до
окисления, мм2/с (сСт).
За окончательный результат испытания принимают
среднее арифметическое двух параллельных определе­
ний, при этом расхождение между ними не должно быть
более 100 % от среднего арифметического.
Работа № 32. ОПРЕДЕЛЕНИЕ МАССОВОЙ ДОЛИ
АКТИВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ В МОТОРНОМ МАСЛЕ
Общие положения. Все масла в зависимое*
ти от степени форсирования двигателя различаются ха­
рактером действия и содержанием присадок или их композиций, достигающим 10...20 % и более.
При работе масла в двигателе присадка срабатыва­
ется и ее концентрация уменьшается. Скорость сниже­
ния начальной концентрации присадок в масле при
работе двигателя зависит от их количества и эффектив­
ности, степени форсирования двигателя, его техническо­
го состояния, качества топлива и условий, при которых
эксплуатируют двигатель.
О снижении содержания присадки в масле можно
судить по изменению его щелочного числа. Однако этот
метод пригоден только для масел с присадками, в состав
которых входят соединения, обусловливающие щелочную
среду раствора.
Более точно о концентрации присадок в масле мож­
но судить по содержанию их основных компонентов (ба­
рия, кальция, цинка и фосфора). Но это заключение
справедливо лишь для свежих масел, так как в этих мас­
лах присадка находится в растворенном состоянии и в
несгораемую часть масла (золу) входит только введен­
ная присадка.
В работающем масле, кроме растворенной присад­
ки, присутствуют постепенно накапливающиеся продук­
ты износа и загрязнения, поступающие с воздухом (крем­
ний, кальций и т.д .).
Д ля разделения общей золы работающего моторного
масла на растворимую и нерастворимую части сущест­
вует способ центрифугирования.
Нельзя судить о качестве работающего масла по ко­
личеству бария или других компонентов, содержащихся
в золе, также потому, что часть присадки, введенной в
масло, уже сработалась и находится в масле в неактив150
ной форме (в виде осадков и отложений). Д ля объек­
тивного суждения об эксплуатационных свойствах мас­
л а необходимо знать содержание активной части при­
садки. В этом случае нужно исследовать предварительно
профильтрованное масло или его золу.
Массовые доли бария, кальция и цинка в маслах с
присадками определяют разложением их солей, содер­
жащ ихся в маслах или золе, соляной кислотой и после­
дующим комплексонометрическом титрованием этих ме­
таллов.
Проведение испытаний. Д ля работы необходимы сле­
дующие приборы и материалы: стеклянный прибор для
разложения солей или плоскодонная колба из термо­
стойкого стекла вместимостью 500 см 3 с пришлифован­
ным к ней холодильником длиной 200...300 мм; электри­
ческая плитка с закрытой спиралью; водяная баня; л а ­
бораторный автотрансформатор
типа
JIATP-2 для
регулировки нагревания прибора; мерные лабораторные
стеклянные посуда и приборы; 6 н раствор соляной кис­
лоты; 0,05 н раствор едкого натра; 0,05 н раствор хло­
ристого магния; 0,05 н титрованный раствор трилона Б;
нормальный бутиловый спирт; бензол; буферные раство­
ры (ацетатный и аммиачный); индикаторы мурексид,
ксиленоловый оранжевый и хромоген черный ЕТ-00; вод­
ный раствор аммиака 1: 1; индикаторная универсальная
бумага pH 0...10.
Перед анализом масло тщательно перемешивают в
течение 5 мин. Затем массу 10...20 г масла в стакане р а ­
створяют в 30 см 3 бензина и раствор сливают в чистый
сухой прибор для разложения солей (рис. 36) через з а ­
грузочную воронку 3. Стакан тщательно ополаскивают
бензолом, который сливают в этот ж е прибор и добав­
ляю т 50 см3 6 н раствора соляной кислоты.
Кран загрузочной воронки закры ваю т и включают
обогрев на максимальную мощность до начала кипения.
Затем автотрансформатором регулируют скорость на­
гревания так, чтобы конденсат из дефлегматора 2 сте­
кал в виде капель. Кипячение содержимого в приборе
продолжают в течение 45 мин, после чего обогрев выклю­
чают, в колбу прибора добавляю т через загрузочную во­
ронку 20 см 3 бутилового спирта и смесь снова кипятят
в течение 15...20 мин. Затем прибор охлаж даю т в тече­
ние 10 мин и сливают нижний слой содержимого в ста­
кан. Д л я смывания остатков содержимого в прибор че151
Рис. 36. Прибор для разложения солей:
/ — шарообразная
колба-;
3 — дефлегматор;
i _э».
гр у з о ч н а я в о р о н к а ; 4 — нагревательная часть.
рез загрузочную воронку наливают
50 см3дистиллированной воды и, вклю­
чив обогрев, кипятят содержимое в те*
чение 30 мин. Затем обогрев выклю­
чают, в прибор добавляю т 20 см3 бу­
тилового спирта и снова кипятят смесь
в течение 10...15 мин.
После кипячения прибор охлажда­
ют и нижний слой смеси из прибора
сливают в стакан с солянокислым рас­
твором хлоридов металлов.
Если отсутствует специальный при­
бор, разложение присадки можно про­
водить в колбе с пришлифованным к
ней холодильником. В этом случае
после кипячения в течение 45 мин в охлажденную колбу
через холодильник осторожно добавляю т 20 см3 бутило­
вого спирта и смесь снова кипятят 10... 15 мин. После
полного охлаждения холодильник отъединяют от колбы
и ее содержимое переливают в делительную воронку. От­
стоянный нижний слой сливают в стакан, а верхний сно­
ва переливают в колбу для разложения, туда же добав­
ляют 50 см3 дистиллированной воды и вновь в течение
30 мин кипятят содержимое. После охлаждения в колбу
через холодильник добавляют 20 см3 бутилового спирта
и кипятят смесь в течение 10 мин. Затем, полностью охла­
див колбу, раствор из нее переливают в делительную
воронку. После расслоения нижний слой снова сливают
в тот же стакан с солянокислым раствором хлоридов ме­
таллов.
Д ля удаления бутилового спирта и части воды соля­
нокислый раствор упаривают до объема 70...80 см3 на
водяной бане и охлаждают. Конец удаления бутилового
спирта фиксируют по отсутствию запаха спирта.
Дальнейший порядок проведения анализа зависит от
количества и качества металлов, содержащихся в при­
садке исследуемого масла. Если в присадке масла со*
152
держится один металл 15. Данные для определения
содержания бария
(барий, цинк или каль­
ций), то порядок анализа
Количество добав­
ляемого 0,05 н раст­
следующий.
вора, см3
Предполагае­
О п р е д е л е н и е с о ­ мое содержа­
ние
бария.%
едкого
держания
бария.
трилона Б
натра
В нагретый до кипения
солянокислый
раствор,
5
25
содержащий барий, до­ До 0,3
10
50
бавляют 15 см3 20 %-но­ Выше 0,3 до 0,4
15
» 0,4 до 0,6
75
го раствора сернокислого
15
100
» 0,6
аммония, кипятят в тече­
ние 10... 15 мин и охлаж­
дают. Полученный осадок фильтруют через двойной
фильтр и тщательно промывают теплой дистиллирован­
ной водой. Фильтрат и промывные воды сливают в кана­
лизацию.
В стакан смывают осадок дистиллированной водой и
туда же кладут фильтр. Затем в этот стакан добавля­
ют 50 см3 дистиллированной воды, раствор 0,05 н трилона Б и раствор 0,05 н едкого натра, руководствуясь
при этом таблицей 15.
Содержимое стакана закрывают часовым стеклом и
кипятят на электрической плитке до полного растворе­
ния осадка, затем раствор охлаждают и переливают в
мерную колбу вместимостью 250 см3. В эту же колбу
смывают с фильтра следы трилона Б. Раствор в колбе
доводят дистиллированной водой до метки и содержимое
хорошо перемешивают.
Отбирают из колбы две порции по 50 см3 раствора,
выливают в два стакана и в каждый добавляют по 50 мл
дистиллированной воды, 5 мл аммиачного буферного
раствора и 0,02...0,05 г индикатора хромогена черного
ЕТ-00. После появления сине-голубой окраски раствор
титруют 0,05 н раствором хлористого магния до перехо­
да сине-голубой окраски раствора в вишневую.
О п р е д е л е н и е с о д е р ж а н и я ц и н к а . Соляно­
кислый раствор, содержащий цинк, переливают из ста­
кана в мерную колбу вместимостью 250 см3, добавляют
дистиллированную воду до метки и тщательно переме­
шивают. Затем из колбы отбирают две равные порции
раствора, выливают в стаканы, приливают к ним по
50 см3 дистиллированной воды и нейтрализуют аммиа­
ком с помощью капельницы, контролируя конец нейтра153
лизации по универсальной индикаторной бумаге до pH
4...5. Затем в содержимое стаканов добавляют по 15 см3
ацетатного буферного раствора, три-четыре капли инди­
катора ксиленолового оранжевого и титруют раствором
0,05 н трилона Б из бюретки до изменения красно-фиоле­
товой окраски на желтую.
О п р е д е л е н и е с о д е р ж а н и я к а л ь ц и я . Из
стакана раствор, содержащий кальций, переливают в
мерную колбу вместимостью 250 см3, доводят объем дис­
тиллированной воды до метки и тщательно перемеши­
вают.
Отбирают из колбы две порции по 50 см3, выливают
в два стакана и в каждый добавляют по 50 см3 дистил­
лированной воды. Затем содержимое нейтрализуют ед­
ким кали по универсальной индикаторной бумаге до pH
10, после чего приливают 20 см3 едкого кали и титруют
0,05 н раствором трилона Б в присутствии 0,02...0,05 г
индикатора мурексида до изменения розовой окраски
раствора на малиново-фиолетовую.
О п р е д е л е н и е д в у х м е т а л л о в (кальций
и цинк),
содержащихся
в исследуемом
м а с л е . Солянокислый раствор, в котором содержатся
хлориды цинка и кальция, обрабатывают сначала так же,
как и при содержании цинка. Из мерной колбы с помо­
щью пипетки отбирают две одинаковые порции раство­
ра и приливают к ним по 50 см3 дистиллированной воды.
Затем в одной части раствора, взятой из мерной кол­
бы, оттитровывают кальций и цинк, для чего раствор
нейтрализуют аммиаком до pH 8, приливают 15 см3 бу­
ферного аммиачного раствора и индикатор хромоген
черный ЕТ-00 до хорошо видимой вишневой окраски ра­
створа. После этого титруют 0,05 н раствором трилона
Б до изменения вишневого цвета раствора в сине-голу­
бой.
В другой порции раствора содержание цинка опреде­
ляют при pH 5 с добавлением 15 см3 ацетатного буфер­
ного раствора в присутствии трех-четырех капель ин­
дикатора ксиленолового оранжевого. Титруют 0,05 н
раствором трилона Б из микробюретки до изменения
красно-фиолетовой окраски раствора в желтую.
Обработка результатов. Содержание металла X (%
масс.) в испытуемом масле подсчитывают по формулам
х^ ,Г * > к У # т » $
т
154
(63)
л » . r ,W
%
(64)
*
т
(65)
т
У \ = O '. - I 'J 'W »
т
,
(66)
I где V\ — объем 0,05 н раствора трилона Б, израсходованный на растворение осадка сернокислого бария, см8; V2 — объем 0,05 н раствора
хлористого магния, израсходованный на титрование избытка 0,05 в
$ раствора трилона Б, см3; V3 и V4— объемы 0,05 I раствора трилона
j Б, израсходованные на титрование цинка и кальция, см3; Vj — объ«
, ем 0,05 и раствора трилона Б, израсходованный на титрование каль■ ция и цинка, см3; т — масса испытуемого масла, г; Т2п — титр 0,05 в
" раствора трилона Б, г цинка на 1 см3; . Гва — титр 0,05 н раствора
' трилона Б, г бария на 1 см3; 7в«=2,1010 Tzo', Т ^ — титр 0,05 и рас1 твора трилона Б, г кальция на 1 см3; ГСа= 0,6131 ТZn; К — коэффи! циент нормальности раствора хлористого магния; /Ci — коэффициент
разбавления, Ki—Vb/V6, Vs — объем раствора, полученный после раз­
ложения присадки соляной кислотой и доведенный дистиллирован­
ной водой в мерной колбе до 250 см3; Ve — объем раствора хлоридов
металлов, взятый дя титрования, см3; 2,1010 — соотношение граммэквивалентов бария и цинка; 0,6131— соотношение грамм-эквивалент
тов кальция и цинка.
Содержание каждого металла в пробе испытуемого
масла подсчитывают как среднее арифметическое двух
параллельных определений.
Работа № 33. ОПРЕДЕЛЕНИЕ МАССОВОЙ ДОЛИ
Ф ОСФОРА В МОТОРНОМ МАСЛЕ
Общие положения. Очень важные свойства,
которыми должны обладать масла, — это противоизносные и противозадирные свойства. Эти качества маслам
придают противоизносные и противозадирные присадки,
такие как ДФ-11, ДФ-1, ЭФО, Л3-23К и др. Они пред­
ставляют собой органические соединения, содержащие
серу, фосфор и хлор.
Противоизносные присадки уменьшают износ при не­
высокой нагрузке за счет повышения пластичности по­
верхностных слоев металла, а противозадирные повы*
шают нагрузку заедания (сваривания). Добавляют их в
масла в количестве до 2 %.
Однако в процессе работы масла первоначальная
концентрация присадки постепенно падает и, следова*
155
тельно, массовая доля активных элементов (серы, фос­
фора и хлора) уменьшается.
Содержание фосфора в масле определяют фотометрическим методом, для чего сжигают пробу испытуемо­
го масла в кислородной среде в присутствии ванадиево­
кислого и молибденовокислого аммония.
Проведение испытаний. Д ля работы необходимы сле­
дующие приборы и материалы: фотоэлектрокалориметр
ФЭК-М; калориметрическая бомба; устройство для по­
дачи кислорода в калориметрическую бомбу; мерная
стеклянная лабораторная посуда; .0,25 %-ный раствор
метаванадиевокислого аммония; 5 %-ный раствор мо­
либденовокислого аммония; бензин-растворитель; тех­
нический этиловый спирт; азотная кислота, петролейный
эфир.
Д ля определения содержания фосфора в испытуемом
масле с помощью фотокалориметра необходимо также
иметь предварительно построенный по контрольным
растворам градуировочный график. На нем по оси ор-
Рис. 37. Градуировочный график зависимости оптической
плотности от содержания фосфора в контрольных раство­
рах.
156
'* динат откладывают оптическую плотность, по оси аб( сдксс — содержание (мг/см3) фосфора в каждом конт. ' рольном растворе (рис. 37).
Перед испытанием внутреннюю часть новой или от:: ремонтированной калориметрической бомбы тщательно
промывают сначала бензином, затем спиртом или эфи' ром и дистиллированной водой.
Редуктор, манометры, ниппели и кислородопроводя­
щие трубки обезжиривают в соответствии с инструкци; ей по эксплуатации газового оборудования. Элементы
приборов, контактирующие с сжатым кислородом, не
• смазывают, поэтому при загрязнениях их смазочным
■ маслом оно должно быть тщательно промыто бензином,
• а затем спиртом или эфиром.
После этого калориметрическую бомбу устанавлива1 ют в специальную подставку, наливают на дно 20 см3
; дистиллированной воды и присоединяют ее через редук3 тор к кислородному баллону.
В предварительно взвешенный кварцевый тигель на­
ливают пробу исследуемого масла.
Массу пробы масла на испытание выбирают в зави­
симости от предполагаемого содержания в нем фосфора:
Содержание фосфора,
%
До 1
Выше 1 до 2
» 2 до 3
» 3 до 4
» 4 до 5
» 5
Масса пробы испытуемого масла,г
0 ,4 0 ...0 ,6 0
0 ,2 0 ...0 ,3 5
0 ,1 5 ...0 ,2 0
0 ,1 0 ...0 ,1 5
0 ,0 5 ...0 ,1 0
0 ,0 3 ...0 ,0 5
Массу тигля и испытуемого масла определяют с по­
грешностью не более 0,0002 г.
Тигель с пробой масла помещают внутрь калоримет­
рической бомбы в специальное кольцо. В масло погру­
жают запальную проволоку, концы которой предвари­
тельно присоединяют к токоведущему штифту и кисло­
родопроводящей трубке.
Завинчивают крышку бомбы и осторожно при помо­
щи регулировочного вентиля наполняют ее кислородом
до давления ЗМ П а (30кгс/см2), затем закрывают впус­
кной вентиль бомбы и вентиль баллона, отключают кис­
лородопроводящую трубку от бомбы. Закрывают резь­
бовыми пробками отверстия в крышке бомбы, сообщаю­
157
щиеся с впускным и выпускным клапанами. Затем бом­
бу погружают в воду и проверяют на герметичность. Ес­
ли выделяются пузырьки кислорода, то бомбу вынима­
ют из воды, устраняют неисправность или неплотность,
дополняют кислородом и снова проверяют на герметич­
ность.
К клеммам бомбы присоединяют провода от электри­
ческой сети и замыкают на 1...2 с цепь электрического
тока (напряжение 10...12 В). При этом сгорает запаль­
ная проволока, а вместе с ней и испытуемое масло. О
том, что масло сгорело, судят по нагреванию бомбы. Ес­
ли сгорания не произошло, то опыт повторяют.
После этого бомбу охлаждают в воде в течение 10 мин,
затем устанавливают в подставку и медленно (в тече­
ние 5 мин) снижают давление до атмосферного через
выпускной клапан.
Отвернув крышку бомбы, переливают из нее раствор
в стакан, туда же помещают тигель и при помощи про­
мывной склянки ополаскивают внутренние поверхности
бомбы дистиллированной водой. Все промывные воды
(не более 150 см3) сливают в тот же стакан.
Добавляют в стакан 10 см3 азотной кислоты и на­
гревают до кипения, затем охлаждают до температуры
окружающей среды и переливают в колбу вместимостью
250 см3. В случае появления осадка раствор фильтруют,
собирая фильтрат в ту же колбу, фильтр промывают дис­
тиллированной водой, которую так ж е присоединяют к
фильтрату.
После этого к раствору в колбе в указанной после­
довательности добавляют сначала 20 см3 0,25 %-ного
раствора ванадиевокислого аммония, затем 20 см3 5%ного раствора молибденовокислого аммония, обязатель­
но перемешивая содержимое в колбе. Объем раствора в
колбе доводят дистиллированной водой до метки, пере­
мешивают и отстаивают в течение 30 мин.
Затем приступают к определению оптической плот­
ности раствора. Д ля этого раствор наливают в кюветы с
расстоянием между рабочими гранями 10 мм и исполь­
зуют синий фильтр. В качестве контрольного раствора
для сравнения применяют 150 см3 дистиллированной во­
ды, обработанной так же как и раствор, перелитый из
калориметрической бомбы.
Установив фотоэлектрокалориметр по контрольному
раствору, калориметрируют испытуемый. Если оптичес158
ь,^; кая плотность этого раствора превышает возможности
Лц, показаний шкалы фотокалориметра, то из мерной колщ бы берут часть раствора и снижают интенсивность его
{>,' окраски разбавлением в 2...4 раза.
Определив значение оптической плотности испытуе1Г
; мого раствора по градуировочному графику, находят
!f соответствующее содержание фосфора С (мг/см3).
Обработка результатов. Содержание фосфора X (% )
в испытуемом масле с присадкой подсчитывают по фор| муле
X = CV 100//Я,
(67)
где С — содержание фосфора в калориметрированном испытуемом
растворе, определенное по градуировочному графику, мг/см3; V —
объем испытуемого раствора, см3 (в случае калориметрирования раз­
бавленного раствора объем испытуемого раствора умножают на ко­
эффициент разбавления); т — масса пробы испытуемого масла, мг.
Полученные результаты сравнивают с требованием
ГОСТа на испытуемое масло.
Работа № 34. АНАЛИЗ ОТРАБОТАННОГО
МОТОРНОГО МАСЛА
Общие положения. Срок службы масел в
автотракторных двигателях устанавливается в соответ­
ствии с инструкциями заводов и правилами технической
эксплуатации. После указанных в этих документах сро­
ков масла сливают из картеров двигателей и заменяют
свежими.
За период работы двигателя в результате обогащ е­
ния продуктами термического разложения, окисления,
полимеризации, разжижения топливом (в карбю ратор­
ном двигателе), загрязнения продуктами износа и ме­
ханическими примесями извне, а также обводнения пер­
воначальные свойства масел сильно меняются.
О т р а б о т а н н о е м а с л о — это масло, прорабо­
тавшее в двигателе свой эксплуатационный срок и утра­
тившее свои первоначальные качества.
Эти масла могут быть частично восстановлены (реге­
нерированы) удалением из них нежелательных примесей.
Полное же восстановление первоначальных свойств мо­
торных масел невозможно, так как эти масла содерж ат
присадки, которые срабатываются в процессе эксплуа­
тации масел в двигателях.
159
Однако сбор и регенерация дорогостоящих масел —
дело экономически выгодное и, кроме того, способству­
ет уменьшению загрязнения окружающей среды. Поэто­
му все потребители автотракторных масел обязаны со­
бирать отработанные масла.
Собранные отработанные масла подвергаются про­
верке их качеств.
И с п ы т а н и е о т р а б о т а н н ы х м а ' с е л заклю­
чается в определении плотности, содержания воды, ме­
ханических примесей и загрязнений, условной вязкости
и температуры вспышки.
Если пробы отработанных масел или их смесей со­
держ ат более 0,5 % воды, то перед определением услов­
ной вязкости и температуры вспышки их обезвоживают
с помощью сернокислой меди или медного купороса и
для испытания берут только верхний слой обезвоженно­
го масла.
О п р е д е л е н и е с о д е р ж а н и я в о д ы . Содержа­
ние воды в отработанных маслах определяют по методу,
основанному на тепловом эффекте реакции гидратации
сернокислой меди с водой, которая содержится в отра­
ботанном масле.
Проведение испытаний. Д ля работы необходимы сле­
дующие приборы и материалы: влагомер; стеклянная
воронка № 3; чашка для реактива; песочные часы ЧПН-1
или секундомер; обезвоженные сернокислая медь и ке­
росин или дизельное топливо.
Пробу отработанного масла тщательно перемешива­
ют, наливают до метки в стакан влагомера (рис. 38).
После помещения стакана с пробой в корпус влаго­
мера масло в стакане перемешивают с помощью ручной
мешалки 2...3 раза в секунду и через каждую минуту от­
мечают температуру пробы. Если температура в течение
2...3 мин не меняется, то ее принимают за начальную
температуру испытания.
В случае повышения температуры во влагомере про­
бу масла вынимают из влагомера, выдерживают при тем­
пературе окружающей среды еще 5... 10 мин и повторно
определяют начальную температуру.
В обводненном масле массовую долю воды снижают
с 6...7 % до 0,5 % обезвоженной сернокислой медью из
расчета (1 0 ,7 ± 0 ,3 ) г на 100 см 3 масла. Д ля этого мер­
ным цилиндром вместимостью 250 см 3 наливают 100 см3
испытуемого масла в стакан вместимостью 500 см3, в
160
Рис. 38. Влагомер:
А
1 — термометр;
2 — кры ш ка; 3 — с т а ­
кан
влагом ера; 4 — терм онзолядион|
ный стакан ; 5 — корпус;
S — пробка;
7 — ручн ая м еш алка.
чашке взвешивают (10,7±
±0,3) г обезвоженной сер­
нокислой меди и высыпают
ее в стакан с пробой. Затем
содержимое стакана переме­
шивают в течение 2...3мин
и после отстаивания слива­
ют верхний слой обезвожен­
ного масла для испытания.
После определения на^ ш ш ш & Ш д
чальной температуры испы­
тания берут в чашку пор­
цию обезвоженного реактива, засыпают его через ворон­
ку в стакан с пробой масла, затем воронку снимают,
а отверстие в крышке закрывают пробкой.
Пробу масла перемешивают мешалкой и через каж­
дую минуту отмечают показание термометра влагомера.
Когда температура остается в течение 2 мин постоян­
ной, испытания заканчивают. За конечную температуру
принимают наивысшую температуру, отмеченную во вре­
мя испытания.
Вынимают из влагомера стакан с пробой и слива­
ют из него верхний слой масла, который используют за­
тем для определения условной вязкости и температуры
вспышки.
При обработке результатов испытания сначала под­
считывают разность At (°С) конечной U и начальной t\
температур по формуле
(68)
Затем по полученной разности температур Дt опре­
деляют массовую долю воды в пробе, используя табли­
цу 16.
В случае, когда вычисленное значение Дt превыша­
ет предельные значения, приведенные в таблице, испы­
тания проводят с разбавленной пробой масла (50 см*
11-793
161
16. Данные для определения массовой доли воды в отработанных
_____________ _______
маслах
к <
Менее 0,60
0,65
0,70
0,80
0,90
1,00
1,10
1,20
1.30
Отсутствие
0,03
0,05
ДЛ°С
Мш*с
к ,
М ассова
доля во
Ды. %
д/,°с
М ассова
доля ВО­
ДЫ. %
к
М ассовая
д о л я вод ы , %
s „
д/.°с iУс?
Я«з?•
3 За
3.05
3.10
3.15
3.20
3.25
3.30
3.35
3.40
3.45
3.50
3,55
3.60
3,62
3,65
3,70
3,75
3,80
3,85
3,90
3,95
4,00
4.05
4.10
4,12
4.15
4.20
4.25
4.30
4.35
4.40
4.45
4.50
4.60
10.40
10.50
10,60
10.70
10,80
10.90
Масла с присадками
2.40
2.50
2,60
0,15
0,20
0,25
0,30
0,35
0,40
0,45
0,50
0,55
0,60
0,65
0,70
0,75
0,80
0,85
0,90
0,95
0,97
3.80
3.90
4.00
4.10
4.20
4.30
4.40
4.50
4.60
4.70
4.80
4.90
5.00
5.10
5.20
5.30
5.40
6 .50
5.60
5.70
5.80
5.90
2.70
1,00
6.00
1 ,1
1J
1,60
1.70
1,80
1.90
2,СЮ
2,10
2.30
2 .3 0
2,80
2.90
3,00
зло
3,20
3.30
3.40
3.50
3,60
3.70
0,10
1,05
6.10
1,10
6.20
1,15
6.30
6.40
6.50
6.60
6.70
6.80
6.90
7,00
1,20
1,22
1,25
1,30
1,35
1,40
1,45
1.50
1.55
1,60
1.65
1.70
1.75
1,80
1.85
1.87
1.90
1.95
7.10
7.20
7.30
7.40
7.50
7.60
7.70
7.80
7.90
2,00
8.20
8.30
8.40
8.50
8.60
8.70
8.80
8.90
9,00
9,10
9,20
9.30
9.40
9.50
9,60
9.70
9,80
,9,90
2,05
2,10
2,15
2,20
2,25
2,30
2,35
2,40
2,45
2.50
2.55
2,60
2.65
2.70
2.75
2,80
2.85
2.87
2.90
2.95
3,00
8,00
8.10
0,00
0,10
0,20
*0,30
11,00
11,10
11,20
11.30
11.40
11.50
11,60
11.70
11,80
11.90
12,00
12,10
12,20
4.65
4,70
4.75
4.80
4.85
4.90
5.00
5.05
5,10
5.15
5.20
5.30
5.35
5,40
5,50
5,60
5.65
5,72
5.80
5.85
5,95
12.30
12.40
12.50
12,60
12.70
12.80
12.90
13,00
13,10
13,20
13.30
13.40
13.50
13,60
13.70
6.30
6.35
6,45
6,55
6.65
6.75
6.80
6.90
7,00
2,8
2,9
3,0
3,1
3,2
3,3
3,4
3,5
3,6
0,95
1,00
1,05
1,10
1.12
1,15
1,18
1,20
1,25
6.00
6.05
6.15
6.20
Масла без присадок
0,1
0,2
0,3
0,4
0,6
0,6
0,7
0,8
0,9
162
Отсутствие
0,05
0,10
0,15
0,17
0,20
0,25
0,27
0,30
1,0
1,1
1,2
1.3
1,4
1.5
1,6
1,7
1,8
0,35
0,40
0,42
0,45
0,50
0,52
0,55
0,60
0,65
1,9
2,0
2,1
2,2
2,3
2.4
2,5
2,6
2,7
0,68
0,70
0,72
0,75
0,80
0,82
0,85
0,90
0,92
Продолжение
7.1
7.2
7.3
7.4
7.5
7.6
7.7
7.8
7.9
1,70
1,75
1,80
1,85
1,87
1,90
1,92
1,95
2,00
2,02
2,05
6,0
2,10
6,1
6,2
6.3
6.4
6.5
6.6
6.7
6.8
6.9
7,0
1,68
2,15
2,17
2,20
2,25
2,27
2.30
2,35
2.37
2.40
2,45
8,0
8,1
8,2
8,3
' 8,4
8.5
8.6
8.7
8.8
8.9
9.0
9.1
9.2
9.3
9.4
9.5
9.6
9.7
9.8
9.9
10,0
10,1
10,2
10.3
10.4
ДЛвС
Ды.%
1.30
1,33
1.37
1.40
1,43
1,47
1,50
1,55
1,60
1,62
1,65
3.7
3.8
3.9
4.0
4.1
4.2
4.3
4.4
4.5
4.6
4.7
4.8
4.9
5.0
5.1
5.2
5.3
5.4
5.5
5.6
5.7
5.8
5.9
OR®
М.°С
2.50
2.52
2,55
2,60
2.65
2,67
2,70
2,75
2,77
2,80
2,85
2,87
2,90
2,92
2,95
10.5
10.6
10.7
3.67
3,70
3.75
3,80
3,82
3,85
3,88
3,92
3,95
4,00
4,03
4,07
4,10
4,13
4,17
4,20
4,23
4,27
4,30
4,33
4,37
4,40
4,43
4,47
4,50
4,55
4,58
4,62
4,65
4.68
4,72
4.75
4,80
4,82
13,9
14.0
14.1
14.2
14.3
14.4
14.5
14.6
14.7
14.8
14.9
15.0
15.1
15.2
15.3
15.4
15.5
15.6
15.7
15.8
15.9
16,0
16,1
16,2
16.3
16.4
16.5
16.6
16.7
16.8
16.9
17.0
17.1
3,00
3,05
3,10
3,12
3,15
3,20
3,22
3,25
3,30
3,32
3,35
3,40
3,43
3,47
3.50
3.53
3,57
3,60
3.65
10.8
10.9
11,0
11,1
11,2
11.3
11.4
11.5
11.6
11.7
11.8
11.9
12,0
12,1
12,2
12.3
12.4
12.5
12.6
12.7
12.8
12.9
13.0
13.1
13.2
13.3
13.4
13.5
13.6
13.7
13.8
ДОЛЯ
м.вс
Массо
Массовая
доля воды.%
Ма<
дол
ды,
ы, "С
к .
.
03 д
I
К
4,85
4,90
4.92
4.95
5.00
5,05
5,07
5,10
5,13
5,16
5,20
5,23
5,27
5,30
5,32
5,35
5,40
5,45
5,48
5,52
5,55
5,58
5,62
5,65
5,70
5,72
5,76
5,80
5,82
5,87
5.92
5.95
6.00
отработанного масла смешивают с 50 см3 обезвоженно­
го керосина или дизельного топлива), а найденную при
этом по таблицам массовую долю воды увеличивают в
2 раза.
Определение м е х а н и ч е с к и х п р и м е с е й
и з а г р я з н е н и й . Определение в отработанных мас­
лах механических примесей и загрязнений, нераствори­
мых в бензине, с размерами 100x100 мкм, образующих-
11*
163
ся при эксплуатации двигателей или попадающих в масла
в процессе их сбора, хранения или транспортирова­
ния, проводят в соответствии с ГОСТом на отработан­
ные нефтепродукты.
Д ля работы требуются: конические колбы с широким
горлом вместимостью 500 см3; цилиндры вместимостью
250 см3; стеклянные воронки № 4; сито из сетки 01 и не­
этилированный бензин.
Из пробы отработанного масла, тщательно переме­
шанной в течение 5 мин в емкости, заполненной на 3Д
объема, отмеривают 100 см3 и выливают в коническую
колбу, затем добавляют туда же 100...300 см3 бензина.
Содержимое колбы перемешивают встряхиванием.
В воронку помещают сито из сетки 01, сложенное
вчетверо (как складывают беззольные фильтры), и
вставляют в другую коническую колбу.
Смесь отработанного масла с бензином постепенно
выливают в воронку и фильтруют через сито. После
фильтрования сито промывают бензином, высушивают
на воздухе в течение 5 мин и приступают к осмотру
осадка.
При отсутствии видимого осадка на сите или, если он
есть, но при перемешивании стеклянной палочкой про­
валивается через отверстия сита, считают, что массовая
доля механических примесей в пробе отработанного мас­
ла соответствует требованиям стандарта, а загрязнения
отсутствуют.
Если на сите остаются загрязнения размерами боль­
ше, чем его отверстия, то массовую долю механических
примесей и загрязнений определяют способом фильтро­
вания раствора масла в бензине через беззольные бу­
мажные фильтры.
О п р е д е л е н и е у с л о в н о й в я з к о с т и . В соот­
ветствии с ГОСТом отработанные масла разбиваются на
группы в зависимости от вязкости. Чтобы установить
группу, к которой относится отработанное масло, опре­
деляют его условную вязкость. Этот показатель для от­
работанных масел или их смесей находят, замеряя время
истечения определенного объема масла через калибро­
ванное отверстие вискозиметра.
Д ля работы требуются: вискозиметр ВЗ-4; термометр
ТН-3 с градуированной шкалой 0...60°С; секундомер;
стеклянные стаканы вместимостью 200 см3 и неэтилиро­
ванный бензин.
164
В стакан наливают примерно 150 см3 обезвоженного
отработанного масла (после определения содержания
воды) и измеряют его температуру с погрешностью не
более 1°С.
Промытый бензином вискозиметр устанавливают го­
ризонтально, подставляют под сопло прибора стеклян­
ный стакан и, закрыв нижнее отверстие сопла пальцем,
наливают масло в резервуар вискозиметра до уровня
верхнего края.
Затем быстро убирают палец и при появлении масла
из сопла включают секундомер.
В момент первого появления из сопла прерывающейся струи масла секундомер выключают.
Время истечения замеряют дважды.
Условную вязкость В< (с) испытуемого масла нахо­
дят из выражения
В<=«с
(69)
где Тср — среднее арифметическое время истечения м асла через соп­
ло вискозиметра при температуре испытания, °С; К — поправочный
коэффициент (берут из паспорта вискозиметра).
Затем по графику (рис. 39) находят точку пересече­
ния полученной условной вязкости В* и замеренной в
Рис. 39.
масла:
График д л я определения
группы
отработанного
/ — для м асла с вязкостью 5 мм2/с (сСт) при 50 “С; 2 — д л я м асла
с вязкостью 25 мм2/с (сС т) при 50 °С.
165
начале испытания температуры масла t. По этой точке
устанавливают группу масла (СНО, МПО или ММО), к
которой относится испытуемое масло.
Определение
температуры
вспышки.
Температуру вспышки отработанного масла определяют
в приборе открытого типа, для чего обезвоженное мас­
ло, слитое после определения содержания воды, налива­
ют в чистый металлический тигель.
Сборку прибора и испытания проводят по описанию,
приведенному в работе № 23.
Примерно за 10 °С до ожидаемой температуры вспыш­
ки подносят пламя зажигалки к поверхности масла в
тигле.
Если вспышка при первом поднесении пламени к
тиглю произошла, то прекращают испытание и записы­
вают результат по форме «ниже... °С». Если при первом
поднесении пламени вспышка не произошла, повторяют
проверку через каждые 2°С. Если вспышка произошла
при температуре в интервале ± 1 0 °С от нормируемой
температуры вспышки, то за результат испытания при­
нимают показание термометра в момент вспышки.
Если вспышки паров нагреваемого масла не было
при температуре, превышающей нормируемую на 10°С,
то испытание прекращают. В этом случае результат ис­
пытания записывают по форме «выше... °С».
i%
Si
Глава
.
VI.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ
КАЧЕСТВА
ПЛАСТИЧНЫХ СМАЗОК
Работа № 35. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРЕДЕЛА
ПРОЧНОСТИ НА СДВИГ ПЛАСТИЧНОЙ СМАЗКИ
Общие сведения. Пластичные смазки про­
являют свойства, присущие твердому телу в состоянии
покоя или при приложении к их поверхности небольшой
силы. Они не текут и сохраняют свою форму. Когда
приложенная к смазке сила превышает некоторое зна­
чение, пластичная смазка начинает течь.
Предел прочности характеризуется минимальным
напряжением сдвига, при котором в пластичной смазке
разрушается структурный каркас и она приобретает
текучесть. Пределом прочности на сдвиг пластичной
смазки называется критическое значение силы, отнесен­
ное к единице площади сдвига слоев смазки. За единицу
измерения этой величины принят паскаль (Па).
Значение предела прочности на сдвиг определяется в
основном качеством загустителя и его концентрацией в
пластичной смазке. Предел прочности зависит от тем­
пературы: при повышении температуры он снижается.
Температура, при которой предел прочности становится
равным нулю, является истинной температурой перехо­
да смазки из пластичного в жидкое состояние и харак­
теризует предел применения пластичной смазки.
Чем выше предел прочности на сдвиг пластичной
смазки, тем она лучше удерживается на поверхности.
Чтобы смазка не стекала с трущихся поверхностей под
действием центробежной силы в подшипниках качения,
предельное напряжение сдвига должно быть не менее
150...180 Па.
Предел прочности на сдвиг пластичных смазок оп­
ределяют по методу Климова на пластометре К-2. Ме­
тод основан на измерении давлении, при котором про­
исходит сдвиг смазки в капилляре пластометра К-2.
Прибор рассчитан на проведение измерений при
давлениях до 5 кгс/см2. Давление в приборе создается
167
17. Пределы прочности пластичных смазок
Предел прочности на сдвиг Па.
1
20 °С
Солидол С
Пресс-солидол С
Графитная УСсА
Литол-24
Фиол-1
Униол-1
ЦИАТИМ-221
ЦИАТИМ-201
Смазка № 158
КСБ
300.
70.
300 н
600.
250 .
200.
250.
350.
150.
300.
1 1
.
.з
. .
. .
. .
. .
. .
. .
. .
700
200
700
1200
350
500
450
550
400
800
60 •С
200.
100.
200.
400.
200.
250.
120.
250.
150.
200.
. 350
. 180
. 300
. 600
. 250
. 400
. 300
. 350
. 300
• 400
за счет термического расширения жидкости в резервуа­
ре, нагреваемом электропечью.
В таблице 17 приведены данные о пределе прочности
на сдвиг некоторых пластичных смазок, применяемых
в сельском хозяйстве.
Проведение испытаний. Пластометр К-2 (рис. 40)
состоит из основания со стойкой, по которой вертикаль­
но перемещается электропечь 8. Электропечь нагревает
резервуар 7 с маслом для по­
вышения давления, которое
контролируют по манометру 5.
Воронка 6 служит для добав­
ления масла в прибор, кран
'■5
4 — для сообщений воронки с
внутренней полостью прибора.
Корпус 1 трубкой соединен с
внутренней полостью прибора.
Внутри оправки 2 находится
капилляр. В комплект прибора
входят два капилляра, один —
длиной 100 мм, другой — дли-
Рис. 40. Пластометр К-2:
1 — корпус;
2 — оправка;
3 — защитное
стекло; 4 — кран; 5 — нанометр; 6 — во­
ронка; 7 — резервуар для масла; 8 — элект­
ропечь.
168
ной 50 мм. Короткий капилляр применяется S том слу­
чае, когда при испытании на длинном капилляре давле­
ние превышает допустимое для манометра.
Мешалка для перемешивания смазки представляет
собой полый цилиндр со съемными крышками. Через
верхнюю крышку в цилиндр вставлен поршень в отвер­
стиями.
Все внутренние полости прибора К-2, включая ма­
нометр, заполнены маловязким маслом с целью полного
вытеснения воздуха.
Перемешанной смазкой заполняют обе половинки
желоба капилляра. Осторожно, чтобы не вызвать сдви­
га смазки, соединяют их и надевают-кольцо. Смазывают
испытуемой смазкой наружную поверхность капилляра
и вставляют его в оправку, медленно вращая и пере­
двигая вдоль оси. На нижний обрез буртика оправки
надевают резиновую прокладку и устанавливают оправ­
ку на выступ в корпусе пластометра.
Пластометр заполняют маслом, для чего открывают
кран воронки с маслом и держат его открытым до тех
пор, пока уровень масла в корпусе не достигнет верх­
него обреза буртика оправки. Закрепляют оправку в
корпусе гайкой, на верхней части корпуса устанавлива­
ют защитное стекло.
Включают электропечь, обогревающую резервуар с
маслом, и наблюдают за манометром. Скорость повы­
шения давления в системе должна быть не более
0,05 кгс/см2 в 1 мин при использовании длинного ка­
пилляра и 0,05 кгс/см2 в 2 мин при использовании ко­
роткого. Скорость повышения давления регулируют,
поднимая и опуская вдоль резервуара с маслом электро­
печь и соответственно увеличивая или уменьшая пло­
щадь нагревания.
После того как давление в системе, достигнув неко­
торого максимума, начинает снижаться, включают
электропечь, открывают кран воронки и медленно вы­
нимают оправку с капилляром из корпуса манометра,
после чего кран закрывают.
В момент окончания опыта из капилляра выдавли­
вается смазка, что можно наблюдать через защитное
стекло.
Обработка результатов. Предел прочности т (Па) ис­
пытуемой пластичной смазки вычисляют по формуле
ч? = рг 100 000/(20,
(70)
где р — максимальное давление, кгс/см2; г и / — радиус и длина ка.
пилляра, см; 1=5 или 10 см.
За результат испытаний принимают среднее ариф­
метическое двух параллельных определений.
Работа № 36. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЕНЕТРАЦИИ
ПЛАСТИЧНОЙ С М А З К И
Общие сведения. Пенетрация характери­
зует консистенцию или степень мягкости пластичных
смазок. Пенетрацию (число проницаемости) определя­
ют на лабораторном пенетрометре ЛП глубиной погру.
жения в испытуемую смазку стандартного по форме и
массе тела (конуса или иглы) за 5 с при заданной на­
грузке и температуре. Число проницаемости (пенетрации) выражается целым числом десятых долей милли­
метра глубины погружения конуса или иглы в смазку.
Изменение числа пенетрации пластичных смазок
при хранении в условиях эксплуатации указывает на
изменение ее структуры. Такую смазку необходимо бы­
стрее использовать.
В таблице 18 приведены значения чисел пенетрации
при 25 °С для некоторых пластичных смазок, применяе­
мых в сельском хозяйстве.
Проведение испытаний. Лабораторный пенетрометр
ЛП (рис. 41) состоит из штатива с плитой, на которой
установлены круглый уровень и столик. Его положение
по высоте можно регулировать. На штативе укреплен
кронштейн с плунжером, индикатор 4 и зеркало. Плун­
жер свободно перемещается в направляющей втулке и
18. Пенетрация пластичных смазок
Сказка
Солидол С
Пресс-солидол С
Графитная УСсА
Лнтол-24
Фиол-1
Униол-1
ЦИАТИМ-221
ЦИАТИМ-201
Лита
Смазка № 158
КСБ
170
Пенетрация при 25 °С
270 .
330
250
220
310
280
280
290
290.
. . 330
. . 360
. . 270
. . 250
. . 340
. . 320
. . 320
. . 320
. . 320
305
245. . . 275
Коллоидная
стабильность. %
1.
2.
0 ,5 .
8.
15.
2.
4 .
16 .
15.
8.
4.
. 5
. 10
. 4
. 12
. 20
. 7
. 7
. 30
. 20
. 15
. 8
Ц
Рис. 41. Пенетрометр:
Лj
/ — конус; 2 — пусковая кнопка; 3 — кремальера; 4 — индикатор; 5 — стрелка.
фиксируется с помощью зажима.
®115 Пусковая кнопка 2 служит для
Щ, освобождения плунжера. К плун>йс жеру прикреплены игла с грузом
^ и конус 1. Индикатор состоит из
кремальеры 3, с осью шестерни
k которой соединена стрелка 5.
Ц Стрелка соединяется с осью
IK шестерни на конусе, поджимае­
ма мой пружиной и может устанавливаться на нуль при лю­
бом положении рейки кремальi еры.
Стеклянный стакан с тщательно перемешанной ис*
пытуемой смазкой помещают на столик и выравнивают
поверхность смазки. Избыток смазки снимают. С по­
мощью зажима перемещают кронштейн по стойке так,
чтобы наконечник конуса коснулся поверхности смаз­
ки. Положение наконечника конуса контролируют с по­
мощью зеркала. При этом необходимо предотвратить
возможность соприкосновения конуса со стенкой стака­
на. Рейку, снабженную сферическим наконечником, пе­
ред измерением подводят к установленному и зафиксиро­
ванному зажимом плунжеру, после чего стрелку уста­
навливают на нуль по шкале (360 делений ценой
0,1мм). При установке индикатора следят за тем, что­
бы осталась необходимая длина хода рейки кремалье­
ры (30...35 мм). Этого достигают смещением индикато­
ра вдоль стойки. Затем одновременно включают се­
кундомер и нажимают пусковую кнопку 2. Конус сво­
бодно погружается в смазку в течение 5 с, после чего
отпускают кнопку, прекращая погружение. Далее
снова отпускают рейку до соприкосновения с плунже­
ром, при этом также передвигают стрелку 5 индика­
тора.
После отсчета показаний по шкале индикатора при­
поднимают кремальеру и плунжер с конусом, тщательно
171
очищают конус от смазки, выравнивают поверхность ис­
пытуемой смазки в стаканчике и повторяют опыт.
За результат испытания принимают среднее арифме­
тическое четырех последовательных определений.
Работа 37. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЛЛОИДНОЙ
СТАБИЛЬНОСТИ ПЛАСТИЧНОЙ СМАЗКИ
Общие сведения. П ластичны е см азки пред.
ставляю т собой коллоидные системы, состоящ ие из дис­
персной среды и дисперсной фазы . Дисперсной средой
служ ит ж идкое м инеральное масло, а дисперсной фа­
з о й — загуститель. В состав пластичных см азок входит
80...90 % минерального м асла и 10...20 % загустителя
(различные мыла или тверды е углеводороды ), а также
вода для повышения их коллоидной стабильности. Иног­
д а для улучшения качества и придания специфических
свойств к см азкам добавляю т различные присадки и на­
полнители, например графит.
При хранении или эксплуатации из пластичной смаз­
ки не долж но выделяться масло, то есть см азка должна
обладать коллоидной стабильностью. Под коллоидной
стабильностью понимают стойкость пластичной смазки
против необратимого разруш ения. У большинства пла­
стичных смазок с течением времени выделяется жидкое
масло. Это явление усиливается под действием высокой
температуры, давления и перемешивания. Коллоидная
стабильность возрастает с увеличением количества за­
густителя в смазке и падает с понижением вязкости ми­
нерального масла. Смазки с низкой коллоидной стабиль­
ностью (например, смазка ЦИАТИМ-201) расфасовы­
вают в мелкую тару.
Испытания проводят в приборе КСА при заданных
нагрузке, времени и температуре. Чем больше отпресg
совывается из пластичной смазки масла, тем ниже ее
коллоидная стабильность.
Проведение испытаний. Д ля определения коллоидной
стабильности служит прибор КСА (рис. 42). Он состоит
из штатива с плитой, на которой установлен круглый
уровень и столик. На стойке штатива укреплен крон­
штейн, в котором размещен шток с двумя выемками для
крепления груза. Металлический шарик диаметром 8 мм
служит для передачи давления на хвостовик поршня.
На столик устанавливают чашечку 3 для испытуемой
172
с м азк и , в к о т о р у ю в с т а в л е н п о р ­
ш ень 4. Ч а ш е ч к а с н а б ж е н а в т у л ­
кой д л я в ы в о д а х в о с т о в и к а п о р ш ­
ня. Н а х в о с т о в и к е п о р ш н я н а х о ­
д и тся л ы с к а д л я п р е д о т в р а щ е н и я
с о зд ан и я в а к у у м а н а д п о р ш н е м .
М ас са ш т о к а , ш а р и к а , п о р ш н я и
г р у за с о с т а в л я е т 1 кг.
Ч аш ечку с порш нем в зв еш и ­
в а ю т на а н а л и т и ч е с к и х в е с а х , з а ­
тем в нее в м а з ы в а ю т ш п а т е л е м
и сп ы ту ем у ю с м а з к у , н е д о п у с к а я
об р азо ван и я п узы рьков во зд у х а и
п у сто т, в з в е ш и в а ю т и в ы ч и с л я ю т
м а сс у с м а з к и , в з я т о й н а и с п ы т а ­
ние. О д и н к р у ж о к ф и л ь т р о в а л ь ­
ной б у м а г и с м а ч и в а ю т м а с л о м ,
отж им аю т м еж ду ли стам и ф и л ь ­
тровальн ой бум аги и взв еш и в аю т.
С т е к л о со ст о п к о й ф и л ь т р о в а л ь ­
ной б у м а г и (7 ...9 к р у ж к о в ) п о м е щ а ю т н а с т о л и к е ш т а ­
тива. Н а см азку в чаш ечке к л ад у т п роп и тан н ы й м асл о м
круж ок ф и льтровальн ой б ум аги т а к , чтобы м е ж д у б у м а ­
гой и с м а з к о й не б ы л о п у с т о т , и с т а в я т ч а ш е ч к у н а с т о п ­
ку ф и л ь т р о в а л ь н о й б у м а г и , п о л о ж е н н у ю н а с т е к л о .
В лунку хвостовика порш ня п ом ещ аю т ш ар и к , п е р е д а ­
ю щ ий д а в л е н и е . Н а ж и м а ю т п у с к о в у ю к н о п к у , о с в о б о ж ­
д а ю т ш т о к и о п уска ю т е го д о с о п р и к о с н о в е н и я с ш а р и ­
ком. Н а ш то к н а д е в а ю т г р у з , н а ж и м а ю т п у с к о в у ю к н о п ­
ку, з а к р е п л я ю т его с к о б о й и о т м е ч а ю т в р е м я н а ч а л а
исп ы тан и я. П о и с т е ч е н и и 3 0 м и н в з в е ш и в а ю т ч а ш е ч к у
со см азко й и к р у ж к о м ф и л ь т р о в а л ь н о й б у м а г и .
О бработка р е з у л ь т а т о в . К о л и ч е с тв о м а с л а х ( % ) .
вы д ел и вш его ся п о с л е о т п р е с с о в ы в а н и я п л а с т и ч н о и с м а з ­
ки, вы ч и сл яю т п о ф о р м у л е
_
(т 1 — т 2) 100
(7 1 )
т
где mi и т г — м ассы чаш ечки со см азк о й и п ро п и тан н ы м м асл о м
кружком ф ильтровальной бум аги д о и после и сп ы тан и я, г; m
м асса
смазки, взятой д л я и спы тания, г.
За результат испы таний п ри н и м аю т средн ее а р и ф м е ­
тическое д в у х п а р а л л е л ь н ы х о п р е д е л е н и й .
173
Работа № 38. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ
КАПЛЕПАДЕНИЯ ПЛАСТИЧНОЙ С М А ЗК И
Общие сведения. Плавление пластичных
смазок сопровождается значительным изменением их
свойств.
Т е м п е р а т у р а к а п л е п а д е н и я — это темпера­
тура, при которой смазка из пластичного (полутвердо­
го) состояния переходит в жидкое. При определении
температуры каплепадения пластичная смазка, нагретая
в специальном приборе, размягчается до такого состоя­
ния, при котором происходит образование жидкой капли
и ее падение.
По температуре каплепадения смазки можно прибли­
женно судить о ее работоспособности при повышенной
температуре. Д ля надежного смазывания узлов трения
необходимо, чтобы их рабочая температура была на
10...20 °С ниже, чем температура каплепадения пластич­
ной смазки.
В таблице 19 указаны температуры каплепадения и
температурный диапазон применения ряда пластичных
смазок.
Проведение испытаний. Прибор для определения
температуры каплепадения пластических смазок показан
на рисунке 43.
Определение температуры каплепадения проводят
стандартным термометром типа Уббелоде. В нижней
части термометра 2 смонтирована металлическая гиль­
за, на которую навинчивается металлическая трубка с
отверстием. В отверстие вставляют капсюль (чашечку)
19. Температура каплепадения пластичных смазок
Смазка
Солидол С
Пресс-солидол С
Графитная УСсА
Литол-24
Фиол-1
Униол-1
ЦИАТИМ-221
ЦИАТИМ-201
Смазка № 158
КСБ
Температура
каплепадения, °С
85 .
85.
77,
185,
185.
230.
200.
175.
140.
150.
.
.
.
.
.
.
.
.
•
.
.
.
.
.
.
.
.
I
.
.
105
95
90
205
200
260
220
190
160
190
Температурный диа­
пазон применения, °С
От
»
»
»
»
»
>
»
—20
—30
—20
—40
—40
—30
—60
—60
г —40
» —30
До
ДО
ДО
ДО
ДО
ДО
ДО
ДО
ДО
ДО
65
50
65
130
120
150
150
90
120
110
Рис. 43. Прибор для определения
температуры капле падения:
/ — ст акан с водой или глицерином; 2 —
специальный
термометр с гильзой:
3 •—
иробнрк.»: I — меш алка; 5 — капсюль для
испытуемой смазки; 6 — электроплитка.
5 ст ан д а р т н ы х р а з м е р о в . Т е р м о ­
метр у к р е п л я е т с я
на
пробке в
стан дартн ой п р о б и р к е 3 .
П ро­
бирку р а з м е щ а ю т н а ш т а т и в е и
в ставл яю т в с т а к а н -б а н ю 1 , в к о ­
торую за л и в а ю т в о д у и л и г л и ц е рнн.
И спы туем ую
пластичную
с м а зк у плотно в м а з ы в а ю т ш п а ­
телем в ч аш е ч к у п р и б о р а , с л е д я
з а тем , ч то б ы н а п о в е р х н о с т и н е
б ы л о п у зы р ь к о в в о з д у х а . Л и ш н е е
к о л и ч е ст в о с м а з к и с н и м а ю т н о ­
ж ом . З атем чаш ечку в став л яю т
в г и л ь зу т е р м о м е т р а т а к , ч то б ы
верхний к р ай ее у п и р а л с я в б у р ти к ги л ь зы . П р и э т о м
ниж ним кондом тер м о м етр а в ы д ав л и в ае т с я ч ер е з о т в е р ­
с ти е и зл и ш е к с м а з к и , к о т о р ы й т а к ж е с н и м а ю т . Н а д н о
с у х о й чистой п р о б и р к и к л а д у т к р у ж о к б е л о й б у м а г и и
п о м ещ аю т в п р о б и р к у т е р м о м е т р т а к и м о б р а з о м , ч т о б ы
ниж ний к р а й ч а ш е ч к и н а х о д и л с я н а р а с с т о я н и и 2 5 м м
от к р у ж к а . З а т е м п р о б и р к у с т е р м о м е т р о м п о м е щ а ю т в
водяную или г л и ц е р и н о в у ю б а н ю . Г л и ц е р и н и с п о л ь з у ю т
для см азо к с т е м п е р а т у р о й к а п л е п а д е н и я в ы ш е 8 0 ° С .
Воду или гл и ц ер и н п о д о г р е в а ю т т а к и м о б р а з о м , ч т о б ы
после д о сти ж ен и я т е м п е р а т у р ы н а 2 0 ° С н и ж е о ж и д а е ­
мой тем п ер ату р ы к а п л е п а д е н и я с к о р о с т ь н а г р е в а н и я с о ­
ставл ял а 1 ° в м и н у т у .
За тем п ературу к а п л е п а д е н и я и с п ы т у е м о й п л а с т и ч ­
ной см азки п р и н и м а ю т т е м п е р а т у р у , п р и к о т о р о й п а д а ­
ет первая к а п л я и л и д н а п р о б и р к и к а с а е т с я с т о л б и к
смазки, в ы с ту п и в ш и й и з о т в е р с т и я ч а ш е ч к и . П о п о л у ч е н ­
ным опытным д а н н ы м о ц е н и в а ю т р а б о т о с п о с о б н о с т ь п л а ­
стичной с м а зк и п р и п о в ы ш е н н ы х т е м п е р а т у р а х .
175
Работа № 39. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЯЗКОСТИ
ПЛАСТИЧНОЙ С М А З К И
Общие положения. Важнейшие свойства
всех нефтепродуктов, в том числе и пластичных сма­
зок — вязкость, или внутреннее трение, то есть свойство
жидкости противостоять перемещению частиц под влиянием действующей на нее силы.
При сравнении понятий вязкости жидких масел и
пластичных смазок необходимо иметь в виду, что если
напряжение сдвига при работе пластичной смазки дости­
гает значений, превышающих предел текучести, то она
начинает течь подобно жидкому маслу. Текучесть пла­
стичной смазки (пластично-аномально-вязкого вещест­
ва) оценивают показателем вязкости.
Вязкость жидких масел не зависит от скорости от­
носительного перемещения ее слоев. Если увеличить эту
скорость при постоянной температуре, то пропорцио­
нально увеличится и сопротивление сдвигу, а вязкость
не изменится.
В пластичных ж е смазках эти явления протекают со­
вершенно различно. С изменением скорости относитель­
ного перемещения слоев смазки в этом случае изменяет­
ся не только сопротивление сдвигу, но и вязкость. Таким
образом, вязкость пластичных смазок при постоянной
температуре есть величина переменная и зависимая от
скорости относительного сдвига ее слоев. Чем больше
скорость сдвига, тем меньше значение вязкости пластич­
ной смазки.
Вязкость пластичной смазки т}^ (П а-с) при задан­
ной скорости сдвига и температуре — величина постоян­
ная; называется она эффективной вязкостью. Эффек­
тивную вязкость испытуемой пластичной смазки при за­
данной температуре в определенный момент времени
вычисляют по формуле
Я? ф т /Д
где т
напряжение сдвига, Па; D — средняя скорость
сдвига или градиент скорости, с-1.
(72)
деф орм ации
Скорость деформации сдвига пластичной смазки
прямо пропорциональна скорости относительного пере­
мещения слоев и обратно пропорциональна расстоянию
176
между слоями смазки. Чем меньше расстояние м еж ду
слоями, тем больше скорость сдвига.
Эффективную вязкость пластичных смазок рекомен­
дуется определять при скорости сдвига 10 с-1.
Сущность определения вязкости пластичной смазки
заключается в проталкивании смазки под определенным
давлением через капиллярную трубку и зам ере напря­
жения и деформации сдвига слоев смазки.
По значению вязкости пластичной смазки можно
судить о ее прокачиваемости по маслопроводам, затра­
тах энергии на трение в узлах и механизмах при смазы­
вании и т. п.
Вязкость пластичных
смазок
определяют
при
помощи автоматического вискозиметра конструкции
А. А. Константинова, Т. В. Виноградова и В. В.'Синицина.
Проведение испытаний. Для работы необходимы сле­
дующие приборы и материалы: автоматический капил­
лярный вискозиметр АКВ-4 или другой типа АКВ; тер­
мостат ТС-15 или другой марки, обеспечивающий под­
держание температуры с погрешностью не более
± 0 ,2 °С; проволочная сетка № 0125к, 014к или 016к;
приспособление для заправки смазки в камеру виско­
зиметра; листы миллиметровой бумаги
размерами
115x300 мм; прозрачные транспортеры; бензин-раство­
ритель.
Капиллярный вискозиметр АКВ-4 показан на рисун­
ке 44. Капилляр 1 соединен с камерой 3 при помощи
накидной гайки 2. Камера 3 соединяется со втулкой 6,
через которую проходит шток 4. Шток служит для вы­
давливания нефтепродуктов при испытании.
На шток 4 действует пружина 14, опирающаяся на
него нижним концом через текстолитовую муфту 8 и ша­
рик 7. Верхний конец пружины упирается во втулку 16.
Для сжатия пружины перед опытом служит винт 18.
который удерживается от проворачивания шпонкой 20.
Для захвата муфты 8 служит цанга 9, ввинченная в ниж­
ний конец винта 18.
Для предупреждения выскальзывания штыря 10 из
цанги во время сжатия пружины служит втулка 11, ко­
торая в начале опыта при помощи стержня 13 и шпиль­
ки 12 перемещается вверх и освобождает цангу. Штырь
10 при этом может выскользнуть из цанги под воздей­
ствием сжатой пружины. Втулка 11 поднимается эксцен12—793
177
Рис. 44. Капиллярный вискозиметр АКВ-4:
1 — капилляр; 2 — накидная гай к а; 3 — ка м е р а; 4 — ш ток; 5 — гайка; 6 — втул­
ка; 7 — ш арик; 8 — текстолитовая м уф та; 9 — ц а н га ; 10 — ш тырь; 11 — втулка;
12 — ш пилька; 13 — стерж ень; 14 — пруж ина; 15 — тр у б а; 16 — упорная втулка;
17
эксцентрик; 18 — винт; 19 — гай к а;
2 0 — ш понка;
21 — регулировочный
винт; 22 — пруж ина д л я устранения осевого за зо р а ; 23 и 26 — оси барабана;
24 — барабан; 25 — д ер ж ател ь к ар ан д аш а; 27 — откры ты й термостатирующнй
сосуд; 28 — приемник; 29 — термостатирую щ нй цилиндр; 30 — гайка крепления
»ермостатирую щего цилиндра; 31 — ш туцер.
178
триком 17. Со штоком 4 связан держатель карандаша
25 самописца. Держатель может перемещаться в верти­
кальном направлении вместе со штоком и карандашом
отмечать положение штока на листе бумаги, закреплен­
ном на барабане 24.
Барабан, укрепленный на осях 23 и 26, снабжен син­
хронным приводом.
Термостатирующий цилиндр 29 крепится к гайке 5
гайкой 30. Через штуцера 31 термостатирующий цилиндр
29 присоединяется к циркуляционному термостату ТС-15
с помощью резиновых шлангов.
Для проведения испытаний при минусовых темпера­
турах служит открытый термостатирующий сосуд 27 с
ручной мешалкой.
Выдавливаемая из капилляра 1 смазка собирается в
приемнике 28, что предохраняет термостатирующую ж ид­
кость от загрязнения.
Проверяют и, если необходимо, промывают бензином-растворителем камеру вискозиметра, затем напол­
няют ее испытуемой смазкой, предварительно профиль­
трованной через проволочную сетку № 0125к, 014к или
016к. Заполнение проводят с помощью заправочного
приспособления, или шпателем, вмазывая ее с одного
конца до полного заполнения камеры и следя за тем,
чтобы в камере не остались пузырьки воздуха.
После этого подтягивают вверх шток 4 и сжимают
пружину при помощи гайки, винта, цанги и эксцентри­
ка. Присоединяют камеру со смазкой через прокладку
к втулке 6 вискозиметра. Затем к нижнему торцу каме­
ры присоединяют капилляр. На капилляр снизу навин­
чивают приемник для сбора смазки.
Надевают термостатирующий цилиндр, наливают в
термостат дистиллированную воду и включают циркуля­
цию. Камеру со смазкой выдерживают при температуре
испытания не менее 15...20 мин.
Лист миллиметровой бумаги размером 115x300 мм
укрепляют на барабане самописца с помощью двух рези­
новых колец так, чтобы нижний обрез листа касался
нижнего буртика барабана.
Устанавливают держатель карандаша так, чтобы
графит плотно прижимался к бумаге на барабане и вклю­
чают двигатель, вращающий барабан (ручку включате­
ля переводят в нижнее положение). При вращении б а ­
рабана карандаш вычерчивает на бумаге горизонталь-
12*
179
ную линию на уровне, соответствующем максимальному
сжатию пружины.
З а т е м с помощью рукоятки эксцентрика освобождают
от Фиксации нагружающую шток пружину и под ее Щ
лием он опускается, создавая в камере давление, под
действием которого смазка продавливается из камеры
через капилляр в приемник.
По мере разжатия пружины вискозиметра самописец
вычерчивает на бумаге кривую линию. Когда записываемая кривая приблизится к горизонтали, переключают
скорость вращения барабана на меньшую.
После того как шток достигнет крайнего нижнего по­
ложения, останавливают двигатель самописца поворотом
ручки выключателя вверх.
На листе бумаги самописца получается кривая линия
(диаграмма), характеризующая зависимость перемеще­
ния штока h от времени t.
Обработка результатов. Для того чтобы определить
эффективную вязкость испытуемой смазки на получен­
ной диаграмме намечают любую точку, проводят через
нее касательную к кривой и измеряют угол наклона а
с помощью прозрачного транспортира (рис. 45). Затем
для данной точки, вычислив значения напряжения сдви­
га т, среднюю скорость деформации_сдвига D, опреде­
ляют значение эффективной вязкости т]£.
В связи с тем что усилие разжимаемой пружины вис­
козиметра в процессе проведения испытания уменьшает­
ся, то соответственно изменяется и скорость деформации
сдвига смазки и предельное напряжение сдвига, поэтому
за опыт можно получить целую серию значений вязкос­
тей, соответствующих различным значениям напряжения
сдвига, то есть
= f (D ).
Рис. 45. Измерение
угла наклона а с по­
мощью прозрачного
транспортира.
180
Д л я построения этой зависим ости на
эк сп ер и м ен ­
тальной кривой нам ечаю т пять — восем ь произвольны х
точек и для них вычисляют т ак ж е значения напряж ения
сдвига т, скорости деф ор м ац и и D и вязкости x\ j.
В се расчеты по обр а б о тк е полученны х эк сп ер и м ен ­
тальных данны х ведут в сл едую щ ем порядке.
Н ап р я ж ен и е сдвига т (д и н /см 2) на стенке капилляра
определяю т по ф орм уле
т = 9,81 • 105 PRI(2L) = K t Р,
(73)
где Р — давление в камере, при котором происходит истечение смаз­
ки через капилляр в определенный момент времени, Па; R и L — ра­
диус и длина капилляра, м.
Д а в л ен и е Р н аходят по тарировочной кривой п р уж и ­
ны, которая прилагается к вискозим етру;
= 9 ,8 1 .1 0 6 tf/(2L),
где /Ci — постоянный коэффициент, зависящий от размеров капил­
ляра.
К оэф ф и ц иент K i м ож н о подсчитать за р а н ее, так как
разм еры капилляра прибора известны .
С редню ю скорость деф ор м ац и и сдвига или градиент
скорости D (с-1 ) испы туемой см азки в определенны й м о­
м ент врем ени t находя т по ф орм уле
D Щ 4 Q/nR3,
(74)
где Q — расход смазки в определенный момент времени, м3/с.
Q = n R \ (dh/dt ),
где /?i — радиус штока, м; dh/dt — скорость передвижения штока в
в определенный момент времени, м/с.
dh/dt - I F t g c t ,
где W — скорость движения бумаги на барабане самописца, м/с
(указывается в паспорте вискозиметра); a — угол наклона касатель­
ной к кривой, написанной самописцем во время испытания и прове­
денной в точке, соответствующей определенному моменту времени,
град (находят с помощью прозрачного транспортера).
П осле п одставления соответствую щ их величин окон­
чательно ф орм ул а (74) примет вид
D ^ - ^ - W t g a ^ K z tg a .
(75)
Д л я д ан н ого капилляра и дан н ой линейной скорости
значение коэф ф иц иента /С2 б у д ет величиной постоянной
181
и м ож ет быть т ак ж е подсчитана за р а н ее
= 4Д2/Я3.
П о вычисленным значениям т и D д л я всех намечен,
ных точек на эксперим ентальной _кривой подсчитывают
значение эф ф ективной вязкости
испы туемой смазки
по ф орм уле (7 2 ).
Д л я того чтобы оп редел ить эф ф ективную вязкость
испы туемой см азки при л ю бой скорости деформации
сдвига D, все расчеты по нам еченны м т о ч к а м сводят в
таблицу и строят граф ическую зав и сим ость вязкости от
скорости деф ор м аци и сдвига в логариф м ических коорди.
н атах. П о оси абсци сс откл ады ваю т логариф мы средней
скорости деф ор м ац и и сдвига lg D, а по оси о р д и н а т — ло­
гарифмы эф ф ективной вязкости l g ^ f .
Форма записи результатов испытания
о
Точки, наме­
ченные на
эксперимен­
тальной кри­
вой
С
О.
аз
а
J*
—
S3
и
1и
1о
—
с
IQ
ор
[О у
1с
т"
tt
а
6
в
И т. д.
Работа № 40. ОПРЕДЕЛЕНИЕ МАССОВОЙ ДОЛИ
МЕХАНИЧЕСКИХ ПРИМЕСЕЙ
В ПЛАСТИЧНОЙ СМАЗКЕ
О бщ ие п ол ож ен и я . П ластичны е
смазки
обычно поступаю т с неф теп ер ер абаты в аю щ и х заводов
расф асованны ми в бочки или б а р абан ы м ассой 80...170кг.
Н а м естах п отребления в г а р а ж а х , п остах заправки, на
участках, в бр и га д а х их п ер екл ады ваю т в б ол ее мелкую
тару (соли дол он агн етатели , ш прицы и т .д . ) , что часто
связано с загрязн ен и ем м еханическим и примесями.
С одер ж ан и е прим есей абр ази в н ого характера в пла­
стичных см азк ах не доп уск ается .
К ачественно наличие м ехан и ч еск и х примесей в пла­
стичных см азк ах оп р едел я ю т
простейш им методом,
182
Фильтровальную бумагу или стекло с тонким слоем
смазки рассматривают в проходящем свете; при этом по­
сторонние вещества легко обнаруживаются.
Для определения в смазке абразивных механических
примесей ее растирают между пальцами или двумя стек­
лами. Если абразивные примеси присутствуют, то слы­
шится характерный скрип.
Массовую долю нерастворимых механических при­
месей в пластичных смазках определяют лаборатор­
ным методом. Метод заключается в экстрагировании
испытуемой пластичной
смазки
спиртотолуольной
смесью и в последующей обработке осадка дистилли­
рованной водой, высушивании и определении массы
механических примесей при помощи аналитических
весов.
Проведение испытания. Для работы необходимы сле­
дующие приборы и материалы: аппарат Сокслета. с кол­
бой вместимостью 500 см3; подставка для бумажного пат­
рона стеклянная или из алюминиевой проволоки; набор
стеклянной лабораторной посуды; фарфоровая выпари­
тельная чашка № 4 или 5; эксикатор; колбонагреватель
и электрическая плитка с закрытой спиралью; сушиль­
ный шкаф, обеспечивающий нагревание 105... 110 °С; тех­
нический этиловый спирт-ректификат; толуол; спиртотолуольная смесь 1:4; фильтры беззольные «Белая лента»
диаметром 150 мм.
До начала испытания изготавливают из бумажного
фильтра специальный патрон к экстрактору аппарата
Сокслета. Для этого из фильтра вырезают прямоуголь­
ник со сторонами 100X110 мм, складывают его пополам
по короткой стороне и свертывают в виде трубочки диа­
метром, соответствующим диаметру стаканчика, в кото­
ром взвешивают патрон. Края трубочки сшивают вна­
хлест белой ниткой.
Для получения патрона с закрытым дном отгибают
внутренний слой трубочки в сторону шва.
Готовый патрон кладут в воронку и смачивают снача­
ла 40...50 см3 спиртом, нагретым до температуры 60...
70 °С, затем 50 см3 дистиллированной водой.
Патрон помещают в стаканчик для взвешивания и, не
закрывая крышку, сушат его в сушильном шкафу при
температуре Ю5...110°С в течение 2 ч. После этого ста­
канчик закрывают крышкой, охлаждают в эксикаторе и
взвешивают на аналитических весах с погрешностью не
183
а
Рис. 46. Аппарат Сокслета:
а — устройство; б — подставка для бумажного патрона;
1 — колба; 2 — сифонная трубка; 3 — экстрактор; 4—об­
ратный холодильник; 5 — отводная трубка; 6 — колбонагреватель; 7 — штатив.
более 0,0002 г. Стаканчик с патроном доводят до посто­
янного веса.
В колбу 1 аппарата Сокслета (рис. 46, а) наливают
необходимое количество спиртотолуольного растворите»
ля, экстрактор 3 соединяют с колбой и устанавливают
на холодный колбонагреватель 6.
Из тщательно перемешанной лабораторной пробы
берут 1,5...2 г испытуемой смазки, помещают в бумаж­
ный патрон и взвешивают в стаканчике с погрешностью
не более 0,0002 г.
184
Устанавливают патрон со смазкой в подставку (pHG.
46,6), помещают ее вместе с патроном в экстрактор 3
аппарата Сокслета и патрон заполняют горячим толуо­
лом. После этого к экстрактору присоединяют холодиль­
ник 4, включают воду и колбонагреватель.
Скорость нагревания колбы выдерживают такой, что­
бы конденсат на сливе из холодильника стекал в пат­
рон со скоростью три-пять капель в секунду.
Испытуемую смазку в патроне растворяют до полно­
го обесцвечивания раствора в экстракторе и стедок бу­
мажного патрона.
После того как раствор из экстрактора стечет в кол­
бу, выключают нагреватель, холодильник отъединяют от
экстрактора, вынимают из него подставку с патроном.
Патрон помещают в воронку, укрепленную в штативе над
стаканом или колбой.
Дождавш ись полного стекания растворителя из пат­
рона, подставку вместе с патроном ставят в стакан с го­
рячей (80...90°С) дистиллированной водой.
Затем содержимое стакана кипятят на электроплит­
ке в течение 5 мин и меняют горячую воду. Эти опера­
ции выполняют 3...4 раза. Окончание растворения меха­
нических примесей водой проверяют так: в стакан за к а ­
пывают несколько капель этилового спирта. Если при
этом вода остается прозрачной, то растворение заканчи­
вают. В случае помутнения содержимое стакана обраба­
тывают кипящей водой еще 1...2 раза. После этого выни­
мают патрон из подставки, помещают его в воронку и
дополнительно промывают горячей дистиллированной во­
дой с помощью промывальной склянки.
Патрон вынимают из воронки и помещают в тот же
стаканчик, в котором его взвешивали до экстрагирова­
ния. Стаканчик устанавливаю т в сушильный шкаф и су­
шат при температуре Ю5...110°С в течение 2 ч, затем за­
крывают крышкой и переносят в эксикатор.
После охлаждения стаканчик с патроном снова взве­
шивают с погрешностью не более 0,0002 г и доводят до
постоянной массы.
Обработка результатов. Массовую долю механичес­
ких примесей X (% ) в испытуемой пластичной смазке
подсчитывают по формуле
х = щ - щ шо>
(76)
т
185
где т — масса испытуемой пластичной смазки, г; т1 и тг — массы
стаканчика для взвешивания с патроном и осадком и стаканчика с
патроном, г.
Полученные результаты сравниваю т с требованиями
ГОСТа на пластичные см азки.
Если масса механических примесей испытуемой смаз­
ки менее или равна 0,02 %; то считают, что они отсутст­
вуют.
Наличие в испытуемой см азке механических примесей
абразивного характера свидетельствует о нарушения
правил ее транспортирования или хранения. При смазы­
вании деталей тракторов, автомобилей и других машин
очистка пластичной см азки не предусм отрена, поэтому
абразивны е механические примеси способствую т усилен­
ному износу деталей и сокращ ению ср ок а их службы,
а иногда приводят к аварийному износу.
U
Г л а в а VII.
О П РЕД ЕЛ ЕНИ Е П О К А З А Т Е Л Е Й
Ц
К А Ч ЕСТ ВА
ТЕХН И ЧЕСКИХ Ж И Д К О С Т ЕЙ
¥I
Работа N9 41. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЖЕСТКОСТИ
ВОДЫ И ЕЕ УМЯГЧЕНИЕ
Общие сведения. Вода, используемая для
систем охлаждения двигателей внутреннего сгорания,
питания котлов теплосиловых установок и других це­
лей, не должна вызывать коррозии металлов и обра­
зовывать отложения (накипь) на внутренних стенкая
котлов, полостях рубашек систем охлаждения и радиа­
торов двигателей внутреннего сгорания.
Образовавшаяся в системе охлаждения накипь пре­
пятствует нормальному отводу тепла от деталей двига­
теля, поэтому нарушается нормальный температурный
режим его работы и, как следствие, ухудшаются мощностно-экономические показатели двигателя, повышается
износ деталей.
Отложение накипи на деталях двигателя внутреннего
сгорания и паровых установок зависит от содержания в
воде растворенных солей, особенно кальция и магния,
обусловливающих ее жесткость.
Общую жесткость воды составляют временная (кар­
бонатная),
создаваемая
бикарбонатами
кальция
С а(Н С 03) 2 и магния M g (H C 0 3)2, и постоянная (некар­
бонатная), создаваемая хлоридами, сульфатами и нит­
ратами этих ж е металлов СаС12, C a S 0 4, Са(Ы Оз)2,
MgCl2, M g S 0 4, M g (N 0 3) 2.
В СССР жесткость воды измеряется миллиграмм-эк­
вивалентами солей жесткости в литре (м г-экв/л). Один
миллиграмм-эквивалент солей жесткости в литре воды
соответствует содержанию 20,04 мг ионов Са2+ или
12,16 мг ионов M g2+.
Поэтому общая жесткость воды равна
Ж в = Са2+/20,04 + Mg2+/1 2 ,16.
Цель данной работы — определение качества воду
(временной и постоянной жесткости), используемой для
технических целей и ее умягчение.
187
П роведение испытаний. Для работы необходимы сле­
дующие приборы и материалы: набор стеклянной лабо­
раторной посуды; бюретка с глауконитом; электроплитка0,1 н раствор соляной кислоты; щелочная смесь, при',
готовленная смешиванием равных объемов 0,1 н раство­
ра карбоната натрия Na2C 03 и 0,1 н раствора едкого натра NaOH; водные растворы карбоната натрия Na2C03
и тринатрийфосфата Na3P 0 4 концентрации примерно
5 мг/см3; 0,1 %-ный раствор индикатора метилового
оранжевого; фильтровальная бумага или фильтры «Си­
няя лента».
О п р е д е л е н и е в р е м е н н о й (карбонатной)
ж е с т к о с т и в о д ы. Сущность определения временной
жесткости воды состоит в переводе бикарбонатов каль­
ция и магния, содержащихся в анализируемой воде в
хлористые соединения титрованием 0,1 н раствором со­
ляной кислоты.
При воздействии соляной кислоты бикарбонаты переходят в хлориды этих же металлов.
Для определения временной жесткости Жв в кониче­
скую колбу наливают 100 см3 анализируемой воды, до­
бавляют две-три капли индикатора метилоранжа, титруют 0,1 н раствором соляной кислоты до появления сла­
бо-розового окрашивания и кипятят в течение 3 мин.
В результате кипячения окраска раствора может из­
мениться на желтую. В этом случае в колбу снова до­
бавляют раствор соляной кислоты до слабо-розовой ок-раски и кипятят еще 2 мин.
Временную жесткость Жв (мг-экв/л) воды вычисля­
ют по формуле
Ж в=
ч
1000,
(77)
где V — объем раствора соляной кислоты, пошедшей на титрование
анализируемой воды, см3; N — нормальность раствора соляной кис­
лоты; У} — объем воды, отобранной на анализ, см3.
Определение
о б щ е й ж е с т к о с т и воды.
На практике существует несколько способов определения
общей жесткости воды. Один из наиболее простых — это
щелочной метод, суть которого заключается в переводе
солей жесткости, содержащихся в воде, в малораствори­
мые карбонат кальция и гидроксид магния с помощью
щелочного раствора.
Для приготовления щелочного титрованного раство*
188
ра перемешивают равные объемы 0,1 н растворов карбо­
ната натрия N afpjpl и едкого натра N aOH.
Под действием щелочного раствора соли некарбонат­
ной жесткости анализируемой воды, предварительно от­
титрованной раствором соляной кислоты, превращ аются
в малорастворимые соединения и выпадают в осадок.
При определении общей жесткости наливают в кони­
ческую колбу 100 см3 анализируемой воды и титруют ее
раствором 0,1 н соляной кислоты в присутствии двух­
трех капель индикатора метилового оранжевого до появ­
ления слабо-розовой окраски. Затем раствор кипятят в
течение 3 мин с целью удаления из пробы воды углекис­
лого газа СОг. В случае появления при кипячении ж е л ­
той окраски воду дополнительно титруют тем ж е раство­
ром соляной кислоты до слабо-розовой окраски. После
этого в кипящую воду с помощью бюретки приливают
20 см3 щелочной смеси и раствор продолжают кипятить
еще в течение 3...5 мин для полного осаждения солей
кальция и магния.
После кипячения воду охлаждаю т и переливают в
мерную колбу вместимостью 200 см3. Оставшийся на
стенках колбы осадок смывают дистиллированной водой
из промывальной склянки в мерную колбу.
Объем воды в мерной колбе доводят дистиллирован­
ной водой до метки, тщательно перемешивают содерж и­
мое и затем осадок отфильтровывают.
С помощью пипетки или мерного цилиндра отмери­
вают 100 см3 фильтрата, выливают его в чистую и сухую
коническую колбу, приливают три-четыре капли индикау
тора метилоранжа и титруют раствором 0,1 и соляной
кислоты до слабо-розового окраш ивания. При титрова­
нии нейтрализуется избыток щелочной смеси, добавлен­
ной к пробе воды и не вступившей в реакцию.
Общую жесткость Жо анализируемой воды вычисля­
ют по формуле
Ж 0 — Vj — 2 V,
(78)
где V — количество раствора 0,1 н соляной кислоты, израсходован­
ной на нейтрализацию избыточной щелочной смеси, см3; V\ — коли­
чество раствора щелочной смеси, взятой для осаждения солей жест­
кости, см3; 2 — коэффициент, учитывающий то обстоятельство, что
из общего объема раствора воды с щелочной смесью на титрование
взята только половина.
Воду, содержащую до 1,5 м г-экв/л солей жесткости,
считают очень мягкой, до 3 м г-экв/л — мягкой, от 3 до
189
20. Единицы жесткости воды
Градусы
1 мг-экв/л
1 немецкий градус
1 французский градус
1 английский градус
1 американский градус
мг-экв/л
ненец­
кие
фран­ англий­ амери­
цузские
ские канские
1
0,35663
0,19982
0,28483
0,01998
2,804
1
0,5603
0,7987
0,0560
5,005
1,7848
1
1,4255
0,1
3,511
50,045
1,2521 17,847
0,7015 10
1
14,253
0,0702 1
6 мг-экв/л— умеренно жесткой, от 6 до 9 мг-экв/л —
жесткой и более 9,0 мг-экв/л — очень жесткой.
Вода с жесткостью 3...7 мг-экв/л вызывает образова­
ние накипи в системе охлаждения двигателей внутренне­
го сгорания, что требует систематической очистки радиа­
тора и рубашки системы охлаждения двигателя. Воду с
жесткостью 7... 10 мг-экв/л применять в качестве охлаж­
дающей жидкости в двигателях не рекомендуется, а с
Жесткостью более 10 мг-экв/л — применять недопустимо.
Жесткая вода перед применением в системах охлаж­
дения двигателей внутреннего сгорания подлежит умяг­
чению.
Различные единицы жесткости воды приведены в таб­
лице 20.
У м я г ч е н и е ж е с т к о й в о ды. При использова­
нии воды для технических целей (в том числе и для дви­
гателей внутреннего сгорания) ее умягчают различными
способами: простым кипячением, переводом солей же­
сткости в осадок с помощью химических реактивов (со­
дой, известью, тринатрийфосфатом и др.); фильтрацией
воды через пермутитовые и глауконитовые фильтры,
магнитной обработкой воды и т. д.
Наибольшее распространение получил способ умяг­
чения воды фильтрацией через глауконитовый и пермутитовый фильтры.
Сущность этого умягчения состоит в пропускании
жесткой воды через слой естественного или искусствен­
ного минерала (катионита).
Катиониты — нерастворимые зернистые материалы,
имеющие примерный состав AbCMSiC^HNaaO)-яНгО,
способные обменивать свои катионы на катионы водного
раствора.
190
I
Умягчение жесткой воды кипячением. Воду наливают в химический стакан в количестве 200 с м 3 и кипятят
30 мин на электрической плитке.
В процессе кипячения происходит разложение карs бонатов и бикарбонатов кальция и магния с выпадением
j, части их в осадок и переходом в газообразное состояние.
После кипячения стакан с анализируемой водой ох­
лаждают, образовавшийся осадок отфильтровывают че|, рез бумажный фильтр «Синяя лента».
Затем фильтрат подвергают анализу и определяют
его временную Ж в и общую Ж? жесткость.
Изменение жесткости воды ДЖ? и ДЖоВ результате
кипячения вычисляют по формулам
ДЖ£ = Жв —Жв;
ДЖ? = Ж о -Ж £ ,
(79)
(80)
где Жв и Жо — временная и общая жесткость воды до кипячения;
' Ж? и Ж J — временная и общая жесткость воды после кипячения.
Умягчение жесткой воды содой Ыа2СОз и тринатрийфосфатом МазР04. При добавлении в жесткую воду
Na2CC>3 или ЫазРС>4 протекают реакции, в результате
которых соли жесткости превращаются в нерастворимые
соли кальция и магния, выпадающие в осадок. Вода ста­
новится мягкой.
Работу по умягчению воды выполняют в следующем
порядке.
Сначала подсчитывают требуемое для умягчения
воды количество А (см3) реагентов (умягчителей) по
формулам
для соды
А = 53Ж0 VIT;
(81)
для тринатрийфосфата
А = 55Ж0 VIT,
(82)
г р Жо — общая жесткость умягчаемой воды, мг-экр/л! V— объем
В9ды, взятой для умягчения, л; Г — концентрация реагента, мг/см3
раствора; 53 и 55 — мг-экв ИагСОз и Na3P 0 4.
В два химических стакана наливают по 100 см3 умяг­
чаемой воды. Затем в один из них добавляют с помощью
бюретки рассчитанное количество умягчителя, содержа­
щего соду, в другую — тринатрийфосфат.
191
Д ля ускорения реакций стаканы ставят на электроплитку, нагревают и кипятят раствор с содовым умягчителем в течение 5...8 мин, с тринатрийфосфатом — Ю.„
15 мин.
После кипячения стаканы охлаждают, а содержимое
их фильтруют через бумажные фильтры «Синяя лента».
В связи с тем что сода и тринатрийфосфат полностью
удаляют соли временной жесткости, после умягчения
определяют только общую жесткость умягченной воды.
Умягчение жесткой воды глауконитом (катионитом).
Сущность этого метода умягчения заключается в про­
пускании воды через слой мелкозернистого глауконита
(условное обозначение Na2R).
Так как глауконит способен за счет обменной реак­
ции извлекать из воды ионы кальция и магния и заме­
нять ионами натрия, то в результате такого умягчения
в воде уменьшается содержание кальция и она стано­
вится мягкой. Остаточная жесткость воды в этом случае
обычно не превышает 0,05 мг-экв/л.
На качество умягчения влияет начальная жесткость
испытуемой воды, высота слоя катионита в фильтре, его
активность, а также скорость пропускания воды через
фильтр.
Для умягчения пробы воды насыпают в бюретку слой
катионита (глауконита) высотой 300...400 мм и через
него медленно пропускают примерно 100 см3 воды не­
большими порциями. Скорость выхода воды через ниж­
нее отверстие бюретки должна быть не более 2 см3/мин.
При такой скорости фильтрации вода достаточное вре­
мя контактирует с умягчителем и обменные реакции
полностью завершаются.
Для проверки качества умягчения воды первые 10...
20 см3 отбрасывают, затем отбирают пробу для опре­
деления временной и общей жесткости.
Этот способ выгодно отличается от других, так как
конструкция фильтров-умягчителей проста, легко вос­
станавливается (регенерируется) активность минерала
и т.д.
По истечении рабочего цикла фильтра-умягчителя
(обычно не менее 6 ч) отработанный глауконит регене­
рируют пропусканием через него 5...10 %-ного раствора
хлористого натрия. После этого его обменная способ­
ность восстанавливается.
192
Работа NS 42. ИССЛЕДОВАНИЕ КАЧЕСТВА
НИЗКОЗАМЕРЗАЮ Щ ИХ ОХЛАЖ ДАЮ Щ ИХ
ЖИДКОСТЕЙ
Общие сведения. Н изкозамерзаю щ ие ох­
лаждающие жидкости (антифризы) широко используются
в системах охлаждения двигателей. Д л я автотрак­
торных двигателей, например, применяют этиленгликолевые антифризы. Этиленгликоль С г Н ^ О Н ^ — двух­
атомный спирт, представляет собой ядовитую жидкость
без цвета и запаха, хорошо смешивается с водой в лю ­
бых соотношениях, плотность при 20 °С составляет
1113 кг/м3, зам ерзает при минус 11,5°С. Однако при
смешивании этиленгликоля с водой температура засты ­
вания смеси ниже, чем каждого из компонентов (рис.
47). При смешивании этиленгликоля с водой в различ­
ных соотношениях можно получить смеси, замерзаю щ ие
от 0 до минус 70...75°С.
В связи с тем что этиленгликоль и вода обладаю т
различной плотностью, при смешивании их в различных
соотношениях меняется плотность антифриза. По плот­
ности антифриза можно судить о его температуре за­
мерзания.
Промышленность выпускает антифризы марок 40, 65
и концентрат марки 40к (табл. 21).
Антифриз марки 40 предназначен для эксплуатации
двигателей в зимнее время в средней полосе.
Антифриз марки 65 выпускается для эксплуатации
двигателей в холодное время года в районах Севера и
21. Низкозамерзающие охлаждающие жидкости
Норма для марки
Показатель
40
Светло-желтый
Цвет
1067...1072
Плотность при
20 °С,
кг/м3
Состав, % масс.
52
этиленгликоль,
не менее
47
вода, не более
—40
Температура замерзания,
"С, не выше
—4 0 ...+ 9 5
Температура
примене­
ния, °С
13—793
65
45к
Оранжевый
Желтый
1085...1090 1110...1115
64
94
35
—65
5
—
—6 0 .. .+ 9 5
—
193
Сибири. При смешивании
1 л концентрата 40к с 0,73 л
воды получают охлаждаю­
щую жидкость марки 40.
Этиленгликоли облада­
ют коррозионными свойст­
вам и, поэтому в низкозамерзающие охлаждающие жидкости вводят противокорро­
зионные присадки (дек­
стрин, динатрийфосфат, мо­
Р и с. 47. Кривая кристаллиза­
ции водоэтиленгликолевых сме­
либденовокислый натрий).
сей.
Д екстрин — это углевод ти­
па крахм ала, его вводят в антифриз в количестве 1г/л.
Он защ ищ ает от коррозии алюминий, медь и свинцовооло­
вянный припой. Н екоторая часть декстрина (5...10%)
не растворяется в антиф ризе и находится в нем в виде
коллоида. Поэтому антиф риз становится несколько мут­
ным. Декстрин при хранении м ож ет вы пасть в осадок, и
антифриз приобретает прозрачность. Антифриз мутный
или с выпавшим осадком декстрина пригоден к употреб­
лению.
Д инатрийфосф ат вводят в количестве 2,5...3,5 г/л. Он
предотвращ ает коррозию стальны х, чугунных и частич­
но медных деталей.
М олибденовокислый натрий вводят в антифриз в ко­
личестве 7...8 г/л для предупреж дения коррозии цинко­
вых и хромовых покрытий.
Применяется такж е низкозам ерзаю щ ая охлаждаю­
щая жидкость Госол. Выпускают три марки этой жид­
кости: Тосол А-40, Тосол А-65 и Тосол А. Все они окра­
шены в голубой цвет. Тосол применяют всесезонно. В не­
го добавляют антикоррозионные и антипенные присадки.
Тосол А представляет собой концентрат, при разбав­
лении которого на 50 % дистиллированной водой полу­
чают антифриз с температурой кристаллизации —35°С.
При соответствующем разбавлении концентрата дистил­
лированной водой получают Тосол А-40 с температурой
замерзания —40 °С и Тосол А-65 с температурой замер­
зания —65 °С.
М арку Тосола можно определить по его плотности
при 20 °С, которая для Тосола А составляет 1120...
1140 кг/м3, для Тосола А -40— 1075.,.1085, для Тосола
А-65-в» 1085...1095 кг/м 3.
ШИ
ы
Этиленгликолевые
охлаждающие
жидкости — сильные яды, поэтому с
ними следует работать осторожно.
Проведение испытаний. Состав ан­
1 * оо
тифриза определяют гидрометром. Су­
р
ществуют специальные
ареометрыгидрометры, с помощью которых изме­
27 - -8
ряют содержание этиленгликоля в ан­
тифризе и температуру его зам ерза­
30Z -15
ния. Гидрометр (рис. 48) представля­
т
ет собой ареометр, снабженный вместо
Wz
шкалы плотности двойной шкалой —
содержания этиленгликоля и темпера­
5 0 - -35
5 3 - -40
туры замерзания. При проведении
-54опыта температура антифриза должна
6 6 - -65
быть 20 °С, для чего антифриз, нали­
Я
тый в цилиндр, выдерживают в термо80 =
статирующем устройстве в течение
90 Й
15 мин. В этом случае не требуется
вводить в полученный результат тем­
пературных поправок.
Осторожно опускают гидрометр в
цилиндр с антифризом. После того
как гидрометр установился, по верх­
ней границе мениска отсчитывают на
шкале значения состава антифриза и
температуры застывания. Если опре­ Рис. 48. Гидрометр
деление состава антифриза производи­
и его шкала.
лось не при 20 °С, то в показания гид­
рометра вносят поправку (табл. 22).
В первой графе таблицы находят температуру, при
которой проводится опыт, а по горизонтальной строке—
показания гидрометра при температуре опыта. Затем в
22. Поправки к показаниям гидрометра
Температура
испытуемого
Содержание этиленгликоля, % (объемн.)
антифриза, °С
30
20
15
10
0
■10
17
20
21
22
24
26
22
25
26
27
29
31
27
30
32
33
29
37
32
35
37
38
35
43
36
40
42
44
40
50
41
45
47
49
47
56
46
40
52
54
52
62
5
55
57
59
63
67
55
60
63
65
69
73
195
том же столбце, но в строке, соответствующей 20°С, находят истинное содержание этиленгликоля в антифризе.
Например, при температуре 10 °С содержание этилен­
гликоля по гидрометру 38% . Истинное содержание эти­
ленгликоля (при 20 °С) будет 35% . Если в таблице отсутствуют значения температуры и показаний гидромет­
ра, прибегают к интерполяции. После того как найден
истинный состав антифриза, по шкале гидрометра оп­
ределяют температуру его замерзания.
В том случае, когда состав антифриза не соответствует нормам, приготавливают смесь требуемого качест­
ва. Необходимую добавку воды или этиленгликоля при
исправлении антифриза рассчитывают по формулам:
при добавлении этиленгликоля
М = а-= £ - Н -
(83)
м = ~ Н
(84)
при добавлении воды
,
где М — количество добавляемого компонента, л; Н — объем исход­
ного образца, л; а и b — содержание воды в исходном образце и в
заданной смеси, % по объему; e n d — содержание этиленгликоля в
исходном образце и в заданной смеси, % (объемн.)
Работа № 43. И С С Л Е Д О В А Н И Е КАЧ ЕСТ ВА
Т О Р М О З Н Ы Х Ж И Д К О С Т ЕИ
Общие сведения. На всех легковых и неко­
торых грузовых автомобилях тормозная система снаб­
жена гидравлическим приводом. Надежность работы
гидравлического привода зависит от эксплуатационных
свойств тормозной жидкости. Тормозные жидкости дол­
жны быть легкоподвижными, обладать небольшой вяз­
костью; температура замерзания должна быть ниже тем­
пературы окружающего воздуха, при которой эксплу­
атируются автомобили. Жидкость не должна расслаи­
ваться; не допускается выпадение сгустков и осадков.
Тормозные жидкости должны обладать полной совмес­
тимостью с резиновыми деталями и металлом тормоз­
ной системы, а также хорошей смазывающей способ­
ностью.
Выпускаются тормозные жидкости марок ГТЖ-22М,
Нева, БСК, ЭСК и т. п. (табл. 23).
196
23. Тормозные жидкости
Норма для марки
Показатель
ГТЖ-22М
Нева
Внешний вид
Прозрачная
зеленая
жидкость
Плотность при
20 °С, кг/м®
Кинематическая
вязкость
при температу­
ре 50 °С, мм2/
/с(сСт)
Низкотемпературные свойства
1100...1110
Прозрачная жидкость от желтого
до светло-коричневого цвета
1012...1015
7 ,9 ...8 ,3
Температура
замерзания
не выше
—65°С
Менее 5,0
После выдержки
6 сут при —40 °С и
6 ч при —50 °С не
должно быть расслаивания
или
осадка
БСК
Жидкость
от
красного
до
оранжево-крае­
ного цвета
890...900
9 ,4 ...1 3 ,5
При выдерживании в течение 30 мин при
—40 °С не должно быть рас­
слаиэания
Т о р м о з н а я ж и д к о с т ь ГТЖ-22М представляет
собой смесь различных гликолей (двухатомных спиртов).
Она обладает удовлетворительными вязкостно-темпера­
турными и хорошими низкотемпературными свойствами
(замерзает при температуре —65°С), низкой испаряе­
мостью и высокой температурой вспышки; не разрушает
резиновые детали. К недостаткам тормозной жидкости
ГТЖ-22М следует отнести сильную ядовитость, плохие
смазывающие свойства и повышенную гигроскопичность.
Т о р м о з н а я ж и д к о с т ь Нева на гликолевой ос­
нове наиболее распространена; она рекомендуется для
большинства легковых автомобилей. Обладает хороши­
ми вязкостно-температурными свойствами (вязкость при
50°С не менее 5 сСт), хорошо растворяет воду, однород­
ность водной смеси сохраняется до —40 °С и ниже. Тор­
мозная жидкость Нева огнеопасна, попадание ее на ко­
жу человека приводит к дерматитам.
Т о р м о з н а я ж и д к о с т ь БСК представляет со­
бой смесь 50 % касторового масла и 50 % бутилового
спирта.
Касторовое масло придает жидкости хорошую сма­
зывающую способность. Жидкость не вызывает большого
набухания или размягчения резиновых уплотнительных
деталей тормозной системы. Тормозная жидкость БСК
197
обладает неудовлетворительными вязкостно-температур.
ными свойствами, поэтому ее рекомендую т применять
только в средней полосе.
К недостаткам спиртокасторовой смеси относится
высокая температура кристаллизации касторового мае»
да (кристаллизация начинается при 5°С и интенсивно
протекает при —2 0 °С ). В результате этого образуются
сгустки, которые вы зы ваю т закупоривание трубопрово­
дов гидравлического привода и отказ тормозов автомо*
биля. П рименять ж идкость Б С К при температуре окру,
ж аю щ его воздуха ниже — 20 °С не рекомендуется. Сле­
дует оберегать ж идкость Б С К от попадания воды, что
может привести к расслоению ж идкости.
Ж и д к о с т ь Э С К представляет собой смесь 60%’
касторового м асла и 40 % этилового спирта, окрашен­
ную в красный цвет.
Ж и д к о с т ь Т о м ь представляет собой смесь гликолей и эфиров борной кислоты, применяется для гид­
равлических тормозов легковы х и грузовы х автомоби­
лей. О бладает небольшой гигроскопичностью и хороши­
ми противоизносными и антикоррозионными свойствами.
Н ельзя смеш ивать тормозные ж идкости, изготовлен­
ные на касторовой и гликолевой основах, так как это
приводит к ухудшению эксплуатационны х качеств.
Проведение испытаний. В ы полняю т три определения.
О п р е д е л е н и е м а р к и ж и д к о с т и по цвету.
Ц вет тормозных ж идкостей у казан в таблиц е 23.
П р о в е р к а т о р м о з н ы х ж и д к о с т е й на сме­
ш и в а н и е . Если м арка гидравлической жидкости, за­
литой в тормозную систему, неизвестна, то делаю т про­
бу на смешивание. В пробирку наливаю т равное коли­
чество жидкости, взятой из тормозной системы, и той,
которую предполагается д оли вать в систему. Затем
жидкости взбалты ваю т. Если произош ло расслоение
смеси, то жидкости изготовлены на разны х основах и
доливать ж идкость в тормозную систему нельзя.
П р о в е р к а о б р а з ц о в ж и д к о с т и на раст­
в о р и м о с т ь в в о д е и б е н з и н е . При добавле­
нии к ж идкостям Б С К и Э С К воды они расслаиваются,
а гликолевые ж идкости полностью смеш иваю тся с водой.
При добавлении бензина к касторовой жидкости они
полностью перемеш иваю тся и образую т однородную
смесь. Гликолевы е ж идкости не см еш иваю тся с бензи­
ном, получаются два разнородны х слоя.
Г л а в а VIII.
КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА
НЕФТЕПРОДУКТОВ С ПОМОЩЬЮ
ПОЛЕВЫХ ЛАБОРАТОРИЙ
Общие сведения. Контроль качества топ­
лива и смазочных материалов необходим для обеспече­
ния надежной эксплуатации тракторов и автомобилей в
течение длительного срока. Его проводят с целью опре­
деления соответствия физико-химических показателей
нефтепродуктов требованиям действующих стандартов и
технических условий; обнаружения некондиционных
нефтепродуктов и своевременного исправления их каче­
ства; предупреждения ухудшения свойств нефтепродук­
тов при транспортировании и хранении; применения топ­
лива и смазочных материалов рекомендованных сортов
и в связи с этим своевременного проведения техническо­
го обслуживания сельскохозяйственной техники и авто­
мобилей; предъявления претензий снабжающим органи­
зациям за поставку нефтепродуктов, не соответствую­
щих стандартам или техническим условиям или не
отвечающим требованиям по ассортименту.
Д ля контроля качества нефтепродуктов выпускают
лаборатории ПЛ-2М, РЛ и ЭЛАН (табл. 24 и 25).
П о л е в а я л а б о р а т о р и я ПЛ-2М. Корпус лабо­
ратории представляет собой деревянный ящик, на пет­
лях которого навешены двухстворчатые дверцы. Корпус
24. Технические данные лабораторий
Название лаборатории
Габариты, м:
длина
ширина
высота
Масса, кг
Время, мин, необходимое:
для развертывания лаборатории
в рабочее положение
для свертывания лаборатории
ПЛ-2М
РЛ
ЭЛАН
726
560
760
Ш
625
240
265
14
560
360
200
15
90
5
5
45
5
5
199
15. Анализы, выполняемые при помощи лабораторий ПЛ-2М, рд
и ЭЛАН
Лаборатория
Лаборатория
ПЛ-2М
смаз- !
ки
—
+
+
+
+
+
+
—
+
—
+
—
+
+
+
+
!р
т
+
+
+
+
+
■+
+
+
+
+
4*
+
+
+
+
+
+
1
+
+
+
+
—
—
+
—
—
—
—
—
—
—
ТОП­
ЛИВО
масло |
У
83
+
топ­
ливо
Примечание.
полнить нельзя.
ЭЛАН
со
«2 2Я
Показатель
Плотность (нефтеденси метром)
Фракционный состав
нефтепродуктов
Содержание водораст­
воримых кислот и ще­
лочей (качественно)
Кислотность
Температура засты ва­
ния и помутнения
Кинематическая вяз­
кость
Температура вспышки
в открытом тигле
Содержание воды (ко­
личественно)
Содержание механи­
ческих примесей (ка­
чественно)
Температура
каплепадения
Лаборатория
РЛ
о
чц
СО
2
+
+
+
+
—
-
—
+
о
ч
•СО 0П
1
а 33
--
—
с+» — анализ можно выполнить; с—» — анализ вы*
и дверцы разделены перегородками на 26 отделений, в
которых размещено оборудование, входящее в комплект
лаборатории. Все отделения пронумерованы, дан пере­
чень помещенного в них имущества. Приборы, посуда и
химические реактивы размещаются в гнездах и закреп*
лены при помощи поясков, вертушек и других приспо­
соблений. Для отбора проб нефтепродуктов лаборатория
снабжена четырьмя пробоотборниками, позволяющими
отбирать пробы топлива и смазочных материалов из
мелкой тары и светлых нефтепродуктов — из резервуа­
ров и из цистерн. Для приведения лаборатории ПЛ-2М
в рабочее положение в отведенном помещении ее уста­
навливают на ножки, раскрывают дверцы корпуса и
крышки стола, проверяют горизонтальность стола, вы­
нимают необходимые приборы и реактивы и размещают
их на столе.
200
Рис. 49. Оборудование лаборатории РЛ:
а — лот с рулеткой для отбора проб топлива:
линейка; 2 — резьба; 3 — штуцер; 4— рулетка;
резиновая трубка; б — крышка; 7 — стакан;
пробоотборники: / , 2, 4 — трубки соответственно
отбора топлива, масла, смазок; 3 — переходник;
лопатка; в — отстойник: 1 — топливо; 2 — вода;
механические примеси.
1—
5—
5—
для
5—
3 —•
201
Р у ч н а я л а б о р а т о р и я РЛ . Лаборатория РЛ
(рис. 49) помещается в деревянном ящике с откидной
крышкой. Все оборудование находится в специальных
гнездах и закреплено поясками и вертушками. Нефте­
денсиметры и гидрометр размещены в откидном штати­
ве, дно которого может быть использовано в качестве
столика. Лаборатория позволяет замерять толщину слоя
нефтепродуктов в резервуарах и отбирать пробы.
Лаборатория РЛ может быть развернута в помеще­
нии, палатке, под навесом или в другом укрытии, защищенном от ветра и атмосферных осадков. Для приведе­
ния лаборатории в рабочее положение надо открыть
крышку ящика, откинуть штатив с нефтеденсиметрами,
вынуть и разместить на рабочем месте необходимые при­
боры и реактивы.
В комплект лаборатории РЛ входит лот (рис. 49,а),
который служит для взятия проб из резервуаров, ци­
стерн и других крупных емкостей. При отборе пробы
зажимают верхний конец резиновой трубки 5 и при по­
мощи рулетки 4 опускают лот в цистерну на необходи­
мую глубину. После этого резиновую трубку разжима­
ют и нефтепродукт заполняет стакан 7. Пробоотборник
извлекают из цистерны, отвинчивают крышку 6 и выли­
вают пробу топлива в чистую посуду. Д ля определения
высоты слоя воды, находящегося на дне резервуара, на
линейку / наносят тонкий слой водочувствительной па­
сты или прикрепляют к ней водочувствительную бумагу.
Пробоотборник опускают в цистерну и устанавливают
его на дне. Затем извлекают пробоотборник и по изме­
ненному цвету пасты или бумаги на линейке определя­
ют толщину слоя воды.
Для отбора проб из мелкой тары предназначены про­
боотборники (рис. 49,6), которые размещены на внут­
ренней стороне крышки лаборатории. При помощи алю­
миниевой трубки 1 отбирают топливо, трубкой 2 , кото­
рая с помощью переходника 3 соединяется с верхней
частью пробоотборника, отбирают масла. Пластичные
смазки берут с помощью пробоотборника 4 , лопатку 5
вставляют в пробоотборник и сдвигают пластичную
смазку в банку.
В лаборатории присутствует марганцовокислый ка­
лий, с помощью которого определяют наличие воды на
дне емкости. Это вещество не растворяется в нефтепро­
дуктах, но легко растворяется в воде. Несколько кри202
сталлов марганцовокислого калия заворачивают в белую
ткань, затем опускают пакетик на дно емкости и выдер­
живают там 3...4 мин. Появление малинового окрашива­
ния ткани указывает на наличие воды на дне резервуара.
Для определения содержания механических приме­
сей и воды в ручной лаборатории имеется стеклянный
отстойник (рис. 49,в). Вместимость отстойника 100мл,
в нижней части он переходит в узкую трубку, которая
отградуирована до 10 мл через 0,05 мл (по этим делени­
ям определяют количество воды и механических приме­
сей), далее идут деления 25, 50 и 100 мл. Исследуемое
топливо тщательно перемешивают, быстро наливают в
отстойник до уровня 100 мл и выдерживают в отстойни­
ке 25 мин. Отстойник должен находиться в вертикальном
положении. Затем определяют количество механических
примесей и воды в процентах, которое равно объему от­
стоя каждого компонента в миллилитрах.
Примеси в маслах осаждаются медленно, поэтому
масла разбавляют бензином. Пробу масла наливают в
отстойник до уровня 25 или 50 мл, а до 100 мл добавля­
ют бензин, не содержащий механических примесей.
Смесь тщательно перемешивают, и отстойник опускают
в теплую воду. После отстаивания находят процентное
содержание механических примесей и воды.
Ручная лаборатория снабжена также и другими при­
способлениями и реактивами для определения качества
нефтепродуктов простейшими способами.
Механические примеси и воду можно обнаружить в
топливе, просматривая образец в пробирке из бесцвет­
ного стекла. Если в топливе присутствует вода во взве­
шенном состоянии, то топливо во всем объеме пробир­
ки мутное. Капля масла, содержащая воду и нанесенная
на стекло, в проходящем свете мутная.
Наличие влаги в масле можно определить пробой на
потрескивание. Для этих целей 2...3 мл тщательно пере­
мешанного масла наливают в пробирку, которую осто­
рожно нагревают. При наличии воды слышно слабое
потрескивание, масло пенится, на верхней холодной ча­
сти пробирки конденсируются капельки воды.
Присутствие абразивных механических примесей в
маслах определяют пробой на истирание. На плоское
чистое стекло наносят одну-две капли испытуемого мас­
ла и закрывают вторым стеклом. Затем передвигают
стекла одно относительно другого, плотно прижав их
203
пальцами. Если в масле присутствуют абразивные механические примеси, слышен характерный резкий скрип.
Количество смол в топливе определяют так. Берут
пипеткой 1 мл бензина, помещают его на сферическое
стекло и поджигают. Если исследуют дизельное топливо,
то к этому количеству добавляют столько же бензина',
не содержащего смол. После сгорания топлива на стекле
остаются желтые или коричневые кольца. Чем больше
смол содержится в испытуемом топливе, тем темнее ос­
таток и больше диаметр пятна. По диаметру пятна оп­
ределяют содержание смолистых соединений в топливе:
Диаметр
пятна, 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24
мм
Количество смол, 4 11 20 32 43 56 70 85 102 120
мг/100 мл
Если в топливе смолы отсутствуют, то на стекле ос­
тается небольшое белое малозаметное пятно. При нали­
чии в топливе масляных загрязнений на краю стекла
остаются коричневые капли.
Д ля определения содержания непредельных углево­
дородов в пробирку наливают небольшое количество ис­
следуемого топлива и такое ж е количество водного ра­
створа марганцовокислого калия, розового цвета. Со­
держимое пробирки перемешивают и дают отстояться
водному слою. Если розовый цвет изменится на желтый,
то в топливе присутствуют непредельные углеводороды,
которые способствуют быстрому окислению топлива,
увеличению содержания смол и кислот. Такое топливо
не стабильно, непригодно к длительному хранению, его
надо быстрее использовать.
Д ля определения плотности нефтепродуктов лабора­
тория Р Л снабжена нефтеденсиметрами, для определе­
ния температуры застывания низкозамерзающих охлаж­
дающих жидкостей (антифризов) — гидрометром, для
определения кинематической вязкости масел — полевым
вискозиметром. В комплект входят такж е реактивы и
посуда для определения водорастворимых кислот и ще­
лочей.
Э к с п р е с с - л а б о р а т о р и я а н а л и з а нефте­
п р о д у к т о в ЭЛАН. Экспресс-лаборатория предна­
значается для оценки качества топлива и смазочных ма­
териалов в условиях эксплуатации, хранения и транс­
портирования.
204
Рис. 50. Общий вид экспресс-лаборатории
ЭЛАН:
анализа нефтепродуктов
1 — футляр-шкафчик;
2 — цилиндр; 3, 4 и 5 — флаконы; 6 — вискозиметр; 7 —
ампулы для гидрида кальция; 8 — набор нефтеденсиметров; 9 — цилиндр; 10 —
пробоотборник; 11 — склянки с резиновыми грушами; 12 — делительная ворон­
ка; 13 — пипетка для отбора масла; 14 — пробирка с делениями; 15 — термо­
метр; 16 — термометр комнатный; 17 — термостат; 18 — стеклянный цилиндр;
А — раствор хлористого натрия;
Б — индикатор;
В — керосин; Г — гидрид
кальция: Д — фенолфталеин; Е — метилоранж; / — определение водораствори­
мых кислот и щелочей; 11 — определение содержания воды.
Л аборатори я представляет собой набор приборов,
приспособления, химической посуды, реактивов и м ате­
риалов, разм ещ енны х на полках и стенках ф утляраш кафчика.
Общий вид лаборатории Э Л А Н , а так ж е располож е­
ние приборов, приспособлений, посуды и реактивов по­
казаны на рисунке 50. Рабочие ж идкости (керосин, хло­
ристый натрий и индикаторы ) подаю тся пневматически,
при сж имании рукой полиэтиленовых емкостей, в кото­
рых они находятся.
О пределение качества нефтепродуктов с помощью
лаборатории Э Л А Н . Э кспресс-лаборатория д ает возм ож ­
ность устан авливать физико-химические характеристики
нефтепродуктов; следить за изменением качества рабо205
чих масел в процессе их эксплуатации; проверять каче­
ство хранящ ихся нефтепродуктов.
При помощи лаборатории Э Л А Н можно определить
следующие показатели топлива и смазочных материа­
лов: плотность; содерж ание водорастворимы х кислот и
щелочей; кинематическую вязкость; кислотное число
масел; содерж ание механических примесей и воды.
В лаборатории Э ЛА Н не проводят анализов, свя­
занных со вспышкой или пламенем, поэтому ею можно
пользоваться в помещениях, где вы деляю тся или накап­
ливаю тся пары легких ф ракций нефтепродуктов.
Определение плотности
нефтепродук­
т о в . Д л я определения плотности нефтепродуктов лабо­
ратория снабж ена набором нефтеденсиметров 8 с вмон­
тированными термом етрам и (пределы ареометрических
ш кал 0,75...0,83; 0,83...0,91; 0,91...0,99). Порядок опреде­
ления плотности у казан в лабораторной работе № 1.
О пр е д е л ен и е в о д о р а с т в о р и м ы х кислот
и щ е л о ч е й основано на получении водной вытяжки
из нефтепродуктов и определении в ней кислот и щело­
чей при помощи м етилоранж а и фенолфталеина. Во из­
беж ание образования стойких эм ульсий при получении
водной вы тяж ки применяется 25 % -ный водный раствор
хлористого натрия.
Пробоотборник 10 заполняю т нефтепродуктом не бо­
лее чем на 3Д объем а и взб алты ваю т содержимое в те­
чение 3 мин. В делительную воронку 12 наливаю т керо­
син до метки 50 мл, затем испытуемое масло до метки
100 мл. Содержимое воронки взб алты ваю т в течение30с
и д обавляю т растворитель-деэм ульсатор
(26 %-ный
водный раствор хлористого натрия) до метки 150 мл.
Смесь в течение 5 мин взбалты ваю т, затем пробе да­
ют отстояться и расслоиться. Если образуется стойкая
эмульсия и невозмож но через 30 мин отобрать водную
вы тяж ку, в делительную воронку д обавляю т 2...3 мл
этанола, разб ал ты ваю т и д аю т смеси отстояться и рас­
слоиться. П осле этого в две пробирки наливаю т по 3...
4 мл водной вы тяж ки. В одну пробирку добавляют
две-три капли м етилоранж а; при наличии кислоты вода
окраш ивается в розовы й цвет, а при отсутствии — в
оранж евы й. В другую пробирку д обавляю т фенолфта­
леин; при наличии щ елочи водная вы тяж ка окрашива­
ется в красновато-м алиновы й цвет, при отсутствии —
приобретает беловаты й цвет.
206
При определении водорастворимых кислот и щелочей
в топливе керосин, растворитель-деэмульсатор и эта­
нол не добавляют. Топливо (50 мл) разбавляют горячей
дистиллированной водой (50 мл) и взбалтывают в тече­
ние 5 мин. Смесь отстаивается и расслаивается. Водную
вытяжку берут на анализ.
Определение кислотного числа масел
основано на взаимодействии органических кислот, из­
влеченных из масла этиловым спиртом, с едким кали в
присутствии индикатора нитрозинового желтого. В из­
мерительный цилиндр 2 с притертой пробкой наливают
25 мл спиртового раствора индикатора нитрозинового
желтого. При помощи пипетки с резиновым баллончиком
в измерительный цилиндр наливают испытуемое масло
в количестве, определяемом по таблице 26, в зависимости
26. Объем масла, отбираемого для определения кислотного числа
Кислотное число
масла по ГОСТ,
мг КОН/р
Объем мавла.мл
0,04
0,05
0,07
0,10
0,14
0,15
0,20
0,22
46
36
26
13
14
12
9
8
Кислотное число
масла по ГОСТ,
мг КОН/г
0,25
0,30
0,35
0,50
0,75
1,0в
2,00
Объем масла,
мл
7
6
5
4
3
2
1
от максимально допустимого кислотного числа, установ­
ленного для данного масла по ГОСТу. Зеленая или си­
няя окраска спиртового слоя указывает на то, что кис­
лотное число масла не превышает установленного пре­
дела.
Ж елтая окраска спиртового слоя указывает на то,
что кислотное число масла превышает допустимую норму.
Определение механических примесей в
р а б о т а в ш и х м а с л а х основано на нанесении кап­
ли масла на фильтровальную бумагу и сравнении полу­
ченных после воздушной сушки пятен с эталоном.
Пробоотборник 10 заполняют не более чем на 3Д объ­
ема и перемешивают масло встряхиванием в течение
5 мин. Затем пипеткой 13 с резиновым баллончиком бе­
рут масло и одну каплю наносят на фильтровальную бу207
я . К определен»;» механически» примесейвмасле
Внешний
Jfe эта­
лона
1
2
3
4
5
Содержание механических
примесей, %
вид пятна
Гвртлое желтоватое пятно
Желтоватое пятно с резко ограниченной более темной окантовкой
Серое пятно, ограниченное еще более
темной окантовкой
Тем но-серое пятно, ограниченное чер­
ной окантовкой
Сплошное черное пятно
0,00*•*0,01
0,01••-0,05
0,05-•-0,10
0,10--.0,80
0,8 и более
магу. Высушенная к ап л я о б р азу ет пятно которое срав­
нивают с эталоном м асляны х пятен (таб л . I I ) .
Определение кинематической вязкости
в и с к о з и м е т р о м СЭВ-1 основано на сравнении
скорости погружения стального ш ар и к а в испытуемом
масле со скоростью погруж ения таки х ж е ш ариков в эта­
лонные м асла с известной вязкостью .
Вискозиметр оборудован девятью стеклянны ми про­
бирками, восемь из которых заполнены м аслам и с опре­
деленной вязкостью (табл. 28).
28. Вязкость эталонных масел, приведенная к 100е и 50 °С
Вязкость,
ВЯЗКОСТЬ! мм2/с (сСт)
при 100°
1
2
3
4
мы2/е
(сСт)
№ пробирок
№ пробирок
4
7
10
13
при 100°
при 50°
14
35
54
82
5
6
7
8
16
18
20
22
при 50°
108
128
150
171
В заполненные пробирки с эталонны ми маслами по­
мещено по одному ш арику. Д е в я т а я пробирка пустая,
на ней нанесены две метки. В эту пробирку наливают до
нижней метки испытуемое масло, опускаю т в него ша­
рик и закрываю т резиновой пробкой, которая должна
входить в пробирку до верхней метки. Д а л е е пробирку
вставляют в свободное гнездо вискозим етра и закрепля­
ют ее пробкой с флаж ком . Р азм ер воздуш ного пузырька
в пробирке должен быть равен разм ерам пузырьков в
пробирках с эталонными маслами. Его регулируют по­
ложением пробки. Вискозиметр вы держ иваю т при ок208
ружающей температуре 10 мин. Устанавливают виско­
зиметр в вертикальное положение (пробками вверх) и
дают всем шарикам опуститься на дно, после чего вис­
козиметр резко поворачивают на 180°. Ш арики во всех
пробирках начинают опускаться. Как только шарик в
пробирке с испытуемым маслом достигнет риски, нане­
сенной на раму вискозиметра, прибор поворачивают на
90° вокруг горизонтальной оси.
Вязкость испытуемого масла находят сравнением по­
ложения шариков в испытуемом и эталонных маслах.
О п р е д е л е н и е с о д е р ж а н и я в о д ы в нефте­
продуктах основано на ее взаимодействии с гидридом
кальция. Реакция проходит с выделением тепла. П о
повышению температуры испытуемого
нефтепродукта
после добавления к нему гидрида кальция определяют
содержание воды.
В стеклянный цилиндр 18 наливают до метки 10 мл
топлива, затем цилиндр вставляют в термостат 17. Тер­
мометр 15 опускают в цилиндр и измеряют начальную
температуру нефтепродукта. Высыпают в цилиндр 0,7 г
гидрида кальция. Термометром осторож но размешивают
содержимое цилиндра и отмечают максимальную темпе­
ратуру пробы.
Подсчитывают разность температур нефтепродукта и
определяют содержание (% ) воды в нефтепродукте.
14—793
ПРИЛОЖЕНИЕ
1. П о к а з а т е л и к а ч е с т в а а в т о м о б и л ь н ы х б е н з и н о в
Норма д л я марки
Наименование показателя
Д етонационная
стойкость:
о к тан о в о е число по м етоду
м оторн ом у, не м енее
исследовательском у,
не
м енее
М а с с а св и н ц а, г н а 1 к г бен­
зи н а
эти ли рован н ого, не более
неэтили р ов аиного
Ф ракционны й состав:
т е м п е р а т у р а , °С , н а ч а л а
п ерегон ки бен зи н а:
летн его, не н и ж е
зи м н его
п е р е г о н к и 10 % б е н з и н а
летн его, не вы ш е
зи м н его, не вы ш е
п ер его н ки 50 % бен зи н а
летн его, не вы ш е
зи м н его, не вы ш е
п ер его н ки 90 % бен зи н а
летнего, не вы ш е
зим н его, не вы ш е
к о н ц а ки п ен и я бен зи н а
летн его, не вы ш е
А -72
А-76*
А-76
АИ-93*
АИ-93
АИ-98*
АИ-98
72
76
76
85
85
89
89
93
93
98
98
Н е норм ируется
0 ,2 4
0 ,5 0
0 ,5 0
О тсутствие
35
35
35
70
55
70
55
70
——
70
—
115
100
11э
100
115
100
115
—
115
_
180
—
180
160
180
160
180
160
180
_
180
——
195
195
205
195
195
145
35
35
35
70
55
70
—
70
55
115
100
115
---
180
160
195
35
Н е норм ируется
—
•
С
СОо
о
s
ю
со
ююо
л
•— I
СО
г >
О
оо*
о
^
сою
СО ' С
Оо
сою
С
ОW
со
T f4
о
к
со
о
H<N оCVJ
>»
8
.
< °8
**
о
о
о
н
г»
о
ю
g о
«О о
о
сO S ' .
< o g . . 00
со ю -о
ю ю о
00 • •
V
о »s
C
Q
CU 2
* 3и3
№
СЭ со
Q- & °
о * ля
Ч
CD
н
03
СП
к
40
<D
«О
с т >
I
о
ю
ю
см
и
ю
о #ч
о
§
*Й Ц r f *
Q 3
о
со
О
об - "
*— 4
ь
сою*$
юю о
• Н
о
о
CJ>
5SJ
S
S
I
а
)
Я
а
н
о
а
к
*
а.
а>
сс
a
CQ
о
3со
§ю
в
соw
о
KS
я
ь
ч
Ч)
к
<N
о*
о
I
ю
CS
ts
2
со
о
со
о
а
00 О
со
о
.о>
СОШ
о
|1§
сою
СО 1 в
<N
ю о
со
со
о
<30
сою
4 0
3
О
С
Я
Я
Я
щ
33 я
я
5я
^
U
а>
я
2
я
с
о
с
<d £ 2
э*
я
£* CD
н'О
к
е
CD со 2
2
Uя
се о
33 « 2
л5я
йр
si
к
о
о.
S
2
о,
о
х
с
о
о
CQ
К
е
(
Я
0)
я
*
СО
ч
я
•я
о
я
ча»
2
(D
я ок\о
я
2
53
ОСО
ч CD а
CD
CQ V O
о
ь
о
я а.
я
о ь »я
СО
а. о 3 CQ CD ч
я
о
C
D
я
я
а»
Is
■
я
0) (D
а)
я
о
я
н н оЯ Оя
н ^ <D оа) о<у я Q 2 со
СО
CD я
<D
Н с;
н
S S
я о а) з
о 1 CD
о
Як о
>»
^
ef Н
§ я
я
о
ю
я
я
S
я
я ° J I а>
к S
S s i s \о S
Wа я
н
а
fct
о
I
\ о
Я
с
о
®
я
4 0
;
о
о
Я
<D °О »«я о
CD
я н <D а*
я о о*
о
Я
2
о
с
о
я
я
О 4) СО
X
а>
г
Щ
«=( п я 2
о
СО
|1
S
S
о
о
я
Ok
я
X
X
3
2
к
а.
Б
2
1*1
2
)
с
<D
CD
о
о
с
М И
а
н
>я
а
• •
Я
с
с
с
О
н
о
ч
к
Знаком
Э со
5 «Г
о я
~
ш
14
СО
я
5
о?
о
н
<t>
>»
0)
X
со
со
©
C
Q
а> а> о
«=5 CD O
L. • •
а 5 СО
я н
о
X
I
ш
(D Я
3 I $
ЕдаШ
я
0 ш\о
CQ
S
а S
О) \о
а
>
а.
1
к ч а> о
Я
н со 03 о
о X
ц
Я
<и
CD
й в
-я
СО
£-4
м
2 о
I* I ш
Ян р Ш
си
со 0S н еч ?СП ч
CQ CQ
н
я
C
S
CJ н
CL)
о
о о \о
CD
-
о
« « 1
Я
3
о
а
о
н
>»
а
н
соWS£о
соЮ
СО
со
СО 0
Я
§
о
ю о §
о>
.
<D
е
в
а>
качества.
ш* *
о
о
03
О
C L .
Ч
о
CN
я
я
►
0
н
с
к
я
х
о
о
я
С государственным
I
со
СО
сою
соw
о
ч
с
211
2. Показатели качества дизельного топлива
Норма д л я марки
Наименование показателя
ивегановое число, не менее
Фракционный состав:
температура, °С
перегонки 50 %’, не выше
перегонки 96 % (конец пе­
регонки), не выше
Кинематическая вязкость при
20 °С, мм2/с (сСт)
Температура застывания, °С,
для климатической зоны:
умеренной, не выше
холодной, не выше
Температура помутнения, °С
для климатической зоны:
умеренной, не выше
холодной, не выше
Температура вспышки в закры­
том тигле, °С:
для тепловозных и судовых
дизелей и газовых турбин, не
ниже
для дизелей общего назначе­
ния, не ниже
Массовая доля серы, %:
в топливе вида I, не более
в топливе вида II, не более
Массовая доля меркаптановой
серы, %, не более
Содержание сероводорода
Испытание на медной пластин­
ке
Содержание водорастворимых
кислот и щелочей
Концентрация
фактических
смол, мг на 100 см3 топлива, не
более
Кислотность, мг КОН на 100 см3
топлива, не более
Йодное число, г йода на 100 г
топлива, не более
Зольность, %, не более
Коксуемость 10 %-ного остатка,
%, не более
Коэффициент
фильтруемости,
не более
Содержание механических при­
месей
Содержание воды
Плотность при 20 °С, кг/м3, не
более
212
Л
3
А
45
45
45
280
360
280
340
255
330
3 ,0 - - - 6 ,0
1 ,8 - .- 5 ,0
1 ,5 ...4 ,0
— 10
1
—35
—45
-5 5
—5
—25
—35
—
61
40
35
40
35
30
0 ,2
0 ,5
0,01
0 ,2
0 ,5
0,01
0,2
0,4
0,01
Отсутствие
Выдерживает
Отсутствие
40
30
30
I
5
5
6
6
6
0,01
0,01
0 ,3
0 ,3
0,01
0,3
з
3
3
Отсутствие
860
$
840
830
3, Показатели качества моторного топлива для среднеи малофорсированных дизелей
Норма для марок
Наименование показателя
Плотность при 20 °С, кг/м3, не бо­
лее
Фракционный состав:
до 250 °С перегоняется, %, не
более
Вязкость при 50 °С:
кинематическая, мм2/с (сСт), не
более
соответствующая ей условная в
градусах, не более
Коксуемость, %, не более
Зольность, %, не более
Содержание серы, %:
в малосернистом, не более
в сернистом, не более
Содержание, %:
сероводорода
водорастворимых кислот и щело­
чей
механических примесей, не более
воды, не более
Температура вспышки в закрытом
тигле, °С, не ниже
Температура застывания, °С, не
выше
ДТ с госу­
дарственным
Знаком ка­
чества
ДТ
дм
930
930
970
15
15
10
20
36
150
2,95
5,00
20,00
3
0,02
3
0,04
10
0,15
0,5
1,5
0,5
1,5
—
3,0
Отсутствие
»
0,05
0,1
70
0,05
0 ,5
65
0,2
0,5
85
—5
—5
10
4. Показатели качества печного бытового топлива
Наименование показателя
Фракционный состав:
температура, °С
перегонки 10 %, не ниже
перегонки 96 %, не выше
Кинематическая вязкость при 20 °С, мм2/с
(сСт), не более
Содержание, %:
серы
в малосернистом, не более
в сернистом, не более
сероводорода
Значение показателя
160
360
5,0
0,5
1 ■1
Отсутствует
213
Продолжение
Значение показателя
Наименование показателя
водорастворимых кислот и щелочей
воды
механических примесей
Коксуемость 10 % остатка, /о, не более
Кислотность, мг КОН на 100 мл топлива,
не более
Испытание на медной пластинке
Цвет
Температура, °С:
застывания, не выше
вспышки в закрытом тигле, не ниже
Низшая теплота сгорания в пересчете на
сухое топливо, кДж/кг, не менее
Плотность при 20 °С
Отсутствует
Следы
Отсутствует
0,35
5,0
Выдерживает
От светло-коричневого до
черного
— 15
42
41100
Не нормируется. Опреде*
ление обязательно
5. Показатели качества сжатых газов для автомобилей
Значение показателя для газов
коксового
Наименование показателя
природного
Теплота сгорания, кДж /м3,
не менее
Содержание, %:
горючих компонентов
метана
водорода
примесей:
сероводорода, г/м3, не
не более
цианистых соединений,
г/м3 (в пересчете на
HCN) кислорода, % по
объему
смолы и пыли, г/м3
паров воды в газе, нахо­
дящемся под давлением
в баллоне, г/м3;
летом
214
29 0р0
80-•-97
—
метанизированного
обогащенного
27 000
22 000
Не менее 65
50
—
Не более 12
0,02
0,02
0,02
1,0
1,0
1,0
0,001
0,001
0,001
7,0
7 ,0
7,0'
Продолжение
Значение показателя дл я газов
коксового
Наименование п о к азател я
природного
метанизированного
0,5
94--.105
0 ,7 1 - - 0 ,8 3
ЗИМОЙ
Октановое число
Бензиновый эквивалент*
0 ,5
80
0 ,6 2 ...0 ,7 0
обогащенного
0,5
80
0 , 8 9 - 0,41
* Бензиновым эквивалентом назы ваю т количество бензина (кг), равно­
ценное по теплоте сгорания 1 м3 газа.
6. Показатели качества сжиженного топлива для
коммунально-бытового потребления
Норма д л я марки
Наименование показателя
СП БТЗ
СП БТЛ
БТ
сумма метана, этана и этилена,
не более
4
6
6
сумма пропана и пропилена, не
менее
75
Массовая доля компонентов, %:
Не нормируется
сумма бутанов и бутиленов
Не норми­
руется
—
60
1
2
2
при 45 °С, не более
1,6
1,6
1,6
при —20 °С, не менее
0,16
—
—
не менее
не более
Жидкий остаток (в том числе уг*
леводороды Сб и выше) при 20 °С,
.% по объему, не более
Избыточное давление насыщенных
паров, М Па:
Массовая доля сероводорода и
меркаптановой серы, %, не более
в том числе
более
Содержание
щелочи
сероводорода, не
свободной
воды а
—
60
—
0,015
0,015
0,015
0,003
0,003
0,003
Отсутствие
215
216
7. П оказатели качества моторных автомобильных масел для
карбю раторных двигателей
Норма д ля марки
Кинематическая вязкость, мм2/с (сСт):
при 100 °С, не более
при 0 °С
при — 18 °С
Индекс вязкости, не менее
Массовая доля, %:
механических примесей, не более
воды, не более
Температура, °С:
в открытом тигле, не ниже
застывания, не выше
Коррозионность на пластинках свинца
марок С1 или С2, г/м2, не более
Моющие свойства по ПЗВ, баллы, не
более
Термоокислительная стабильность при
250 °С, мин, не менее
Щелочное число, мг КОН на 1 г мас­
ла, не менее
Зольность сульфатная, %, не более
Цвет на калориметре ЦНТ, единицы
ЦНТ, не более
Плотность при 20 °С, кг/м3, не более
Массовая доля активных элементов,
®/о, не менее:
кальция
бария
Mr 8 Bi
М-8 Bt
М-8 Tt
М-бз/10 Tt
8 ± 0 ,5
1200
—
90
8 ± 0 ,5
1200
8 ± 0 ,5
1 0 ± 0 ,5
1000
10 400
125
12=1=0,5
0,015
0,015
0,015
0,015
210
— 32
220
— 20
—
_
—
90
100
0 ,015
М-12 Г,
—
—
95
Следы
200
—25
10
200
—25
10
1,0
0,5
0 ,5
—
—
50
3,4
4,0
1,0
0,95
1.3
Не нормируется
900
900
900
0,06
0 ,2 7
0,016
0 ,23
—
—
210
— 30
Отсутствие
8,5
0,5
40
10,5
1,65
900
0 ,3
—
0,5
70
8,5
1,3
Определение
обязательно
900
0 ,3 3
цинка
фосфора
0,09
0,09
0,05
0,06
0,10
Выдерживает
500
Моторные испытания
500
Степень чистоты, мг на 100 г масла,
не более
0,10
0,10
500
500
8. Показатели качества моторных масел для автотракторных дизелей
Норма для марки
Наименование показателя
Кинематическая
вязкость,
мм’/с
(сС т):
при 100 °С
при 0°С, не более
Индекс вязкости, не менее
Массовая доля, %:
механических примесей, не более
воды, не более
Температура, °С:
вспышки в открытом тигле, не ни­
же
застывания, не выше
Коррозионность на пластинках из
свинца марок С1 или С2, г/м2, не бо­
лее
Моющие свойства по ПЗВ, баллы, не
более
М-8 В,
М-10 В,
М-8 Г,
М-10 Г,
М-8 В2к
М-8 Г2к
8 ± 0 ,5
1200
90
11 ± 0 ,5
1 1 ± 0 ,5
90
8 ± 0 ,5
12Q.0
95
lldh0,5
90
8=Ь0,5
1200
90
0,015
0,015
0,015
0,015
0,015
0,015
205
—
—
—
90
Следы
200
205
200
205
200
—25
10
— 15
10
—25
20
—15
20
—30
—15
Отсутствие
1.0
1,0
1,0
1.0
0,5
0 ,5
Ol
lO
*
U
о
х
I
—
о
со
>
Ю Ю
1Л
о
т
I
•
»
О
I
■
О
8
О
«
О
о
ю
2
*
*
S
§
52
*
М
03
ао
ю
О
г
О
со"
о
I
CD
«
*
I
*
°
*
I
C
l
о
О
>
О
I
•
О
•
8
О
ю
К
Я
£
РЗ
н
а
>
СО
C
Q
м
со
О
X
О.
о
Я
I
*
сз
со
О
СП
.
а
*
^
г
О
ю ю со С
О
1Л
ю
о
ю
о
о
I»
л
т
>
в *
О
>
=
О
^
О
О
ю
41
о
С
2
2
3
*
н
м
К
Ш
4
*
«
го
а
В
с
5
Й
о.
о
С*
*
Ю
Я
ю
00
X
ф
о
о
*
о
со
CD
I
о
а
<У>
.
а
»
КС
со
t o
—• ^
ю
О
О
о
О
=
t
a
QQ
О
3
CQ
м
д
ю
«ъ
о
£
ю
со
со
к
«
о
в
ф
s
S
GJ
К
ю
о
ю
-Н
л
1
I
со
S
0
#» "
C
V
о
о
«1
«I
СО
ч
и
O
СЗ
Я
0 9
са
Я С
н
я i
я
н
н
я
я н
и о
я
з
с
•
•
х
а
»
с
о
СО
1
о
а
с
с
* -
о
е с
,
О
о
СО
Я
Я
t r
У
Я
t r
a
>
0 . 1 —
п
Г
с
о
e - C 0
.
ь
U
о
о
! —
s
С
S
ц
•
о
й
й
о
-
к
с
I - f
н
О
.
о
с
о
о
L0
Q
• *
с
«ч
ю
О)
п
я
(U
о
си Е~*
О
СУ w
о >»
ез
я
из
2
О (D
о О
«=г
сх
хо
2
VD Я
я
0)
а
>
о
‘О
о
я
св (D о
00
я CD
С
З
Я Яя
6Н
о
X
ю
Г
я
оК
Ш
« s
я
сго
>> £
Я ш
*
=
(
а
я Xш
а
>я
я
S и
я
к
о
я
<L> I
СП
S
h
к
со <и
а
а)
S
л
<v
о,
о
о
Я
«=5 X ч Jлb Q
«
=
2
яо я
я
я
сх н О я
си к
о
C
D
£- я
о
5
Л
о
О ^ _.До
у
Я 2
гг
0)
а> о *3
B s л
а»
«
g U <L> я л я
я
05
н
к
5 о о а> н л о Я
а
>
о
лн о а
оо я
2
&* о я
Л
я
о
а
>
я
_
_
о
<
и
§
8
сх
я
S
я
л
'S
о
*
=
3
я
Э
ю
о
о
а)
а,
я
а
>
С
О со ^ ю ш
S
t
f
о
яО)
т
Ш
a
ь яa
я Ч £Г
о
о
о
о
ю
3 0
»•
I I
я
со я
СП я
*=(
СО (U
■
0
0 —0
ООО
а>
I
1
ю
о —« о
ООО
#•
А
со
*а
h
О
<и
*
<
я
со
(0
Stf
О
С
<
и
Я
*
I I
S
СЗ
РЗ
я
*
8я
0 0 00 ю
ю
т
—
•
*
о;
.
С
О
00
о
ю
со
^
. о
с
о
с
о
Я
о
о я 5 оg
•е
CJ о са> ^п5
О н
а
»
•9* О ь <и
с
о
,
-
Я
U
с
я
-
9. Показатели качества моторных масел для высокооборотных
дизелей транспортных машин
Норма для марки
Наименование показателя
Кинематическая вязкость, мм2/с
(сСт):
при 100 °С
при 0 °С, не более
при —30 °С, не более
Индекс вязкости, не менее
Зольность сульфатная, %, не
более
Массовая доля, %:
механических примесей, не бо­
лее
воды, не более
Щелочное число, мг КОН на
1 г масла, не менее
Температура, °С:
вспышки в открытом тигле,
не ниже
застывания, не выше
Коррозионность на пластинках
из свинца марок С1 или С2,
г/м2, не более
Термоокислительная стабиль­
ность при 250 °С, мин, не менее
Моющий потенциал, %, не ме­
нее
Моющие свойства по ПЗВ, бал­
лы, не более
Степень чистоты, мг на 100 г
масла, не более
Плотность при 20 °С, кг/м3, не
более
Цвет масла на калориметре
ЦНТ, единицы ЦНТ (разбавле­
ние 15 : 85), не более
Стабильность по индукционно­
му периоду осадкообразования
(ИПО), в течение 45 я
Массовая доля активных эле­
ментов, %, не менее:
бария
кальция
М-63/10 Б,
М-16 В,
9 ,5 ---1 0 ,5
650
15000
125
1,15
15,5.--16,5
90
1,25
0,025
0,013
Следы
3,5
Следы
4,0
165
225
—43
—25
9
10
100
80
0,5
320
Не нормируется.
Определение обя­
зательно
То же
905
6,0
Выдерживает
0,6
Не нормируется.
Определение обя­
зательно
S19
10. Значение кинематической вязкости масел при 100 °С, мм2/с (сСт)
Кинемати­
ческая
вязкость
V
V,
V,
6 ,э0
220
V
при 100 ?С
при 100 ?С
6,1
6,2
6,3
6,4
6,5
6,6
6,7
6,8
6,9
7,0
7,1
7,2
7,3
7,4
7,5
7,6
7,7
7,8
7,9
8,0
8,1
8,2
8,3
8,4
8,5
8,6
8,7
8,8
8,9
9,0
9,1
9,2
9,3
9,4
9,5
9,6
9,7
9,8
9,9
10,0
10,1
10,2
10,3
10,4
10,5
Кинемати»
ческая
вязкость
57,97
59,74
61,52
63,32
65,18
67,12
69,16
71,29
73,48
75,72
78,00
80,25
82,39
84,53
86,66
88,85
91,04
93,20
95,43
97,72
100,0
102,3
104,6
106,9
109,2
111,5
113,9
116,2
118,5
120,9
123,3
125,7
128,0
130,4
132,8
135,3
137,7
140,1
142,7
145,2
147,7
150,3
152,9
155,4
158,0
160,6
19,78
20,57
21,38
22,19
23,03
23,94
24,92
25,96
27,04
28,21
29,43
30,63
31,70
32,74
33,79
34,87
35,94
37,01
38,12
39,27
40,40
41,57
42,72
43,85
45,01
46,19
47,40
48,57
49,75
50,95
52,20
53,40
54,61
55,84
57,10
58,36
59,68
60,87
62,22
63,54
64,86
66,22
67,56
68,90
70,25
71,63
38,19
39,17
40,15
41,13
42,14
43,18
44,24
45,33
46,44
47,51
48,57
49,61
50,69
51,78
52,88
53,98
55,09
56,20
57,31
58,45
59,60
60,74
61,89
63,05
64,18
65,32
66,48
67,64
68,79
69,94
71,10
72,27
73,42
74,57
75,73
76,91
78,08
79,27
80,46
81,67
82,87
84,08
85,30
86,51
87,72
88,95
11,1
11,2
11,3
11.4
11,5
11,6
11,7
11,8
11,9
12,0
12,1
12,2
12,3
12,4
12,5
12,6
12,7
12,8
12,9
13,0
13,1
13,2
13,3
13,4
13,5
13,6
13,7
13,8
13,9
14,0
14,1
14,2
14,3
14,4
14,5
14,6
14,7
14,8
14,9
15,0
15,1
15,2
15,3
15,4
15,5
15,6
176,6
179,4
182,1
184,9
187,6
190,4
193,3
196,2
199,0
201,9
204,8
207,8
210,7
213,6
216,6
219,6
222,6
225,7
228,8
231,9
235,0
238,1
241,2
244,3
247,4
250,6
253,8
257,0
260,1
263,3
266,6
269,8
273,0
276,3
279,6
283,0
286,4
289,7
293,0
296,5
300,0
303,4
306,9
310,3
313,9
317,5
80,20
81.65
83,13
84,63
96,45
97,71
98,97
100,2
86,10 101,5
87,61
89,18
90,75
92,30
93,87
95,47
97,07
98.66
100.3
101,9
103.6
105.3
107.0
108.7
110.4
102,8
104.1
105.4
106.7
108,0
109.4
110.7
112,0
113.3
114.7
116,0
117.4
118.7
120.1
121.5
122,9
113.8 124.2
115.6 125.6
117.3 ' 127.0
119.0 128.4
120.8 129.8
122.6 131.2
124.4 132.6
126,2 134.0
128.0 135.4
129.8 136.8
131,6 138.2
133.5 139.6
135,3 141.0
137,2 142.4
139.1 143.9
141.1 145.3
142.9 146,8
144.8 148.2
146.8 149.7
148.8 151.2
150.8 152.6
152.8 154.1
154.8 155.6
156.9 157,0
158.9 158.6
112.1
Продолжение
Кинемати­
ческая
вязкость
при 100 °С
10,6
10,7
10,8
10,9
11,0
V
163,2
165,8
168,5
171,2
173,9
V,
V*
73,00
74,42
75,86
77,33
78,75
90,19
91,40
92,65
93,92
95,19
Кинемати­
ческая
вязкость
при 100 °С
15,7
15,8
15,9
16,0
V
321,1
324,6
328,3
331,9
V,
161,0
163,0
165,2
167,3
ЛИТЕРАТУРА
Г р и г о р ь е в М. А., Б у н а к о в Б. М., Д о л е цк и й В. А. Качество моторного масла и надеж­
ность двигателей. — М.: Издательство стандартов,
1981.
И т и н с к а я Н. И., К у з н е ц о в Н. А. Справочник
по топливу, маслам и техническим жидкостям. — М.:
Колос, 1982.
Л ы ш к о Г. П. Топливо и смазочные материалы. — М.:
Агропромиздат, 1985.
160,1
161,6
163,1
164,6
ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение t
Г л а в а I.
Глава
Глава
II.
III.
• • • • •
• .........................................
Методические указания по организации и вы­
полнению лабораторных работ .
.
3
1. Содержание лабораторных работ
2. Организация рабочего места и контроль за
выполнением лабораторных работ
3. Отбор и подготовка пробы для анализа
4. Техника безопасности и противопожарные
мероприятия при проведении лабораторных
р а б о т ............................................................. I
5
.
Определение показателей качества автомо­
бильных бензинов
................................................
Работа А® 1. Определение плотности нефте­
............................. ......
продуктов
Работа М 2. Определение давления насыщен­
ных паров бензина ........................................
Работа № 3. Исследование фракционного сос­
тава автомобильного бензина
. . . .
Работа № 4. Определение длительности индук­
ционного периода бензина ...........................
Работа № 5. Определение концентрации факти­
ческих смол в автомобильных бензинах
Работа № 6. Определение коррозионных свойств
бензина
.
......................................................
Работа № 7. Определение октанового числа
автомобильного бензина
Работа Л® 8. Исследование состава продуктов
сгорания автомобильного бензина
Определение показателей качества дизельного
топлива
....................................................................
Работа № 9. Определение низкотемпературных
свойств дизельного топлива
. . . .
Работа № 10. Определение цетанового числа
дизельного топлива по совпадению вспышек
Работа № 11. Определение температуры вспыш­
ки
......................................................... ...... .
Работа № 12. Определение коэффициента
фильтруемости дизельного топлива
Работа № 13. Определение коксуемости 10 %ного остатка дизельного топлива по Конрадсону
. . . .
..................................
Работа № 14. Определение теплоты сгорания
дизельного т о п л и в а ........................................
Работа Л® 15. Определение йодного числа и
содержания непредельных углеводородов в
дизельном топливе
.........................................
222
5
6
7
12
19
19
22
28
38
42
47
50
57
62
62
66
71
77
79
82
89
Работа № 16. Определение содержания серы в
дизельном т о п л и в е ......................................... 03
Работа Л$ 17. Определение кинематической
вязкости н е ф т е п р о д у к т о в ............................ 06
Глава
IV.
Определение показателей качества твердого и
газообразного т о п л и в а ........................... ......
104
Работа № 18. Определение влажности твердого
топлива (каменного угля)
. . . . .
104
Работа № 19. Определение зольности твердого
топлива (каменного у г л я ) ............................106
Работа № 20. Определение массовой доли серо­
водорода в составе газообразного топлива
109
Глава
V.
Определение показателей качества моторных
м а с е л ...................................................................... 114
Работа № 21. Определение вязкостно-темпера­
турных свойств моторного масла . . .
114
Работа Л$ 22. Оценка моторных свойств и оп­
ределение термоокислительной стабильно­
сти смазочного м а с л а ...................................116
Работа № 23. Определение температуры вспыш­
ки в открытом т и г л е .................................. 121
Работа А® 24. Определение моющих свойств
моторного масла с присадками
. . .
123
Работа № 25. Определение степени чистоты мо­
торного м а с л а .................................................127
Работа Л® 26. Определение содержания механи­
ческих п р и м е с е й .................................
130
Работа № 27. Определение коррозионности
м а с л а ................................................................135
Работа № 28. Определение щелочного числа
.
139
Работа № 29. Определение сульфатной зольно­
сти м а с е л .........................................
• •
142
Работа № 30. Определение содержания воды в
м а с л е ........................................
!
145
Работа М 31. Определение стабильности мо­
торного масла по индукционному периоду
осадкообразования
.........................................
147
Работа Л® 32. Определение массовой доли активных элементов в моторном масле . .
150
Работа Л® 33. Определение массовой доли фос­
фора в моторном м а с л е ............................155
Работа № 34. Анализ отработанного моторного
м а с л а ................................................................. 159
Глава
VI.
Определение показателей качества пластичных
смазок
.
..................................
167
Работа № 35. Определение предела прочности
на сдвиг пластичной смазки
< 167
Работа № 36. Определение пенетрации пластич­
ной с м а з к и ....................................................... 1*0
Работа № 37. Определение коллоидной стабиль­
ности пластичной смазки
< • » • •
172
223
Работа М 38. Определение температуры каплепадения пластичной смазки
• • . . 174
Работа № 39. Определение вязкости пластичной
с м а з к и ................................................................ ......
Работа № 40. Определение массовой доли ме­
ханических примесей в пластичной смазке
182
Глава
VII. Определение показателей качества технических
ж и д к о с т е й .......................................................................
Работа № 41. Определение жесткости воды и
ее у м я г ч е н и е .................................... ...... . 187
Работа № 42. Исследование качества низкозазамерзающих охлаждающих жидкостей
193
Работа № 43. Исследование качества тормоз­
ных ж и д к о с т е й .......................................................
Г л а в а V III. Контроль качества нефтепродуктов с помощью
полевых л а б о р а т о р и й ......................................... .......
П р и л о ж е н и е ................................................................
210
221
Л и т е р а т у р а ........................................... .......
Анатолий Владимирович Кузнецов
Михаил Андреевич Кульчев
ПРАКТИКУМ ПО ТОПЛИВУ
И СМАЗОЧНЫМ МАТЕРИАЛАМ
Зав. редакцией J1. И. Чичева
Редактор М. И. Нагаткина
Художественный редактор Б. К. Дормидонтов
Технические редакторы Т. Б. Платонова, Н. В. Новикова
Корректор Н. Я. Туманова
ИБ № 5187
Сдано в набор 10.02.87. Подписано к печати 16.06.87. Формат 84Х1081/».
Бумага кн.-журн. Гарнитура Литературная. Печать высокая. Уел.
печ. л. 11,76. Уел. кр.-отт. 11,97. Уч.-изд. л. 12,06. Изд. № 354. Тираж
28 000 экз. Заказ Ni 793. Цена 45 коп.
Ордена Трудового Красного Знамени ВО «Агропромиздат», 107807,
ГСП, Москва, Б-БЗ, ул. Садовая-Спасская, 18.
Владимирская типография Союзполиграфпрома при Государственном
комитете СССР по делам издательств, полиграфии и книжной торговли
600000, г. Владимир, Октябрьский проспект, д. 7
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
1
Размер файла
6 905 Кб
Теги
kuznecov, 2869, smazochnim, toplivu, material, kulchev, praktiku
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа