Определение давления насыщенных паров бензина
Цель работы: по результатам, полученным при выполнении работы,
определить класс испаряемости бензина, сделать вывод о его испаряемо-
сти, пусковых свойствах и соответствии стандарту.
Приборы и реактивы
Аппарат для определения давления насыщенных паров (рис. 14), хо-
лодильник, приспособление для переливания топлива, термометры, термо-
стат, испытуемое топливо, вода дистиллированная.
Краткие теоретические сведения
Давление, развиваемое парами топлива в момент равновесия между
жидкой и паровой фазами, называют давлением насыщенных паров
Оно определяет процесс испарения топлива. Чем больше давление,
тем быстрее испаряется топливо. Поэтому данный показатель лимитирует-
ся только в условиях предупреждения образования паро-воздушных про-
бок.
Образование паровых пробок зависит от испаряемости бензина, тем-
пературы и конструкции двигателя. Чем выше давление насыщенных па-
ров бензина, ниже температура начала кипения и перегонки 10% и больше
объем фракции, выкипающей при температуре 70 ºС, тем больше его
склонность к образованию паровых пробок. Эта зависимость имеет линей-
ный характер и определяется из следующего выражения:
ИПП=10ДНП+7V70
где: ИПП – индекс паровых пробок; ДНП – давление насыщенных паров
бензина, кПа; V70 – объем бензина выкипающего при температуре до 70 °
С, мл.
Давление насыщенных паров многокомпонентной жидкости зависит
не только от свойства отдельных компонентов, но и от соотношения жид-
кой и паровой фаз. В жидкой фазе всегда меньше легких компонентов, чем
в паровой. Поэтому при определении давления насыщенных паров бензи-
нов берется отношение) паровая фаза жидкий бензин 4:1.
В реальных условиях испарения топлива соотношение его паровой и
жидкой фаз значительно больше. Например, на установившемся режиме
работы во впускном трубопроводе прогретого двигателя соотношение ука-
занных фаз может достигать 9–12 тысяч, при пуске холодного двигателя
оно уменьшается до 700 и даже до 500.
В нашей стране применяют два метода определения давления насы-
щенных паров топлива: по ГОСТ 1756–52 в металлической «Бомбе Рейда»,
или в аппарате с механическим диспергированием типа «Вихрь» (ГОСТ
28781-90). Наиболее широко распространен метод определения давления
насыщенных паров в металлической «Бомбе Рейда» при соотношении па-
ровоздушной и жидкой фаз (3,8–4,2:1) и t = 38 ºC (рис. 14).
Ррис. 14. Термостат для определения давления насыщенных паров топлива: 1 – блок
уеправления и регулирования; 2 – резервуар для размещения датчиков температуры и
нагревателя; 3 – центробежный насос; 4 – выходной патрубок насоса; 5 – манометр;
6 –бомба Рейда; 7 – теплообменник; 8 – сливной кран
|
| Р |
| е |
7
Рис. 15. Панель блока управления термостатом: 1– включения нагревателя; 2 – индика-
тор вывода текущей температуры; 3 – индикатор установки температуры; 4 – индика-
торное табло; 5 – манометр; 6 – кнопка увеличения температуры; 7 – уменьшения тем-
пературы; 8 – кнопка режима коррекции температуры; 9 – сетевой выключатель
Порядок выполнения работы
1. Заполнить термостат водой и включить нагреватель. Кнопками кор-
рекции установить температуру 38 ºС.
2. Отсоединить воздушную камеру от топливной и ополоснуть ее дис-
тиллированной водой.
3. Замерить температуру в воздушной камере.
4. Топливную камеру, образец топлива и переливное устройство ох-
ладить в холодильнике до температуры 0 ºС.
5. Заполнить топливную камеру охлажденным топливом, соединить ее
с воздушной камерой, а последнюю – с манометром. Операцию сборки про-
изводить быстро и без суеты.
6. Опрокинуть и встряхнуть бомбу несколько раз, перемешав топливо
с воздухом. Затем погрузить бомбу в водяную баню. Температуру водяной
бани поддерживать равной (37,8 ± 0,3) ºС и следить за тем, чтобы не было
утечки паров топлива.
7. Открыть кран и, спустя 5 минут, отметить давление по показаниям
манометра.
8. Закрыть кран, вынуть бомбу из бани, опрокинуть, сильно встряхи-
вая, и снова поставить в водяную баню. Повторять эти операции через каж-
дые 2 минуты до тех пор, пока показания манометра перестанут меняться.
|
9. Отметить установившееся давление Р1 в мм рт. ст. как «не исправ-
ленное давление насыщенных паров» испытуемого топлива.
Для учета давления воздуха и водяных паров, находившихся в верх-
ней камере прибора, необходимо внести поправку ( DР ) в мм рт. ст., кото-
рую вычислить по формуле:
DР =
(Ра - Рt ) × (t - 38)
273 + t
- (P38 - Pt ),
(7)
где: Pa – атмосферное давление в месте испытания, мм рт. ст.; Рt – давле-
ние насыщенных паров воды при исходной температуре воздуха, мм рт. ст.
(табл. 22); t – исходная температура воздуха ºС; Р38 – давление насыщен-
ных паров воды при 38ºС, мм рт. ст. (см. табл. 2).
Таблица2. Давление насыщенных паров воды при исходной температуре воздуха
Следовательно, давление насыщенных паров испытуемого топлива
(Р) в мм рт. ст. определяется из выражения
Р = Р1 + DР
(8)
|
Для упрощения расчетов в прил. П 17 приведены поправки DР .
Полученный результат сравнить с нормами ГОСТа на давление на-
сыщенных паров различных марок бензинов.
Определить склонность исследуемых бензинов к образованию паро-
вых пробок в системе питания двигателя. По давлению насыщенных паров
(ДНП), которое будет равно расчетному значению Р мм.рт.ст. и значению
V70 – объему бензина выкипающего при температуре до 70 ºС, мл., эта ве-
личина берется из результатов определения фракционного состава.
По результатам внешнего осмотра бензина, определению водорас-
творимых кислот и щелочей, фракционному составу, октановому числу и
индексу паровых пробок определить соответствие его стандарту. Стандар-
ты на автомобильные бензины приведены в прил. П 1.
Выводы по лабораторной работе делаем путем сравнения используе-
мого топлива с ближайшим образцом стандартного и заносим в таблицу.
Сводная таблица показателей исследованного бензина
Контрольные вопросы
1. Углеводородный состав автомобильных бензинов.
2. Основные показатели качества автомобильных бензинов норми-
руемые стандартами.
3. Понятие о нормальном сгорании бензина в ДВС.
4. Понятие о детонационном сгорании бензина в ДВС.
5. Причины образования в бензине смолистых веществ.
6. Методы определения испаряемости бензинов.
|
Лабораторная работа № 4