Плотность дизельного топлива, значение и примеры

Плотность нефтепродуктов в зависимости от температуры

Плотность топлива – это его удельный вес, а именно количество массы в единице объема.

Плотность топлива во многом зависит от плотности нефти из которой оно получено. Согласно ГОСТ Р 52368-2005 плотность топлива при температуре +15 °С должна быть в пределах 0,820-0,845 г/см3, а по ГОСТ 305-82 не должна превышать 0,860 (при 20°С)

Плотность топлива зависит от температуры, впрочем, как и для любой другой жидкости: при повышении температуры плотность топлива снижается и наоборот – при снижении температуры плотность топлива увеличивается. Существуют специальные таблицы для пересчета плотности топлива в зависимости от температуры. Для дизельного топлива температурная поправка изменения плотности составляет, в среднем 0,0007 г/см3 на 1°С.

НЕФТЕПРОДУКТЫ ПЛОТНОСТЬ ПРИ 20* С, г/см3
Авиационный бензин 0,73-0,75
Автомобильный бензин 0,71-0,76
Топливо для реактивных двигателей 0,76-0,84
Дизельное топливо 0,80-0,85
Моторное масло 0,88-0,94
Мазут 0,92-0,99
Нефть 0,74-0,97

Точный расчет плотности нефтепродукта

Для того чтобы определить при помощи этой таблицы плотность нефтепродукта при данной температуре, необходимо:

таблица средних температурных поправок плотности нефтепродуктов.

Плотность при 20 o С Температурная поправка на 1 o С Плотность при 20 o С Температурная поправка на 1 o С
0,650-0,659 0,000962 0,8300-0,8399 0,000725
0,660-0,669 0,000949 0,8400-0,8499 0,000712
0,670-0,679 0,000936 0,8500-0,8599 0,000699
0,680-0,689 0,000925 0,8600-0,8699 0,000686
0,6900-0,6999 0,000910 0,8700-0,8799 0,000673
0,7000-0,7099 0,000897 0,8800-0,8899 0,000660
0,7100-0,7199 0,000884 0,8900-0,8999 0,000647
0,7200-0,7299 0,000870 0,9000-0,9099 0,000633
0,7300-0,7399 0,000857 0,9100-0,9199 0,000620
0,7400-0,7499 0,000844 0,9200-0,9299 0,000607
0,7500-0,7599 0,000831 0,9300-0,9399 0,000594
0,7600-0,7699 0,000818 0,9400-0,9499 0,000581
0,7700-0,7799 0,000805 0,9500-0,9599 0,000567
0,7800-0,7899 0,000792 0,9600-0,9699 0,000554
0,7900-0,7999 0,000778 0,9700-0,9799 0,000541
0,8000-0,8099 0,000765 0,9800-0,9899 0,000528
0,8100-0,8199 0,000752 0,9900-1,000 0,000515
0,8200-0,8299 0,000738

а) найти по паспорту плотность нефтепродукта при +20 o С;

б) измерить среднюю температуру груза в цистерне;

в) определить разность между +20 o С и средней температурой груза;

г) по графе температурной поправки найти поправку на 1 o С, соответствующую плотность данного продукта при +20 o С;

д) умножить температурную поправку плотности на разность температур;

е) полученное в п. «д» произведение вычесть из значения плотности при +20 o С, если средняя температура нефтепродукта в цистерне выше +20 o С, или прибавить это произведение, если температура продукта ниже +20 o С.

Примеры.

Плотность нефтепродукта при +20 o С, по данным паспорта 0,8240. Температура нефтепродукта в цистерне +23 o С. Определить по таблице плотность нефтепродукта при

а) разность температур 23 o — 20 o =3 o ;

б) температурную поправку на 1 o С по таблице для плотности 0,8240, состовляющую 0,000738;

в) температурную поправку на 3 o :

0,000738*3=0,002214, или округленно 0,0022;

г) искомую плотность нефтепродукта при температуре +23 o С (поправку нужно вычесть, так как температура груза в цистерне выше +20 o С), равную 0,8240-0,0022=0,8218, или округленно 0,8220.

2. Плотность нефтепродукта при +20 o С, по данным паспорта, 0,7520. Температура груза в цистерне -12 o С. Определить плотность нефтепродукта при этой температуре.

а) разность температур +20 o С — (-12 o С)=32 o С;

б) температурную поправку на 1 o С по таблице для плотности 0,7520, составляющую 0,000831;

в) температурную поправку на 32 o , равную 0,000831*32=0,026592, или округленно 0,0266;

г) искомую плотность нефтепродукта при температуре -12 o С (поправку нужно прибавить, так как температура груза в цистерне ниже +20 o С), равную 0,7520+0,0266=0,7786, или округленно 0,7785.

Пары дизельного топлива

Двигатель внутреннего сгорания, хотя вернее было бы — внутреннего взрыва, использует взрыв быстро сжатой смеси паров топлива с воздухом. Энергия взрыва паров дизельного топлива проявляется в резком увеличении давления в камере сгорания за счет расширения газов, получающихся вследствие химической реакции взрыва.

Двигатель на дизельном топливе

Дизельный двигатель — поршневой двигатель внутреннего сгорания, работающий по принципу воспламенения топлива от сжатия. Основное отличие дизельного двигателя от бензинового заключается в способе подачи паров дизельного топлива (топливо-воздушной смеси) в цилиндр и способе их воспламенения. В дизельном двигателе воздух подается в цилиндр отдельно от топлива и затем сжимается. Из-за высокой степени сжатия (от 14:1 до 24:1), воздух нагревается до температуры самовоспламенения дизельного топлива (800—900°С). Пары дизельного топлива впрыскиваются в камеры сгорания форсунками под большим давлением (от 10 до 220 МПа) и практически мгновенно воспламеняются.

Свечи у дизеля тоже могут быть, но они являются свечами накаливания и разогревают воздух в камере сгорания, чтобы облегчить запуск. Таким образом, наиболее распространенным определением дизельного двигателя является: «Поршневой двигатель внутреннего сгорания с воспламенением паров топлива от сжатия». Дизельный двигатель благодаря очень высокой степени сжатия отличается большим КПД (до 50 %) по сравнению с бензиновым двигателем.

Принцип работы дизельного двигателя с четырехтактным циклом

Первый такт — впуск, служит для наполнения цилиндра двигателя только воздухом. При движении поршня от верхней мертвой точки к нижней мертвой точке, происходит всасывание воздуха через открытый впускной клапан.

Второй такт — сжатие, необходим для подготовки к самовоспламенению паров дизельного топлива. При своем движении к верхней мертвой точке, поршень сжимает воздух в 18-22 раза (у карбюраторных в 8-10 раз). Поэтому в конце такта сжатия, давление паров дизельного топлива над поршнем достигает 40 кг/см2, а температура поднимается выше 500°С.

Третий такт — рабочий ход, служит для преобразования энергии сгораемого дизельного топлива в механическую работу. В конце такта сжатия, в камеру сгорания, через форсунку под давлением подается дизельное топливо, которое самовоспламеняется за счет высокой температуры сжатого воздуха. При сгорании дизельного топлива (взрыв паров дизельного топлива), происходит его расширение и увеличение давления паров. При этом возникает усилие, которое перемещает поршень к нижней мертвой точке и через шатун проворачивает коленчатый вал. Во время рабочего хода давление в цилиндре достигает 100 кг/см2, а температура превышает 2000°С.

Читайте также:  Горелки для котла на отработанном масле своими руками видео

Четвертый такт (выпуск отработавших газов) служит для освобождения цилиндра от отработавших газов. Поршень от нижней мертвой точки поднимается к верхней мертвой точке и, через открытый выпускной клапан, выталкивает отработавшие газы. При своем последующем движении вниз, поршень засасывает свежую порцию воздуха, происходит такт впуска, такт взрыва паров дизельного топлива — и рабочий цикл повторяется.

В двухтактном цикле рабочие ходы происходят вдвое чаще, и можно ожидать существенного повышения мощности по сравнению с четырехтактным циклом. На практике же это не удается реализовать.

Давление паров дизельного топлива, температура вспышки и возможность взрыва паров

Давление насыщенных паров определяет летучесть нефти нефтепродуктов, оказывающую влияние на условия их применения. Давление насыщенных паров с повышением температуры растет. Образование насыщенных паров приводит к тому, что давление на свободной поверхности не может быть ниже давления насыщенных паров. Как и во всех нефтепродуктах, в дизельном топливе давление паров (равновесная устойчивая концентрация паров над поверхностью жидкости) зависит от температуры, оно увеличивается с повышением температуры и сравнивается с атмосферным в начале кипения.

Температура вспышки (не путать с температурой самовоспламенения) — это температура, при которой давление (концентрация) паров жидкости настолько высоки, что они вспыхивают при наличии провоцирующего источника. Данная концентрация находится между нижним и верхним пределами взрываемости. Можно сказать, что температура вспышки при наличии провоцирующего источника — это значение, которое связывает давление и концентрацию насыщенных паров, находящихся в пределах НКПР и ВКПР.

Пары дизельного топлива опасны только при температурах выше 55°С. Дизельное топливо загорается только тогда, когда происходит испарение и нагрев паров, от поднесенного огня возникновение взрыва паров дизельного топлива в открытом пространстве практически исключено. Пары дизельного топлива практически безопасны при температурах окружающей среды, т.е. концентрация их всегда ниже нижнего концентрационного предела.

При операциях с нефтепродуктами несложно проследить возникновение ситуаций, при которых происходит превращение паров высокой невзрывоопасной концентрации в низкую взрывоопасную концентрацию. Существуют приборы для определения давления насыщенных паров дизельного топлива. Определение давления насыщенных паров происходит при температуре 380°С и при отношении объема, занимаемого пробой топлива, к объему, занимаемому парами топлива, равном 1:4.

Плотность дизельного топлива

Дизельное топливо используется для заправки автомобилей, армейской или железнодорожной техники, оснащенной двигателями внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия. Плотность солярки, указанная в килограммах на 1 куб. м, является одной из основных характеристик горючего. Параметр способен изменяться в зависимости от степени нагрева или охлаждения жидкости, замер производится теоретическим путем или с помощью специального ареометра.

Что такое плотность дизельного топлива

Под понятием удельной массы дизельного горючего (или любого нефтепродукта) подразумевается масса вещества, находящаяся в заданном объеме. Масса измеряется в тоннах (1 т = 1000 кг), килограммах или граммах (1 кг = 1000 г). Заданный объем равен 1 м³ (1000 л) или 1 см³, при помощи поправочных коэффициентов параметр пересчитывается из кг/м³ в г/см³. Например, значение 0,86 т/м³ соответствует 860 кг/м³ или 0,86 г/см³.

Нормативы расчета плотности дизтоплива

В РФ приняты следующие нормативные параметры при расчете удельной массы солярки:

  • эталонное значение соответствует температуре 20°С;
  • при отклонении температуры на 1°С эталонный параметр корректируется на 0,0007 г/см³;
  • при прогреве жидкости от эталонного веса вычитается коэффициент, умноженный на разницу в градусах Цельсия;
  • при охлаждении горючего к эталону удельной массы солярки добавляется коэффициент, умноженный на разницу в градусах Цельсия.

От чего зависит плотность дизельного топлива

Удельный вес нефтепродуктов является значением непостоянным, изменяющимся под воздействием внешних температурных факторов. Параметр обозначает соотношение массы жидкости к объему, при расчетах следует учитывать марку топлива. Введение дополнительных присадок изменяет базовую удельную массу, определенную при 20°С.

Плотность топлива и температура

Определение стандартного параметра производится при нагреве до 20°С. Нормальная плотность дизельного топлива в зависимости от температуры снижается или возрастает. Для корректировки значения принят поправочный коэффициент, равный 0,0007 г/см³ на 1°С.

Нормативы расчета плотности дизтоплива

Поскольку плотность горючего изменяется при отклонении температуры от 20°С, то необходимо учитывать корректировку объема топлива, заправляемого в цистерны или бочки. Согласно стандарту, расчет ведется с учетом поправочного коэффициента и степени нагрева солярки и окружающей среды. Если контролер знает объем топлива и температуру, то человек может определить плотность и сравнить значение с параметром, взятым из таблиц.

Плотность дизтоплива в летнее и зимнее время

Удельная плотность дизельного горючего (замер при 20°С) регламентируется стандартами ГОСТ Р 52368-2005, 32511, Р 55475 и 305-82 в следующих пределах:

  • для зимнего периода — 0,84 т/м³;
  • для летнего интервала времени — 0,86 т/м³;
  • для арктических регионов — 0.83 т/м³.
Читайте также:  Шелл клуб смарт личный кабинет регистрация

Примеры плотности дизтоплива при различных температурах

Если необходимо определить плотность топлива при заданной температуре окружающего воздуха, то производятся такие действия:

  1. По таблицам находится значение плотности (рекомендуется использовать единицу измерения г/см³), соответствующее исследуемому нефтепродукту при температуре 20°С.
  2. При помощи ртутного или электронного градусника определяется степень нагрева горючего, залитого в емкость для хранения или перевозки.
  3. Путем арифметических действий определить разницу температур, например, если емкость прогрета до 30°С, то дельта составит 30-20=10°С.
  4. Определить отклонение плотности с учетом коэффициента 0,0007, в нашем случае 0,0007*10 = 0,007 г/см³.
  5. Рассчитать значение плотности с учетом корректировки. Если горючее нагрето выше 20°С, то из паспортного значения вычитается число 0,007 г/см³. Если топливо охлаждено, то к паспортному значению удельной плотности добавляется поправочный коэффициент.

Связь плотности горючего и экономичности дизеля

Прямой связи плотности солярки и экономичности дизельного двигателя не существует. Но в зимнее время мотор затрачивает дополнительную энергию на прогрев блока цилиндров и антифриза, залитого в систему охлаждения. Часть тепла отбирается отопителем, отвечающим за обогрев кабины водителя и магистралей, по которым подается горючее. Повышенная плотность зимнего дизельного топлива определяется температурным коэффициентом и различным фракционным составом (компоненты смеси отличаются по удельной массе и температуре кипения).

Вычисление удельного веса для 20 ◦c

Теоретический расчет удельной массы состоит из следующих этапов:

  1. Целью расчета является определение удельной массы при эталонном значении температуры 20°С. На первичном этапе необходимо провести замер плотности ареометром и температуры жидкости градусником в емкости, в которой хранится горючее.
  2. Определить разницу температур между измеренным параметром и 20°С.
  3. Рассчитать корректировку веса с учетом дельты и поправочного коэффициента.
  4. Прибавить или отнять (зависит от отклонения от 20°С) корректировочное значение от параметра, считанного с ареометра. Полученный вес позволяет грубо определить тип топлива (зимнее, летнее или арктическое). От типа горючего зависит способность солярки применяться в различных температурных зонах без риска чрезмерного повышения вязкости или кристаллизации в топливных трубках.

Дизтопливо: плотность, расход, эксплуатация

Плотность топлива для дизелей, позволяющая определить климатическое назначение горючего, влияет на пусковые характеристики и работу двигателя. При неправильном подборе солярки или при использовании низкокачественного горючего ухудшается запуск мотора, который не развивает номинальной мощности и крутящего момента. При движении в сложных дорожных условиях недостаточная мощность двигателя приводит к невозможности перевозки нормативной нагрузки или к повышенному расходу солярки и чрезмерному износу силового агрегата.

Что говорит плотность о качестве солярки

Удельный вес дизельного топлива определяет соотношение фракций, из которых состоит горючее. При повышенном параметре в состав смеси включен увеличенный объем тяжелых углеводородов, снижающих возможность распыления солярки форсунками в камеру сгорания. Из-за наличия тяжелых фракций, обладающих высокой температурой кипения, ухудшается смешивание частичек топлива и воздуха. Для воспламенения паров необходима повышенная температура, что приводит к перебоям в работе силового агрегата и повышенному расходу солярки.

Государственный стандарт

Действующие на территории РФ стандарты на дизельное горючее частично приняты еще во времена СССР (ГОСТ 305-82). Согласно нормативным актам, плотность топлива, используемого в летнее время, составляет 0,86 кг/л. При эксплуатации автомобилей с дизельными двигателями в зимнее время необходимо использовать солярку с плотностью, сниженной до 0,84 кг/л. Горючее применяется для питания моторов атмосферного типа или с турбокомпрессорами. Для арктических регионов в зимнее время поставляется горючее с удельной массой 0,83 кг/л.

Нормы удельного веса дизельного топлива

Нормы удельного веса прописаны в стандартах ГОСТ Р 52368-2005 и 305-82. Нормативные акты оговаривают количество примесей в составе топлива (например, серы), которые негативно влияют на состав отработавших газов и долговечность аппаратуры впрыска горючего. Стандарты не допускают попадания в топливо водных растворов, которые вызывают коррозию распылительных наконечников и повреждают фильтры и насосы высокого давления. Вода с посторонними примесями отделяется при помощи специальных отстойников (фильтрация происходит из-за разности плотностей жидкостей).

Почему зимой расход дизтоплива больше

Увеличение расхода топлива при отрицательных температурах происходит из-за прогрева силового агрегата и повышенного трения в холодном моторе. При движении расход горючего соответствует летним значениям или отличается в меньшую сторону, поскольку повышенный крутящий момент на низких оборотах снижает пробуксовку ведущих колес на снежном покрытии. Дополнительную нагрузку оказывает загустевшее масло в картерах мостов и планетарных редукторах, из-за увеличенного сопротивления расход топлива немного увеличивается.

При пониженной температуре воздух обладает повышенным удельным весом, что приводит к нарушению состава рабочей смеси. Моторы с электронным блоком автоматически корректируют дозу горючего и фазу впрыска, устраняя негативный эффект от холодного воздуха. Двигатели с механическим насосом высокого давления не в состоянии подстраиваться под температуру воздуха, что также сказывается на расходе топлива. Холодный воздух увеличивает коэффициент лобового сопротивления, что немного увеличивает затраты солярки на 100 км пути.

Почему солярка замерзает

В состав солярки входят различные фракции, которые густеют под воздействием низких температур. Зависимость вязкости от внешнего температурного фона определяется плотностью, которая зависит от объемного количества фракций с повышенной температурой кипения. Если в составе топлива присутствует вода, то она опускается в нижнюю часть бака, где кристаллизуется при охлаждении ниже 0°С. Лед забивает заборную трубку, не позволяя подавать солярку к силовому агрегату. Для восстановления работоспособности двигателя требуется отогреть бак и магистрали подачи горючего.

Читайте также:  Слова, не каждому знакомые что такое райдшеринг, каршеринг и карпулинг

Как убедиться в том, что вы заправилии зимнее ДТ

При наступлении зимнего сезона на топливных колонках появляется специальное топливо для дизель-моторов, информация о сорте горючего указывается на колонках и в помещении заправочной станции. Базовая методика основана на заливке 50-100 мл горючего в прозрачную емкость, которая ставится в морозильную камеру холодильника. При температуре -20…-22°С жидкость не должна мутнеть (муть указывает на образование взвеси твердого парафина). Для арктических сортов солярки порог помутнения находится на уровне -34°С (в холодильнике не достигается).

Как проверить плотность самостоятельно

Для проверки корректности плотности топлива используются методики:

  1. По текучести жидкости, нанесенной при -10°С и ниже на металлическую пластинку. Качественное топливо остается жидким, в составе не наблюдается формирования мутных прожилок. Если горючее густеет или становится мутным, то эксплуатировать автомобиль на нем зимой запрещается. Двигатель запустится, но при движении начнется процесс кристаллизации солярки, что приведет к обездвиживанию машины.
  2. Для точного определения плотности используется нефтяной ареометр (например, модели АНТ-2, рассчитанный на плотности от 830 до 910 кг/м³). В емкость наливается порция горючего, затем резервуар прогревается до температуры 20°С (контролируется по термометру). Прибор опускается в жидкость, полученное значение сверяется с нормативным удельным весом, соответствующим сорту солярки.
  3. При температуре ниже -20°С быстрым способом определения качества солярки являются капли, которые остаются на носике заправочного пистолета. Если жидкость имеет густую консистенцию или раствор мутный, то заливать топливо в бак машины не рекомендуется. Если заправка уже произведена, то следует разбавить горючее качественной соляркой, это позволит снизить температуру начала кристаллизации.

Шаг изменения плотности ДТ

Под понятием шага измерения веса солярки подразумевается поправочный коэффициент, равный 0,0007 ед. Например, при температуре -30°С плотность арктического сорта горючего увеличится на 50*0,0007 = 0,035 г/см³. При нормативном значении 0,83 г/см³ параметр возрастет до 0,865 г/см³.

Плотности, удельные веса бензина, дизельного топлива и других нефтепродуктов | Deif

Сравнительные плотности некоторых нефтепродуктов приведены в таблице.

Вид топлива Плотность, г/см³
Бензин сорта А92 0,76
Бензин сорта А95 0,75
Бензин сорта А98 0,78
Керосин авиационный 0,81
Сжиженный газ 0,53
Биодизельное горючее 0,87

Пониженная плотность автомобильных бензинов определяется присутствием легких фракций, начинающих выкипать при 50°С. При этом жидкость остается текучей при охлаждении до -55°С, кристаллизация начинается при -60°С. Плотность моторного топлива для двигателей с искровым зажиганием оговаривается стандартом ГОСТ 32513-2013, замер параметра производится при температуре окружающей среды 15°С. Замер плотности производится по методике теоретического расчета или при помощи ареометра, который погружается в емкость с топливом.

Используемые ареометры производятся в соответствии со стандартом ГОСТ 18481-81, конструкция рассчитана на эксплуатацию в зимнее и летнее время. Производители выпускают приборы, предназначенные для исследования бензинов или тяжелых сортов топлива (включая мазут). Оборудование имеет погрешность, например, прибор АНТ-1 определяет параметры с точностью до 500 г/м³. Ареометр опускается в резервуар, параметр определяется по глубине погружения изделия в жидкость. Показания считываются по нижней отметке градуированной шкалы.

Формулы расчета плотности, веса и объема дизтоплива

Для расчета плотности, массы и объемного количества солярки используются онлайн-калькулятор или расчетные формулы. Для подсчета параметров необходимо учитывать температуру окружающей среды и уточнять сорт горючего, залитого в резервуар. При подсчете учитывается корректировочный коэффициент и разница в температурах (между измеренной и эталонной). Полученный результат является примерным, поскольку измерительное оборудование имеет погрешность. Точные данные определяются только в ходе лабораторного анализа.

Формула определения веса ДТ

Для определения веса используется уравнение вида m=р*V, где:

  • m — расчетная масса (в кг или т);
  • р — приведенная к температуре плотность;
  • V — объем резервуара, в котором хранится горючее.

Для определения вместимости требуется измерить габариты емкости, а затем высчитать объем по формулам. На нефтебазах используются цистерны, в которых нанесены метки, указывающие на полное заполнение емкости. На внешней стороне цистерны имеется заводская маркировочная табличка, на которой указаны объем и погрешность измерения.

Формула определения объема ДТ

Для определения объема используется уравнение вида V=m/p, где:

  • m — заявленная масса груза (в кг или т);
  • р — приведенная к температуре плотность;
  • V — объем резервуара, в котором хранится горючее.

Масса указывается в сопроводительных документах на груз. Приложенная документация должна содержать раздел, указывающий сорт доставленного горючего. Если параграф отсутствует, то производится расчет плотности при помощи ареометра и поправочных коэффициентов (для определения веса при нормативной температуре 20°С).

Формула определения плотности ДТ

Для определения плотности используется уравнение вида p=m/V, где:

  • m — заявленная масса груза (в кг или т);
  • р — приведенная к температуре плотность;
  • V — объем цистерны с топливом.

Масса определяется по сопроводительным документам или путем взвешивания автоцистерны или иной емкости (необходимо знать вес пустой емкости или порожнего автомобиля). Для расчета объема используется метка, нанесенная внутри емкости. Вместимость можно уточнить, слив жидкость в поверенный резервуар. Затем производится определение плотности, которая приводится к эталонным значениям путем суммирования или вычитания поправочного коэффициента, умноженного на разницу температур.

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector