Определение фракционного состава бензина

Федеральное агентство по образованию

ГОУ “Санкт-Петербургский государственный политехнический университет”

Кафедра двигателей внутреннего сгорания

Лабораторная работа № 3

“Определение фракционного состава бензина”

Санкт-Петербург

2009

Цель работы – освоение методики и аппаратуры определения фракционного состава бензина и приобретение практического навыка использования этого метода для оценки качества топлива.

Фракционный состав нефти определяется разделением по температурам кипения входящих в нее соединений. Фракцией называют часть сложной жидкости, выкипающую в определенном диапазоне температур. При одной и той же температуре могут выкипать углеводороды различных групп, поэтому фракция обладает широким групповым составом.

Фракционный состав моторных топлив во многом определяет их моторные свойства. Так, для двигателей внешнего смесеобразования применяют так называемые "легкие" топлива, содержащие низкокипящие продукты переработки нефти. Этим непосредственно определяется испаряемость топлива – важнейшее качество с точки зрения формирования горючей смеси как при карбюраторном способе, так и при впрыске топлива.

Чтобы оценить испаряемость топлив, как сложных смесей, в первом приближении используют их фракционный состав, т.е. температурные пределы выкипания его отдельных фракций. Фракционный состав бензина определяется в соответствии с ГОСТ 2177–99 на специальном приборе (рис. 3). В колбу прибора наливают 100 мл испытуемого топлива и ставят на горелку. Горлышко колбы с топливом закрывают пробкой, в которой установлен термометр. Пары бензина проходят по отводной трубке, далее через холодильник, где конденсируются и по каплям стекают в мерный цилиндр. Температуру, показываемую термометром в момент падения первой капли в мерный цилиндр, принимают за температуру начала кипения топлива (начало перегонки). Далее, по мере перегонки, отмечают температуры, когда уровень перегоняемого топлива в мерном цилиндре достигает делений 10, 20, 30 мл и т. д. Эти температуры считают температурами выкипания (перегонки) 10, 20, 30 % и так далее топлива. Для некоторых топлив указывают также температуру конца кипения (перегонки). Перегонку прекращают в тот момент, когда температура начинает снижаться, несмотря на подогрев колбы. Сконденсировавшиеся пары в колбе после охлаждения также замеряют. Потери при перегонке характеризуют наличие в топливе наиболее легко испаряющихся фракций.

Обычно кривую фракционного состава (рис. 1) разбивают на три участка, определяющих легкие (головные), средние и тяжелые (хвостовые) фракции. Головные фракции характеризуются температурой начала кипения t_нк и температурой, при которой перегоняется 10 % бензина – t₁₀. Средние фракции характеризуются температурой выкипания 50 % навески топлива – t₅₀, а хвостовые – температурами выкипания 90% – t₉₀ и конца кипения t_кк или t_98. Каждый из участков кривой фракционного состава характеризует те или иные эксплуатационные свойства бензина. В условиях эксплуатации очень важно, чтобы бензин обеспечил возможность легкого пуска холодного двигателя и быстрое его прогревание.

На рис. 2 приведены графики, иллюстрирующие влияние фракционного состава бензина на его эксплуатационные качества. Из первого графика видно, что пониженные t₁₀ затрудняют пуск тем больше, чем ниже температура воздуха, а повышенные – к образованию паровых пробок, причем эта возможность растет с повышением температуры подкапотной среды. Второй график иллюстрирует приемистость двигателя в зависимости