Министерство сельского хозяйства РФ

Департамент научно-технологической политики и образования

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

Высшего профессионального образования

«Ярославская государственная сельскохозяйственная академия»

Контрольная работа

по дисциплине:

«Топливо и смазочные материалы»

Выполнил: студент 3 курса

заочного отделения

инженерного факультета

Специальность: «Механизация сельского хозяйства»

Учебный шифр: 10063

Гурьев Виталий Константинович

Проверил: Адакин Р.Д.

Ярославль 2012 г.

Задача1.

Определите низшую теплоту сгорания рабочего топлива Qн, если извесна его высшая теплота сгорания Qв и содержание в нем водорода Н^р и воды W^р

Определите калорийный эквивалент (Экал) рабочего топлива. Расчитайте технический эквивалент (Этех) топлива, если средний КПД котла известен. Как производится опредениение теплоты сгорания топлива опытным путём?

Qв=37600

Н^р=14,30%

W^р=1,40%

КПД=0,86

Решение:

Qн=Qв-25(g*H+W)=37600-25(9*14,30+1,4)=34347,5 кДж/кг

Экад=Q^pнизш/29307=1,17

Этех=Q^рнизш*кпд/24307=1,22

Для определения теплоты сгорания топлива опытным путем используют калориметрическую установку, основными элементами которой являются бомба и калориметр. Сущность метода заключается в сжигании навески испытуемого жидкого топлива в калориметрической бомбе (при постоянном объеме) в среде сжатого кислорода и определении количества теплоты, выделившейся при сгорании.

Калориметрическая бомба, изготовленная из нержавеющей стали, представляет собой толстостенный цилиндрический сосуд, закрытый крышкой. Она крепится к корпусу накидной гайкой. В ее каналы для впуска и выпуска газов ввернуты штуцера с колпачками. Трубка предназначена для заполнения бомбы кислородом, одновременно она служит электродом. Выпускной штуцер снабжен игольчатым вентилем. В крышку ввернут токоведущий стержень с кольцом для удержания чашки. Бомба самоуплотняется давлением наполняющего ее газа; при гидравлическом испытании она должна выдерживать давление 10 МПа.

Бомбу помещают в калориметр, который состоит из калориметрического сосуда и термостатирующей оболочки. Калориметрический сосуд цилиндрической формы выполнен из тонкого тщательно отполированного металлического листа. Оболочка представляет собой двухстенный металлический кожух, защищающий калориметрический сосуд от воздушных потоков и колебаний температуры окружающей среды.

В чашечку наливают 0,5...0,6 г испытуемого нефтепродукта. Между электродами и прикрепляют запальную проволоку (железную, никелиновую, константановую или медную) диаметром 0,1...0,2 мм. Ее изгибают в виде петли, в которую укрепляют полоску запальной пленки. В бомбу наливают 1 мл дистиллированной воды.

Между бомбой и кислородным баллоном включают редуктор с манометром и наполняют калориметрическую бомбу до требуемого давления (2,9 МПа для жидкого топлива).

Бомбу устанавливают на дно калориметрического сосуда, который заливают дистиллированной водой до полного погружения бомбы. Колпачки должны выступать над водой. Температуру воды в калориметре замеряют специальным термометром с ценой деления 0,01 °С. Затем замыкают цепь электрического тока, подсоединенную к клеммам бомбы. Происходит запал топлива, вместе с ним сгорают запальная проволока и полоска запальной пленки.

Удельная теплота сгорания в бомбе находится по формуле:

где С – теплостойкость калориметрической системы, кДж/с; t1, t2 – соответственно начальная и конечная температура воды; ∆t – поправка к показаниям термометра, учитывающая теплообмен калориметра с окружающей средой; q – удельная теплота сгорания запальной проволоки, кДж/кг; m1 – масса проволоки для запала, кг; m – масса навески (нефтепродукт), кг; m2 – масса пленки, кг; Qпл – удельная теплота сгорания пленки.

Задача 2.

Даны результаты определения октанового числа по моторному методу, исследование фракционного состава и давления насыщенных паров автомобильного бензина летнего вида. Оценить детонационную стойкость бензина, его пусковые свойства , приёмистость двигателя при работе на этом бензине, полноту испарения и склонность и нагарообразование.Будет ли происходить смыв масла со стенок цилиндра при работе двигателя? Возможно будет образование в жаркие дни в системе питания паровых пробок?

Марка автомобильного бензина Регуляр АИ-91

Октановое число бензина по моторному методу 83/М.

Температура перегонки 10% - 72С.

Температура перегонки 50% - 113 С.

Температура перегонки 90% - 178 С.

Давление насыщенных паров – 66640 Па.

Решение:

Детонационная способность бензина АИ-91 плохая, т.к. октановое число должно быть не менее 85. По условию задачи октановое число дано 83.

Температура перегонки 10% бензина характеризуют пусковые свойства топлива. Для бензина летних сортов необходимо, чтобы 10% топлива выкипало при температуре не ниже 35 С и не выше 70 С. По условию задачи температура перегонки 10% - 72 С. Таким образом, пуск двигателя будет затруднённым.

Температура перегонки 50% бензина характеризует скорость прогрева и приемистость двигателя. Температура перегонки 50% летнего бензина должна быть не более 115 С. По условию задачи температура 113 С. Следовательно, обеспечен быстрый прогрев и хорошая приемистость двигателя во время эксплуатации автомобиля.

Температура перегонки 90% бензина и конца его кипения характеризуют полноту испарения. Если в бензине содержится много высококипящих углеводородов и других соединений, то они не испаряются во впускном трубопроводе двигателя и попадают в цилиндры в жидком виде. Некоторая часть жидкого бензина, поступающего в цилиндры, испаряется и сгорает, а оставшаяся часть стекает по стенкам цилиндра и смывает с них масло. При этом в масло попадают тяжелые фракции бензина.

При использовании бензина с высокими температурами перегонки 90% и конца кипения увеличиваются износ двигателя, расход топлива, нагарообразование на деталях двигателя, повышается токсичность отработавших газов.

Температура перегонки 90% летнего бензина должна быть не более 180 С. По условию задания температура 178 С. Это соответствует условию.

Давление насыщенных паров летнего бензина всех марок должно быть не более 66700 Па. По условию задачи давление насыщенных паров не превышает норму и составляет 66640 Па. Таким образом, образование паровых пробок в жаркое время исключено.

Задача3.

Расчитайте плотность дизельного топлива при 20 С, если известна его плотность при температуре замера. Рассчитать цетановое число дизельного топлива по определённой плотности при 20 С и заданной кинематической вязкости. Что такое цетановое число? Почему недопустимо наличие воды и механических примесей в дизельном топливе? Как оценивают чистоту дизельного топлива?

Кинематическая вязкость при 20С V=3мм²/с

Плотность при температуре замера Р_факт=862кг/м³

Температура замера 4 С

Решение:

Темппературная поправка для вычисления изменения плотности дизельного топлива в среднем составляет 0,0007г/см³ на 1 С

20-4=16 С

Р₂₀=862-16*0,0007=861,98 кг/м³

Цетановое число ЦЧ=(V₂₀+17,8)*1587,9/Р₂₀ = (3+17,8)*1587,9/861,98=38,32

Цетановое число дизельного топлива представляет собой процентное содержание цетана в смеси с альфаметилнафталином, которая по самовоспламеняемости равноценна испытуемому топливу.

Вода и механические примеси.

Вода и механические примеси могут попасть в топливо, начиная от пути следования его из нефтезавода до использования в двигателе. Механические примеси вызывают повышенный износ деталей, повышают смолообразование, засоряют систему топливоподачи, увеличивают количество отложений и нагара на форсунках. В камере сгорания, увеличивая расход топлива и дымность отработавших газов. Не разрешается использовать топливо, содержащее воду. Т.к. она приводит к нарушениям в работе двигателя, невозможности его пуска, повышенной коррозии, увеличению нагарообразования.

Чистоту дизельного топлива оценивают по коэффициенту фильтруемости. Коэффициент фильтруемости называют отношение времни фильтрования через фильтр из бумаги БФДТ последних, 2 мл ко времени фильтрования первых 2 мл топлива. Для товарного топлива коэффициент фильтруемости не должен превышать 3. С увеличением содержания в топливе механических примесей, воды и смолистых продуктов окисления коэффициент фильтруемости возрастает. Меры борьбы-многоступенчатая очистка топлива: предварительная-в топливном баке, грубая-в фильтрах грубой очистки, окончательная – в фильтрах тонкой очистки.