- •Розділ I. Паливні матеріали.
- •1.1. Види палив, їх характеристика. Процес горіння.
- •Поняття палива. Класифікація, властивості та загальний склад палив
- •2. Теплота згорання палива, методи її визначення.
- •3.Горюча і робоча суміші, коефіцієнт надлишку повітря
- •4.Заходи щодо зменшення токсичної дії продуктів згорання на навколишнє середовище.
- •1.2. Загальні відомості про отримання рідких палив і олив.
- •Елементний та груповий склад нафти
- •Поняття про сучасні способи отримання та очищення палив і олив
- •Стислі відомості про отримання палив і олив з ненафтової сировини
- •1.3 Основні фізико-хімічні та експлуатаційні властивості нафтопродуктів
- •1.4. Рідке паливо для двигунів з примусовим запалюванням.
- •Експлуатаційні вимоги до автомобільних бензинів.
- •2.Сумішоутворюючі властивості та методи їх визначення. Горіння робочої суміші
- •3.Детонаційна стійкість та методи її визначення
- •4. Асортимент вітчизняних автомобільних бензинів
- •5. Асортимент зарубіжних автомобільних бензинів
- •6. Основні види рідких альтернативних палив для двигунів з примусовим
- •1.5 Паливо для дизельних двигунів
- •Експлуатаційні вимоги до дизельного палива
- •2. Процес сумішоутворення й горіння робочої суміші в дизельному двигуні
- •3.Період затримки горіння, цетанове число
- •4. Асортимент вітчизняних дизельних палив
- •5. Асортимент зарубіжних дизельних палив
- •6.Основні види рідких альтернативних палив для дизельних двигунів.
- •1.6 Газоподібне паливо для двигунів внутрішнього згорання
- •1.Види і характеристика газоподібного палива
- •Переваги та недоліки газоподібного палива при використанні в двз
- •3. Асортимент та особливості застосування газоподібного палива
- •Розділ 2. Мастильні матеріали
- •2.1. Призначення та класифікація мастильних матеріалів. Експлуатаційні властивості олив, їх визначення
- •1. Поняття про тертя і зношування
- •2. Призначення та класифікація мастильних матеріалів
- •3. Види присадок та, механізм їх дії
- •Основні експлуатаційні властивості олив
- •Способи поліпшення експлуатаційних властивостей мастильних матеріалів
- •2.2. Моторні та трансмісійні оливи
- •Умови роботи та експлуатаційні вимоги до олив
- •Класифікація та маркування
- •3. Закономірність зміни фізико—хімічних і експлуатаційних показників моторних олив під час роботи двз, строки заміни
- •4. Трансмісійні оливи, їх асортимент і взаємозамінність
- •2.3 Гідравлічні, індустріальні та енергетичні оливи
- •1. Умови роботи індустріальних олив, призначення та асортимент
- •2. Умови роботи гідравлічних олив, позначення та асортимент
- •3. Умови, роботи енергетичних олив, позначення та асортимент
- •4. Оливи технологічного призначення, їх марки та характеристика
- •2.4. Мастила.
- •1. Визначення мастил та вимоги до них
- •2. Поняття про одержання мастил
- •3. Класифікація, назва та позначення мастил
- •4. Асортимент основних мастил що використовуються у с/г техніці
- •Розділ 3. Експлуатаційні рідини
- •3.1. Холодильні рідини
- •1. Призначення холодильних рідин та вимоги до них
- •2. Вода як холодильна рідина, її переваги та недоліки
- •3. Низькозамерзаючі холодильні рідини, маркування та коротка характеристика
- •4. Видалення накипу.
- •3.2. Гальмівні та інші спеціальні технічні рідини.
- •1. Призначення, класифікація та вимоги до гальмівних рідин
- •2. Призначення, класифікація та вимоги до амортизаційних рідин
- •Призначення, класифікація та вимоги до консерваційних рідин
- •4. Призначення, класифікація та вимоги до пускових рідин
- •5. Призначення, класифікація та вимоги до мийних рідин
- •3.3. Лакофарбові матеріали. Клеї, герметики та інші ремонтно - експлуатаційні матеріали.
- •1. Призначення, основні вимоги, класифікація та склад основних лакофарбових матеріалів
- •2. Основні види грунтовок, шпаклівок, лаків та емалей
- •3. Загальні відомості про гуму та гумові вироби
- •4. Широмонтні матеріали
- •5. Автокосметичні матеріали
- •6. Загальні відомості про інтерєрні, ущільнювальні та електроізоляційні матеріали, їх основні властивості та застосування
- •Розділ 4. Контроль якості та основи раціонального, економічного і безпечного використання пм і ем
- •4. 1. Контроль якості пм і ем.
- •1. Вимоги державних і міжнародних стандартів відносно якості пм і ем
- •2. Періодичність контролю та порядок відбору середньої проби мп і ем
- •4.1. Призначення, будова та правила користування приладами ручних та мобільних лабораторій
- •4.2. Основи раціонального, економного та безпечного використання пм і ем
- •Аналіз витрат пм і ем
- •2. Збір і регенерація спрацьованих нафтопродуктів
- •3. Вимоги тб, виробничої санітарії та пожежної безпеки під час роботи з пм і ем.
- •4. Засоби пожежогасіння.
- •5. Профілактика отруєнь і долікарська допомога.
3.Горюча і робоча суміші, коефіцієнт надлишку повітря
Горінням називають швидкоплинну реакцію, яка супроводжується виділенням теплоти і випромінюванням світла. Як правило, це процес окислення, сполучення палива з киснем повітря (іноді з чистим киснем) або з іншим окислювачем. Характерною особливістю цього процесу є велика швидкість реакції, при якій тепло, що виділяється, не встигає розсіюватися, внаслідок чого різко підвищується температура. Цим відрізняється процес горіння від дуже повільних окислювальних процесів — гниття і ржавіння, а також від дуже швидкого, майже раптового окислювального процесу — вибуху.
Горіння — складний процес, при якому хімічні реакції супроводжуються фізичними явищами: перемішуванням палива і повітря, дифузією, теплообміном тощо. Розрізняють гомогенне горіння, коли паливо і окислювач знаходяться в газоподібному стані; гетерогенне, коли речовини перебувають в різному агрегатному стані, наприклад, рідкі та газоподібні.
Для процесу горіння необхідно, щоб горючі речовини і окислювач мали певну (для кожної речовини) температуру, при якій порівняно швидко відбувається їх взаємодія. Температура, при якій хімічний процес різко прискорюється і при зіткненні з відкритим вогнем речовина займається, називається температурою займання. Якщо займання речовини відбувається без стикання з відкритим вогнем, матимемо температуру самозаймання. Далі горіння продовжується внаслідок безперервного виділення тепла, необхідного для підтримування температури на достатньо високому рівні.
Швидкість процесу горіння залежить в основному від умов сумішоутворення. У такому разі горіння розділяють на кінетичне і дифузійне. Якщо процес утворення суміші палива і повітря передує горінню, то горіння називають кінетичним; якщо процеси відбуваються одночасно — дифузійним. На практиці, здебільшого, спостерігається змішане горіння, яке називають дифузійно-кінетичним.
За температуру горіння приймають температуру, до якої нагріваються газоподібні продукти згоряння внаслідок горіння палива. Розрізняють теоретичну і дійсну температуру горіння.
Теоретичною температурою горіння називається максимальна температура, яка може бути досягнута при відсутності втрат від теплообміну. Для рідких палив вона становить 1800-2000 °С, а для твердих – 1450-1800 °С.
У реальних умовах процес горіння супроводжується теплообміном і тепловими втратами, тому продукти згоряння мають, як правило, температуру, яка нижче теоретичної.
Вид палива, його властивості визначають особливості процесу горіння. Згоряння твердого палива (вугілля) може відбуватись у товщині шару (шарові камери згоряння), а також у пилоподібному стані (факельні камери згоряння).
Горіння твердого палива (не тільки вугілля) в шаровій камері згоряння (топці) складається з таких стадій: випаровування вологи (підсушка палива), виділення та горіння горючих летких речовин у топковому просторі і горіння безпосередньо на колосниковій решітці. Таким чином, частина твердого
палива згоряє в топковому просторі, а частина — на колосниковій решітці.
Згоряння палива у товщині шару широко використовується в народному господарстві (топки котельних установок, промислових печей, газогенераторів) і в побуті, для опалення приміщень у сільській місцевості.
Суть процесу спалювання пиловидного палива полягає тому, що попередньо подрібнене паливо, за допомогою повітря, через пальник вдувається в топкову камеру, де згоряє у завислому стані. Спалювання палива у пилоподібному стані економічно вигідно, оскільки при цьому може використовуватись паливо з високим вмістом вологи і золи (буре вугілля, горючі сланці тощо), а також відходи вугільної промисловості.
Пилоподібне паливо широко застосовується в топках котельних установок ТЕЦ, крім того ведуться дослідження щодо викоаливо р його у двигунах внутрішнього згоряння.
Рідке паливо спалюється різними способами. Один з них полягає в тому, що рідке паливо попередньо переводиться у гааливо розд стан, пари палива перемішуються з повітрям і спалюються (кінетичний процес горіння). Цей спосіб застосовується для спалювання рідких палив легкого фракційного складу в бензинових двигунах.
Другим поширеним способом є спалювання рідкого палива в крапельному вигляді. Для прискорення горіння попередньо розпилюють паливо на дрібні краплі з наступним спалюванням у факелі. Розпилюється воно спеціальними пристроями — форсунками.
Спалюється газоподібне паливо з допомогою спеціальних пристроїв, які називають газовими пальниками. Газ і повітря, необхідне для горіння, подаються через пальник у топкову камеру, де утворюється струмінь газу, що горить (факел).
Співвідношення палива і окислювача, яке відповідає хімічній реакції повного окислення горючих елементів (повне згоряння) називається стехіометричним.
Кількість кисню, теоретично необхідна для спалювання 1 кг твердого або рідкого палива, можна визначити на основі стехіометричного відношення для реакцій горіння елементів горючої маси палива (С, Н, S).
З рівнянь повного згоряння цих елементів: С+О2=СО2 (12+32=44), 2Н+О2=2Н2О (4+32=36), S+O2=SO2 (32+32=64), враховуючи їх атомну масу, знаходимо, що для спалювання 12 кг
вуглецю потрібно 32 кг кисню, а для спалювання 1 кг вуглецю потрібно 32/12=2,67 кг кисню. Аналогічно, для спалювання 1 кг водню потрібно 8 кг кисню, а для спалювання 1 кг сірки — 1 кг кисню.
Тоді формула для підрахунку теоретично необхідної кількості кисню (кг) для спалювання 1 кг палива буде мати вигляд:
От = (2,67С+8Н + S – О)/100,
де С, Н, S, О — хімічні елементи горючої частини палива в % за масою.
Для спалювання палива, як правило, подається повітря, в якому кисень становить 23,2 % за масою. Тоді теоретично необхідну кількість повітря (кг) для спалювання 1 кг палива визначають за формулою:
Lr=(2,67C+8H+S-O)/23,2
Кількість повітря зручніше визначати в м3/кг. Тоді формула матиме вигляд:
LT= (2,67С+8Н + S – О)/23,2 -1,29 = (2,67C+8H +S-O)/30,
де 1,29 — маса 1 м3 повітря.
Для газоподібного палива кількість повітря (м3/м3) визначають за формулою:
LT= [0,5(H2+CO)+(n+m/4) CnHm-O2]/21,
де n — число атомів вуглецю; m — число атомів водню; 21 — вміст кисню у повітрі, % за об’ємом.
Склад газу у формулі даний у відсотках за об’ємом. Для деяких видів палив кількість теоретично необхідного повітря для повного згоряння палива (в кілограмах) наведено нижче:
Авіаційний бензин 14,9
Автомобільний бензин 14,8
Дизельне паливо 14,4
Етиловий спирт 9,0
Метиловий спирт 6,5
Бензол 13,2
У виробничих умовах здійснити повне спалювання палива з теоретично необхідною (розрахунковою) кількістю повітря практично неможливо. Тому для цього, як правило, подають надлишок повітря, тобто процес відбувається не з розрахунковою, а з фактичною (дійсною) кількістю повітря L д.
Відношення дійсної витрати повітря до теоретично необхідної для спалювання 1 кг (1 м3) палива називають коефіцієнтом надлишку повітря (а ):
а = LД/LT.
Суміш палива і повітря називають горючою сумішшю. Залежно від співвідношення кількості палива і повітря горюча суміш може бути: нормальна а =1, бідна а >1, багата а < 1. При значеннях, близьких до одиниці — збіднена або збагачена.
Робота двигуна як на бідній, так і на багатій горючій суміші економічно невигідна. У першому випадку суміш розбавляється великою кількістю інертного азоту і надлишкового кисню, швидкість і температура горіння знижується, двигун не розвиває потрібної потужності. У другому — нестача кисню призводить до утворення продуктів неповного згоряння палива, двигун димить, витрата палива збільшується, а потужність знижується. Тому необхідно забезпечити повне згоряння палива з якомога меншим коефіцієнтом надлишку повітря
Коефіцієнт надлишку повітря визначають за формулами: при повному згорянні
а = 1/(1 – 3,76 O2/N2);
при неповному
а = 1/[1- 3,76 (О2 – 0,5CO)/N2 ];
де О2, CO, N2 — процентний вміст за об’ємом у продуктах згоряння відповідно кисню, оксиду вуглецю (визначають з допомогою спеціальних приладів-газоаналізаторів) і азоту (підраховують за різницею N2 =100 – (СО2 +О2 +СО).
Теплота згоряння горючої суміші (Qre) залежить від кількості теплоти, виділеної паливом і об’єму повітря
Qrс=QH/(1+аLT)
Для різних видів палива теплота згоряння нормальних горючих сумішей приблизно однакова — 2770 кДж/кг.
Горюча суміш, яка змішалась із залишковими газами від попереднього циклу, називають робочою сумішшю. Якщо потрібно визначити теплоту її згоряння, то вносять поправку на коефіцієнт надлишкових газів. На практиці теплоту згоряння горючої і робочої суміші прирівнюють.
Характер процесу горіння можна визначити за складом продуктів згоряння палива. Для цього існують різні газоаналізатори: хімічні, електричні, магнітні, механічні. Більш точні — хімічні, більш зручні — автоматичні і електричні. Найбільш поширені — прості хімічні газоаналізатори, які дозволяють визначати у відпрацьованих газах вміст вуглекислого газу, кисню і оксиду вуглецю. Принцип дії газоаналізатора полягає в поглинанні розчинами певних складових елементів відпрацьованого газу, який послідовно пропускають через ці розчини. За відповідним збільшенням об’єму знаходять процентний вміст кожного окремо поглиненого компонента. Так, відсутність оксиду вуглецю свідчить про повне згоряння палива, а наявність СН, CO і Н2 — про неповне.