Лабораторная работа № 2 Определение показателей качества дизельных топлив

Цель работы:. определить основные показатели качества дизельного топлива и дать заключение о возможности его применения

Инструкция по технике безопасности для лабораторной работы №2

При выполнении лабораторной работы необходимо соблюдать максимальную осторожность в обращении с электронагревательными приборами. Выполнять необходимо только ту работу, которая поручена и разрешена преподавателем.

При выполнении работы:

1. запрещается принимать пищу, пить воду и т. д.;

2. при нагревании жидкости во время проведения опыта запрещается наклоняться над сосудом;

3. по окончании работы выключить все приборы, проветрить помещение;

4. тщательно вымыть руки.

Определение вязкости дизельного топлива

Приборы и оборудование

Капиллярный вискозиметр, водяной термостат с электроподогревом и мешалкой, секундомер, стакан емкостью 50–100 мл, образец дизельного топлива.

Краткие теоретические сведения

Одним из основных показателей качества дизельных топлив, нормируемых стандартом (прил. П 5), является вязкость. Вязкость влияет на прокачиваемость топлива по системе питания, на износ приборов системы питания и процесс смесеобразования.

Вязкость – это внутреннее трение между частицами жидкости, т. е. сопротивление, которое оказывают частицы жидкости их взаимному перемещению под действием внешних сил. Вязкость можно измерять в абсолютных (динамическая, кинематическая) и условных единицах.

Для дизельных топлив принято оценивать кинематическую вязкость. Она показывает отношение динамической вязкости к плотности жидкости при той же температуре.

Единицей измерения кинематической вязкости является стокс. Сотая доля стокса называется сантистоксом и обозначается 1 сСт.

Слишком большая вязкость топлива затрудняет прокачиваемость его через фильтры и трубопроводы, а также приводит к плохому распылению при впрыске в цилиндры двигателя.

При малой вязкости ухудшается смазка топливного насоса, возрастает износ плунжерных пар, сокращается цикловая подача из-за подтекания топлива. На этом основании стандартом ограничены верхний и нижний пределы вязкости дизельных топлив.

Кинематическая вязкость обычно определяется в капиллярном вискозиметре. Для этих целей обычно используются вискозиметры ВПЖ-2 по ГОСТ 10028–67 (рис. 17) или типа Пинкевича (рис. 18).

Рис. 17. Капиллярный вискозиметр ВПЖ-2.: 1 – узкое колено вискозиметра;

2 – широкое колено; 3 – отводная трубка; 4 – нижнее расширение; 5 – капилляр;

6 – расширение вискозиметра; 7 – верхнее расширение; М₁, М₂ – метки

Рис. 18. Капиллярный вискозиметр Пинкевича: 1 – узкое колено вискозиметра;

2 – широкое колено; 3 – отводная трубка; 4 – нижнее расширение; 5 – капилляр; 6 – расширение вискозиметра; 7 – верхнее расширение; М₁, М₂ – метки

Для определения кинематической вязкости используемой жидкости при стандартных условиях, замеряют время протекания объема жидкости между метками М₁и М₂через капилляр в расширение 6.

Кинематическая вязкость испытуемой жидкости (в случае ламинарного потока) прямо пропорциональна времени истечения:

(9)

Где – кинематическая вязкость, сСт;с– постоянная вискозиметра, зависящая от геометрических размеров прибора, сСт/с;– время истечения жидкости, с.

Постоянная вискозиметра равна отношению кинематической вязко-

сти калиброванной жидкости при температуре 20 °С к среднему времени истечения ее через капилляр вискозиметра:

Порядок выполнения работ

Наливаем в стакан 30–40 мл дизельного топлива, не содержащего воды и механических примесей. Надев на отводную трубку 3 вискозиметра (см. рис. 17, 18) резиновую трубку длиной 15–20 см перевернуть вискозиметр и опустить его узкое колено 1 в стакан с образцом топлива.

Зажать большим пальцем правой руки широкое колено 2 и, взяв свободный конец резиновой трубки в рот, засосать образец дизельного топлива. Оно должно заполнить без пузырьков и разрывов всю внутреннюю полость от конца колена 1 до метки М₂. В тот момент, когда уровень топлива (при засасывании) достигнет метки повернуть вискозиметр в нормальное положение, освободить от зажатия широкое колено и снять резиновую трубку.

Надеть на узкое колено 1 резиновую трубку, погрузить вискозиметр (примерно до середины верхнего расширения 7) в воду, налитую в стакан, надеть резиновый манжет на широкое колено 2 и осторожно закрепить его в зажиме штатива, обратив особое внимание на то, чтобы вискозиметр принял вертикальное положение.

При работе с вискозиметром необходимо проявлять максимум осторожности, чтобы не сломать и не загрязнить его. Для этого необходимо соблюдать следующие правила:

• при заполнении, установке и других операциях держать вискозиметр только за одно колено (широкое или узкое);

• надевая или снимая резиновую трубку, держать вискозиметр за то колено, на которое надевается или с которого снимается эта трубка;

• не затягивать чрезмерно зажим при закреплении вискозиметра в штативе.

Установить и поддерживать в термостате необходимую для испытания температуру (20 ± 0,1 ºС). Контроль температуры вести по термометру с ценой шкалы давления 0,1 ºС (рис. 19).

Необходимо избегать перегрева жидкости в термостате сверх заданной температуры, что достигается медленным нагреванием стакана, начиная с того момента, когда температура станет на 3–5 °C ниже заданной.

Выдержатьвискозиметр с дизельным топливом при температуре испытания в течение 10 мин.

Рис. 19. Прибор для определения кинематической вязкости: 1 – термометр;

2 – капиллярный вискозиметр; 3 – резиновая груша; 4 – электроподогрев;

5 – капилляр вискозиметра; 6 – термостат

1. Медленно засосать дизельное топливо, находящееся во время термостатирования в расширении 6, в узкое колено немного выше метки М₁(рис. 17, 18), следя за тем, чтобы в капилляре 5 и в расширении 4 не образовывалось пузырьков воздуха и разрыва жидкости.

Наблюдая за опусканием жидкости в расширении, включить секундомер в момент прохождения уровня жидкости через метку М₁.

Записав время истечения, отмеченное секундомером, с точностью до 0,2 с, повторить опыт не менее двух раз, чтобы получить три замера, отличающихся друг от друга не более чем на 0,5.

2. Вычислить кинематическую вязкость испытуемого дизельного топлива при температуре испытания по формуле:

𝛾 = с∙𝜏=47,57∙0,1061=5,05сСт.

Постоянную вискозиметра Свзять из паспорта. Значение𝜏берется как среднее арифметическое из трех отсчетов времени истечения испытуемого топлива: