Методика определения температуры застывания

Используемые нефтепродукты по заданию преподавателя.

На технических весах в маленький стаканчик взвешивают испытуемый продукт (дизельное топливо ДТ, рафинат или депарафинированное масло ДМ). Депрессорную присадку ДП взвешивают на технических весах на бумажный фильтр. Высыпают во взвешенное дизельное топливо в маленьком стаканчике и нагревают на электроплитке при постоянном перемешивании до растворения ДП в ДТ.

Выливают в стан­дартную пробирку высотой 160 и диаметром 20 мм с кольцевой меткой на расстоянии 30 мм от дна. Пробирку закрывают пробкой, в середину которой вставлен термометр. Ртутный шарик термометра должен находиться на расстоянии около 10 мм от дна пробирки. Подготовленную пробирку помещают в водяную баню с температурой воды 60°С и выдерживают в ней, пока продукт не нагреется до той же температуры. Затем пробирку вынимают и помещают в штатив для охлаждения на воздухе. Когда испытуемый продукт остынет до 30°С, пробирку опускают в охлаждающую смесь и устанавливают в вертикальном положении. Охлаждающую смесь выбирают и поддерживают с таким расчетом, чтобы ее температура была на 5°С ниже ожидаемой температуры застывания испытуемого продукта. Эту темпе­ратуру поддерживают с точностью ±1 °С.

После выдерживания до предполагаемой температуры пробирку вынимают на 1 мин и наклоняют под углом 45°, быстро вытирают и на­блюдают за поведением мениска. Если мениск сместится, снова нагревают на водяной бане до 60°С, а затем проводят повторное определение при температуре на 4°С ниже предыдущей. Повторные определения проводят несколько раз, снижая каждый раз температуру на 4 ^оС, до тех пор, пока мениск перестанет смещаться. Если в первом опыте мениск испытуемого про­дукта остался на прежнем уровне, то проводят одно или несколько повторных определений до получения постоянного мениска при более высокой температуре, чем в первоначальном опыте.

Определив температуру застывания испытуемого продукта с точ­ностью до 4°С, проводят повторные определения, повышая и понижая температуру испытания на 2°С. За температуру застывания прини­мают ту температуру, при которой мениск будет постоянным. При повышении температуры на 2°С он снова способен смещаться. Опре­деление проводят в двух параллельных пробах, причем результаты не должны отличаться друг от друга более чем на 2°С. Среднее арифме­тическое из этих результатов принимают за окончательную темпера­туру застывания.

P.S. Для определения температуры застывания дизельных топлив ис­пользуется прибор ЛПАЗ-69В. В этом приборе проба топлива в кювете может охлаждаться до минус 35 °С при помощи полупроводникового холо­дильника. Охлаждаемое в кювете топливо постоянно зондируется им­пульсами ультразвука. Температура топлива замеряется датчиком — термопарой. За температуру застывания принимается температура, при которой отмечается резкое уменьшение отраженного ультразвуко­вого сигнала. Эта температура фиксируется электронным потенцио­метром.

Определение температуры помутнения

Температурой помутнения называется температура, при которой топливо начинает мутнеть. По этому показателю судят о гигроскопич­ности карбюраторных и реактивных топлив и о возможности выпаде­ния кристаллов льда, засоряющих топливоподающую систему, что чрезвычайно опасно при эксплуатации авиационных двигателей. Гигроскопичность топлива повышается при увеличении содержания в нем углеводородов, которые специально добавляются к топливам и входят, как правило, в состав топлив для воздушно-реактивных двигателей. Вообще растворимость воды в угле­водородах очень мала (не более 0,01 %), но в ароматических углево­дородах она примерно в 2—3 раза выше. При понижении темпера­туры растворимость воды в углеводородном топливе уменьшается, поэтому часть воды, захваченной топливом из воздуха, начинает выде­ляться в виде мельчайших капелек, и топливо мутнеет. Ясно, что чем больше топливо содержало растворенной воды, т. е. чем более оно гигроскопично, тем при более высокой температуре оно начнет выде­лять воду, т. е. мутнеть.

При температурах ниже 0°С выделившаяся вода замерзает и в топливе накапливаются кристаллики льда. Это явление имеет особенно серьезное эксплуатационное значение для всех сортов реактивного топлива. Насыщение топлива водой зависит не только от его химиче­ского состава, но и от температуры и влажности воздуха и от возмож­ности соприкосновения топлива с воздухом. На образование кристал­лов льда влияют и другие факторы, например, вязкость топлива, ско­рость его охлаждения и др. Все это показывает, что температура по­мутнения не может с достаточной полнотой характеризовать поведение топлив при низких температурах. Более того, из практики известно, что топливные фильтры воздушно-реактивных двигателей начинают заби­ваться кристаллами льда при температурах значительно более высо­ких, чем температура помутнения топлива. Для предотвращения вы­падения льда к реактивным топливам добавляют различные присадки (в основном спирты), которые увеличивают растворимость воды при низких температурах.

Помутнение дизельных топлив вызывается выпадением кристал­лов парафиновых углеводородов, которые так же, как и кристаллы льда, забивают топливные фильтры и нарушают подачу топлива в дви­гатель. При дальнейшем охлаждении дизельное топливо полностью застывает и теряет текучесть.

З а температуру начала кристаллизации принимают максималь­ную температуру, при которой в топливе невооруженным глазом обна­руживаются кристаллы. Этот показатель введен для характеристики авиационных и реактивных топлив, богатых ароматическими углево­дородами; последние имеют более высокие, температуры затвердева­ния, чем углеводороды других классов. Особенно это касается бензола, который затвердевает при 5,5⁰С.

При понижении температуры, даже при минимальном содержании воды, низкозастывающие углеводороды будут переходить в твердую фазу, т. е. выделять кристаллы, которые не менее опасны для нор­мальной эксплуатации двигателя, чем кристаллы льда или парафино­вых углеводородов. По техническим условиям на авиационные и реак­тивные топлива температура начала их кристаллизации не должна превышать - 60 °С. Определение температуры помутнения и начала кри­сталлизации моторного топлива проводится в специаль­ной стеклянной пробирке (рис.1).

Рис. 21. Пробирка для определения температуры застывания и температуры помутнения.

1 - мешалка; 2 — метка; 3— термометр.