Dizel gorivo

1/10

UUnniivveerrzziitteett uu NNiiuu MMaaiinnsskkii ffaakkuulltteett

TTEEHHNNIIKKII MMAATTEERRIIJJAALLII -- NNeemmeettaallnnee mmaatteerriijjee

OODDRREEIIVVAANNJJEEKKAARRAAKKTTEERRIISSTTIIKKAA DDIIZZEELL

GGOORRIIVVAA

AA KKRRIIVVAA IISSPPAARRAAVVAANNJJAA UUZZOORRKKAA DDIIZZEELL GGOORRIIVVAA

1. Uvod Dizel-gorivo (gorivo za dizel motore) je frakcija nafte koja isparava u intervalu od 220-350oC. Osnovna svojstva dizel goriva su: (1) gustina na 150C, (2) viskozitet na 200C, (3) temperatura paljenja i (4) cetanski broj.

Princip sagorevanja goriva u dizel motorima je neto drugaiji od principa sagorevanja u oto motorima. U toku takta kompresije sabija se vazduh, koji se pritom zagreva. Da bi dolo do paljenja, teno gorivo mora da ispari i da sa okolnim kiseonikom obrazuje smeu. Gorivo znatno lake isparava ako je prethodno raspreno u sitne kapi, to se postie upotrebom brizgaljke i uz povien pritisak.

Brzina obrazovanja smee u dizel gorivu odreena je brzinom isparavanja, koja zavisi od temperature, finoe rasprivanja goriva i njegove isparljivosti. Period potreban za obrazovanje homogene smee je manji ukoliko je gorivo lakek frakcionog sastava, tj. vee isparljivosti. Isparljivost goriva se prikazuje krivom isparljivosti.

2. Opis eksperimenta Odreivanje krive isparavanja vri se destilacionim aparatom sa grejaem. Zagrevanjem goriva (100 cm3) nastaju pare koje prolaze kroz hladnjak gde se kondenzuju. Kondenzovana tena faza se hvata u menzuru i oitava predestilisana koliina goriva. Pri tome beleimo za svakih 10cm3 odgovarajuu temperaturu, a dobijene vrednosti predstavljamo grafiki.

VVEEBBAA

VVII

VI | Odreivanje karakteristika dizel goriva

2/10

Slika 1

1-destilacioni balon, 2-termometar, 3-podlone ploice, 4-titnik, 5-otvori za vazduh, 6-poklopac

kupatila, 7-kupatilo za kondenzacionu cev, 8-poklopac prihvatne posude, 9-prihvatna posuda (menzura), 10-podmeta, 11-crevo za dovod gasa i 12-gasni plamenik (greja)

Destilacio-ni aparat sa grejaem

3. Obrada rezultata Rezultati eksperimenta se prikazuju tabelarno, a na osnovu tabele se dobija kriva isparavanja dizel goriva:


3/10

Tabela 1. Zavisnost V-t

Udeo destilata u ukupnoj zapremini

Temperatura za utvreni procenat destilata

V [%vol] t [0C]

0 %

5 %

10 %

20 %

30 %

40 %

50 %

60 %

70 %

80 %

90 %

100 %

Slika 2 Kriva isparavanja dizel goriva

Udeo destilata u ukupnoj zapremini, V [%vol]

Tem

pera

tura

za u

tvr

eni pro

cena

dest

ilata

, t

[oC]

Kriva isparavanja dizel goriva

BB OODDRREEIIVVAANNJJEE VVIISSKKOOZZIITTEETTAA PPOO EENNGGLLEERRUU JJUUSS BB..HH88..002211

1. Uvod Viskozitet predstavlja karakteristiku unutranjeg trenja tenih materija: to je izraz otpora kojim se materija suprotstavlja delovanju spoljnih sila, koje tee da izvre pomeranje estica te materije. Izraava se na vie naina: dinamiki,


4/10

kinematski, relativni. Odreuje se eksperimentalno. Zavisi od vrste materije i temperature.

Viskozitet po Engleru (E) se odreuje kao odnos vremena isticanja 200ml ispitivanog goriva na odreenoj temperaturi sa vremenom isticanja 200ml vode na temperaturi 200C:

CnavodeedestilovanmlisticanjaVreme

titemperaturnatecnostimlisticanjaVremeEt )20200

200= .

Vreme potrebno za isticanje 200ml destilisane vode na 200C zove se konstanta kalorimetra. Vrednost konstante kalorimetra je ili data atestom organa kontrole mera ili se mora posebno odrediti. Vreme isticanja 200ml vode mora biti u granicama izmeu 50 i 52 sekunde.

2. Opis eksperimenta Sutinski, pri odreivanju viskoznosti po Engleru se meri vreme isticanja tenosti kroz definisani otvor u Englerovu posudu.

Slika 3

Viskozime-tar po Engleru

Za merenje viskoznosti se koristi Englerov aparat, koji se sastoji od cilindrine posude (1), izraene od mesinga i pozlaene sa unutranje strane; dno posude ima oblik kalote u ijem je temenu privrena tano kalibrisana, blago konina cev (2) za isputanje tenosti. Ova cev mora biti izraena od nekorozivnog materijala (nikla) i sa unutranje strane mora biti potpuno glatka. Ta cev mora sa donje strane da viri najmanje 2mm izvan navrtke za uvrivanje. U cilindrinoj posudi nalaze se na odreenoj visini kao oznake tri


5/10

vrka (0), koji slue za podeavanje nivoa tenosti u posudi. Posuda je pokrivena poklopcem (3), koji ima u sredini otvor za drveni tapi (4) kojim se zatvara otvor na cevi za isticanje tenosti, a malo dalje sa strane drugi otvor (5) za termometar (T1). Posuda je smetena u drugoj, takoe cilindrinoj posudi (6), koja slui kao vodeno ili uljano kupatilo i u kojoj se nalazi mealica (7) i termometar (T2) za merenje temperature kupatila. Ceo aparat lei na tronocu (8) koji na stopalama noica ima vijke ze podeavanje (9) horizontalnog poloaja aparata u odnosu na nivo tenosti u posudi 1 sa tri vrka. Englerova merna posuda za hvatanje (10) mora biti postavljena tani ispod otvora ispusne cevi (2).

3. Obrada rezultata Viskozitet tenosti na temperaturi t po Engleru se odreuje prema relaciji:

5220200

200t

ml

tml =

= ,

gde je: -viskozitet tenosti na temperaturi t po Engleru, 0E, t200ml -vreme isticanja 200ml tenosti na temperaturi t, koje se jo obeleava i sa t, s i 20200ml -vreme isticanja 200ml destilovane vode na temperaturi 200C, koje se uzima da je 52s.

Rezultati se prikazuju tabelarno:

Tabela 2. Odreivanje relativnog viskoziteta

Broj merenja 1. 2. 3.

t [s]

[0E]

Kao merodavna vrednost viskoziteta se uzima srednja vrednost:

3

321 ++=sr .

CC OODDRREEIIVVAANNJJEE TTEEMMPPEERRAATTUURREE PPAALLJJEENNJJAA

1. Uvod Temperatura paljenja goriva je najnia temperatura do koje treba zagrejati gorivo, u propisanim uslovima ispitivanja, da se iz njega izdvoji toliko gorivih i isparljivih sastojaka da se mogu upaliti stranim izvorom paljenja i da trenutno sagore.

Temperatura paljenja se moe odrediti u:

(1) zatvorenom sudu, po metodi Penski-Martens, tp


6/10

(2) otvorenom sudu, po Markusonu, tp>65oC,

gde je

tp -temperatura paljenja uzorka, oC.

2. Opis eksperimenta Odreivanje temperature paljenja u zatvorenom sudu, po metodi Penski-Martens. Uzorak za ispitivanje se zagreva polako, uz stalno meanje, pri emu se poklopac nalazi na posudi. Probni plamen usmerava se u posudu sa uzorkom za ispitivanje, uz kratko otvaranje poklopca, u odreenim vremenskim razmacima, uz istovremeni prestanak meanja, dok se ne postigne taka paljenja. Taka paljenja je najnia temperatura na kojoj unoenje probnog plamena prouzrokuje paljenje para iznad povrine tenosti uzorka za ispitivanje.

Slika 4

Aparat po Penski-Martensu sa zatvorenim sudom

Odreivanje temperature paljenja u otvorenom sudu, po Markusonu. Aparat se zagreva tako da temperatura uzorka u poetku raste svake minute za 610C. Ovu brzinu zagrevanja treba smanjiti kad se temperatura priblii taki paljenja, tako da iznosi u minuti 30,50C.


7/10

Ispitivanje uzoraka ija je taka zapaljivosti ispod 2500C poinje se na 300C ispod oekivane take zapaljivosti. Ako je taka zapaljivosti iznad 2500C, ispitivanje poinje na oko 500C ispod oekivane take zapaljivosti. Ukoliko taka zapaljivosti nije ni priblino poznata, vri se prethodno opitno ispitivanje.

Slika 5

Aparat po Markusonu sa otvorenim sudom

im se postigne temperatura otprilike 300C, odnosno 500C ispod oekivane take zapaljivosti, pokree se plamiak levo-desno iznad povrine uzorka, ravnomernom brzinom. Ovo se vri posle svakog stepena povienja temperature. Kretanje plamika iznad uzorka treba da traje 1 sekundu. Temperatura pri kojoj se prvi put zapale sakupljeni gasovi na povrini uzorka oita se u celim stepenima i oznai kao taka zapaljivosti.

DD UUPPAALLJJIIVVOOSSTT DDIIZZEELL GGOORRIIVVAA

1. Uvod Upaljivost dizel goriva je njegova najvanija karakteristika i zavisi od grupnog hemijskog sastava goriva i uslova u kojima se proces odvija. Okarakterisana je temperaturom samopaljenja i periodom zakanjenja paljenja.

Najbolju upaljivost imaju parafinski ugljovodonici, u jednom lancu. Zato je jedan od ovih ugljovodonika, cetan (C16H34), uzet kao jedan od etalona


8/10

pri oceni upaljivosti goriva u uslovima paljenja i sagorevanja u cilindru motora. Najtee se pale aromatski ugljovodonici, pa je zato jedan od njih, -metilnaftalin (C11H10)., izabran da bude drugi etalon za ocenu upaljivosti.

Kao pokazatelj kojim se izraava upaljivost dizel goriva usvojen je cetanski broj, koji se odreuje na specijalnom dizel motoru uporeivanjem ispitivanog goriva sa smeom etalon goriva: cetana i -metilnaftalina

Cetanski broj goriva brojno je jednak procentualnom ueu cetana u njegovoj smei sa -metilnaftalinom, koja je po upaljivosti ekvivalentna sa ispitivanim gorivom u propisanim uslovima ispitivanja.

Cetanski indeks (CI) se koristi za proraun cetanskog broja dizel goriva kada ispitni motor nema mogunosti za direktno odreivanje ovog svojstva ili gde nema dovoljno uzorka za odreivanje na motoru. U sluajevima kada je cetanski broj prethodno utvren, cetanski indeks se moe koristiti za verifikaciju cetanskog broja sledeih uzoraka tog goriva, pri emu je potrebno obezbediti da izvor goriva i nain proizvodnje ostanu neizmenjeni.

2. Obrada rezultata Odreivanje cetanskog indeksa analitikim putem se vri preko izraza:

22

9021090

5010

60107)(00049,0)42,00523,0(

)901,0131,0(0892,02,45

BBtttB

tBtCI

NNN

NN

++++++++=

,

gde je: CI -cetanski indeks goriva, 2151010 = tt N , 2605050 = tt N , 3109090 = tt N , t10 -temperatura na kojoj predestilie 10% zapremine goriva, 0C, t50 -temperatura na kojoj predestilie 50% zapremine goriva, 0C, t90 -temperatura na kojoj predestilie 90% zapremine goriva, 0C,

10035,0 = NDeB , 850= DDN i D -gustina na 150C, kg/m3.

Odreivanje cetanskog indeksa grafikim putem se vri pomou dijagrama na Slikama 6, 7 i 8 na sledei nain:

(1) Unesu se vrednosti gustine na 150C i temperature na kojoj predestilie 50% zapremine goriva u dijagram na Slici 6 radi prorauna cetanskog indeksa goriva,

(2) Unesu se vrednosti gustine na 150C i temperature na kojoj predestilie 90% zapremine goriva u dijagram na Slici 7 radi odreivanja prvog korekcionog faktora za odstupanja tih parametara od srednjih vrednosti,

(3) Unesu se temperatura na kojima predestilie 10% i 90% zapremine goriva u dijagram na Slici 8 radi odreivanja drugog korekcionog faktora za odstupanja tih parametara od srednjih vrednosti i

(4) Sumiraju se korekcioni faktori sa Slike 7 i Slike 8 sa vrednou cetanskog indeksa sa Slike 6 i na taj nain se dobije konana vrednost cetanskog indeksa.


9/10

Slika 6

Proraun cetanskog indeksa na osnovu gustine i temperatu-re na kojoj predestilie 50% zapremine goriva

Slika 7

Korekcija cetanskog indeksa za odstupanja od prosenih vrednosti u funkciji gustine i temperatu-re na kojoj predestilie 90% zapremine goriva


10/10

Slika 8

Korekcija cetanskog indeksa za odstupanja od prosenih vrednosti u funkciji temperatu-ra na kojima predestilie 10% i 90% zapremine goriva

Documents

Dizel gorivo