Берист. Температура вспышки, воспламенения и самовоспламенения
 Скачать 21.94 Kb.
|
|
Температура вспышки, воспламенения и самовоспламенения Температурой вспышки называется минимальная температура, при которой пары нефтепродукта образуют с воздухом смесь, способную к кратковременному образованию пламени при внесении в нее внешнего источника воспламенения (пламени, электрической искры и т. п.) и определяется па ГОСТ 12.1.044—84. Вспышка представляет собой слабый взрыв, который возможен в строго определенных концентрационных пределах в смеси углеводородов с воздухом. Различают верхний и нижний концентрационный предел распространения пламени. Верхний предел характеризуется максимальной концентрацией паров органического вещества в смеси с воздухом, выше которой воспламенение и горение при внесении внешнего источника воспламенения невозможно изза недостатка кислорода. Нижний предел находится при минимальной концентрации органического вещества в воздухе, ниже которой количество теплоты, выделившееся в месте локального воспламенения, недостаточно для протекания реакции во всем объеме. Температурой воспламенения называется минимальная температура, при которой пары испытуемого продукта при внесении внешнего источника воспламенения образуют устойчивое незатухающее пламя. Температура воспламенения всегда выше температуры вспышки, часто довольно значительно— на несколько десятков градусов. Температурой самовоспламенения называется минимальная температура, при которой пары нефтепродуктов в смеси с воздухом воспламеняются без внешнего источника воспламенения. На этом свойстве нефтепродуктов основана работа дизельных двигателей внутреннего сгорания. Температура самовоспламенения выше температуры вспышки на несколько сотен градусов. Температура вспышки керосинов, дизельных топлив, смазочных масел, мазутов и других тяжелых нефтепродуктов характеризует нижний предел взрываемости. Температура вспышки бензинов, давление паров которых при комнатных температурах значительно, обычно характеризует верхний предел взрываемости. В первом случае определение ведется при нагревании, во втором — при охлаждении. Как всякая условная характеристика, температура вспышки зависит от конструкции прибора и условий определения. Кроме того, на ее значение влияют внешние условия — атмосферное давление и влажность воздуха. Температура вспышки возрастает с увеличением атмосферного давления. Температура вспышки связана с температурой кипения исследуемого вещества. Температура вспышки — величина неаддитивная. Опытное ее значение всегда ниже рассчитанного по правилам аддитивности среднеарифметического значения температур вспышек компонентов, входящих в состав смеси. Это объясняется тем, что температура вспышки зависит главным образом от давления пара низкокипящего компонента, а высококипящий компонент служит передатчиком теплоты. В качестве примера можно указать, что попадание даже 1 % бензина в смазочное масло снижает температуру вспышки от 200 до 170°С, а 6 % бензина снижают ее почти вдвое. Существуют два метода определения температуры вспышки — в приборах закрытого и открытого типа. Значения температуры вспышки одного и того же нефтепродукта, определенные в приборах различного типа, заметно различаются. Для высоковязких продуктов это различие достигает 50, для менее вязких 3—8°С. В зависимости от состава топлива значительно изменяются условия его самовоспламенения. С этими условиями, в свою очередь, связаны моторные свойства топлив, в частности детонационная стойкость. Лабораторная работа «Определение температуры вспышки нефтепродуктов. Выполнил: Ивлев Евгений Теоретическое введение Большинство нефтей имеют температуру вспышки паров ниже 00С. Например, температура вспышки усть-балыкской и самотлорской нефтей равна соответственно —300С и ниже —350С. Природный битум Мордово-Кармальского месторождения, добытый методом внутрипластового горения, имеет температуру вспышки 590С. Фракции 120— 2300С и 180—3500С мордово-кармальского природного битума имеют температуру вспышки соответственно 32 и 910С. По температуре вспышки нефтепродукты делятся на легковоспламеняющиеся и горючие. К легковоспламеняющимся относятся нефтепродукты, имеющие температуру вспышки паров не более 610С в закрытом тигле (не более 660С в открытом тигле). К горючему классу относятся нефтепродукты с температурой вспышки более 610С в закрытом тигле (более 660С в открытом тигле). Легковоспламеняющимися нефтепродуктами являются моторные топлива. Так, автомобильный бензин имеет температуру вспышки в закрытом тигле —500С, авиационный —300С. Топлива для реактивных двигателей, в зависимости от сортности, должны иметь температуру вспышки не ниже 28—600С, а топлива для быстроходных дизелей 35—610С. Температура воспламенения дизельных топлив находится в пределах 57—1190С. Температура воспламенения всегда выше температуры вспышки. Температура самовоспламенения нефтепродукта с увеличением его молекулярной массы уменьшается: если бензины самовоспламеняются при температурах выше 5000С, то дизельные топлива при 300—3300С. По температурам вспышки, воспламенения и самовоспламенения оценивают пожаро- и взрывоопасность нефти и нефтепродукта. Температуру вспышки нефти, легких нефтяных фракций и моторных топлив определяют в закрытом и открытом тиглях. Определение в открытом тигле применяют для масел и темных нефтепродуктов. Экспериментальная часть Определение температур вспышки в открытом тигле по методу Кливленда Приборы, реактивы, материалыНефтепродукт(масло ВМГЗ), аппарат ТВО, экран трехстворчатый чёрный, термометр типа ТН-2 по ГОСТ 400, секундомер, пипетка, щетка металлическая, бензин-растворитель с пределами выкипания [50;170] C. Подготовка к анализу. Для определения температур вспышки и воспламенения берут обезвоженный нефтепродукт. Тигель промывают бензином, затем при наличии углеродистых отложений очищают металлической щеткой, промывают дистиллированной водой и высушивают. Прибор для определения температуры вспышки и воспламенения устанавливают в таком месте, где нет заметного движения воздуха и попадания дневного света на поверхность тигля, и защищают от движения воздуха щитом или экраном. Для проведения анализа тигель охлаждают до 15—250С. Анализируемый нефтепродукт наливают в тигель до уровня, отмеченного чертой. Излишки нефтепродукта удаляем пипеткой. Термометр устанавливают в тигель с нефтепродуктом в строго вертикальном положении, используя для этого специальный шаблон. Проведение анализа. Включаем газ, начинаем нагревать тигель со скоростью 14 град/мин. Зажигаем 2 запальника. За 400С до ожидаемой температуры вспышки (170 С) скорость нагрева ограничивают до 40С/мин. За 280С до ожидаемой температуры вспышки проводят медленно над поверхностью тигля фитилем. Длина пламени должна быть 3—4 мм, время продвижения пламени от одной стороны тигля до другой 2—3 с. Определение повторяют через 20С подъема температуры. За температуру вспышки принимают температуру, которую показывает термометр при появлении первого синего пламени над частью или над всей поверхностью анализируемого нефтепродукта. Экспериментальные данные приведены в таблице 1. Таблица 1. Экспериментальные данные по определению температуры вспышки.
Экспериментально определенная температура вспышки масла ВМГЗ составила 188,5 С. Вывод: по методу Кливленда определена температура вспышки нефтепродукта, которая составили 188,5 С. Литература:
2. Лебедев Н.И. Химия и технология основного органического и нефтехимического синтеза. М.: Химия, 1988. Противоизносные свойства масел. Под противоизносными свойствами принято понимать способность масла противостоять изнашиванию сопряженных трущихся деталей.Причиной изнашивания деталей узлов трения является то, что не всегда удается обеспечить условия для жидкостного трения. В отдельных случаях наблюдается граничное трение, а в особо тяжелых условиях (большие нагрузки, высокие температуры) происходит разрушение молекулярной пленки и возникает полужидкостное (полусухоеУ и даже сухое трение, приводящее к повышенному изнашиванию трущихся поверхностей, появлению на них задиров и свариванию деталей. Противоизносные свойства масел оцениваются: вязкостью, индексом вязкости и маслянистостью. Известно, что вязкость оказывает существенное влияние на толщину масляного слоя в зазорах (чем выше вязкость, тем больше толщина масляного Слоя). Однако значительное изнашивание деталей происходит в период пуска и прогрева двигателя при малой частоте вращения коленчатого вала, когда высоковязкие масла не поступают в зазоры между трущимися поверхностями. В связи с этим детали длительное время работают в самых неблагоприятных условиях - в условиях масляного голодания. Если применяются менее вязкие масла, то в период пуска и прогрева двигателя условия работы деталей узлов трения облегчаются и благоприятный режим жидкостного трения устанавливается значительно быстрее. Продолжительное время в этом случае детали работают в условиях граничного трения, когда масло на трущихся поверхностях деталей образует прочную молекулярную пленку. Оценивается прочность такой пленки максимальной нагрузкой, которую она может выдержать, не разрушаясь и не допуская непосредственного контакта между поверхностями деталей. Это свойство в основном зависит от химического (углеводородистого) состава масла. Чем больше в масле полярно-активных соединений, тем выше его маслянистость и тем более прочной будет молекулярная пленка. Более высокую полярную активность маслу придают жирные органические кислоты, сульфиды, фосфиды и др. Противоизносные свойства самых высокосортных масел не дают должного эффекта, если в них имеется даже самое небольшое количество абразивных механических примесей. В этом случае изнашивание деталей резко возрастает, на поверхностях появляются царапины. Происходит это потому, что механические примеси в виде мелкой пыли состоят из частиц кварца, твердость которых значительно выше, чем многих металлов. И когда загрязненное масло попадает на поверхность трения, частицы кварца срезают стружку металла. Для удаления механических примесей из масла (твердых частиц пыли, металлических частиц, появившихся в результате износа деталей и др.) в процессе работы используют масляные фильтры, включенные в систему смазки двигателя.ГОСТами и ТУ на большинство масел (без присадки) наличие механических примесей не допускается. Только в маслах с присадками содержание механических примесей допускается не более 0,015%.Температура вспышки масел. Чем ниже температура вспышки, тем большей пожароопасностью обладает масло и тем интенсивнее оно будет испаряться и выгорать в двигателе. Это ухудшает смазочные свойства и увеличивает расход масла. Кроме того, масло с низкой температурой вспышки будет интенсивно испаряться в тонком слое на горячих поверхностях -деталей, препятствуя этим образованию прочной молекулярной пленки. |