II. Определение температуры застывания масел
Nbsp; МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ и науки РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Ижевский государственный технический университет имени М.Т. Калашникова» Кафедра: «Тепловые двигатели и установки»
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
К лабораторной работе №2
По дисциплине: «Эксплуатационные материалы
В нефтегазодобывающей отрасли»
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕМПЕРАТУР ПОМУТНЕНИЯ И ЗАМЕРЗАНИЯ
для студентов обучающихся по программе 15.03.02
«Машины и оборудование нефтяных и газовых промыслов»
очной и заочной форм обучения
Ижевск 2018
I . ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕМПЕРАТУР ПОМУТНЕНИЯ
И ЗАМЕРЗАНИЯ ДИЗЕЛЬНОГО ТОПЛИВА
Общие сведения
Одна из самых важных эксплуатационных характеристик дизельного топлива - его низкотемпературные свойства, характеризующие подвижность топлива при отрицательной температуре. В дизельном топливе содержатся растворенные парафиновые углеводороды, которые при понижении температуры кристаллизуются. Низкотемпературные свойства оцениваются температурами помутнения и застывания.
Температура помутнения - это температура, при которой меняется фазовый состав топлива, так как наряду с жидкой фазой появляется твердая. При этой температуре топливо в условиях испытания начинает мутнеть. Температура помутнения должна быть выше температуры застывания на 5-10ºС.
|
|
|
Сущность определения температуры помутнения заключается в глубоком охлаждении нефтепродукта до потери им подвижности и визуальном наблюдении за изменением его состояния.
Температура застывания - это температура, при которой топливо полностью теряет подвижность.
При помутнении дизельное топливо не теряет текучести. Размеры кристаллов таковы, что они проходят через элементы фильтров тонкой очистки, образуя на них тонкую парафиновую пленку. Нарушение подачи топлива из-за его помутнения возможно при пуске и прогреве дизеля. Для обеспечения нормальной эксплуатации двигателя необходимо, чтобы температура помутнения дизельного топлива была ниже температуры окружающего воздуха. Температура застывания ниже температуры помутнения на 5...10°С. При понижении температуры растущие кристаллы парафиновых углеводородов образуют пространственную решетку, внутри ячеек которой находятся жидкие углеводороды топлива. При температуре застывания топлива кристаллическая структура настолько упрочняется, что топливо теряет текучесть и приобретает студнеобразный вид. Для обеспечения нормальной работы дизельного двигателя необходимо, чтобы температура застывания топлива была на 8...12°С ниже температуры окружающего воздуха.
|
|
|
Сущность определения температуры застывания заключается в глубоком охлаждении нефтепродукта до потери им подвижности и в визуальном наблюдении изменения положения мениска испытуемого нефтепродукта.
Подготовка к определению
Применяют стеклянные пробирки с двойными стенками (рис. 1,а). Охлаждают пробирки с испытуемым топливом в темостатирующем устройстве - сосуде емкостью не менее двух литров. Стенки сосуда должны иметь тепловую изоляцию. Сосуд закрывают крышкой. Охладительную смесь в сосуде и испытуемый продукт перемешивают ручной или механической мешалкой.
Рис. 1. Оборудование для определения температуры помутнения топлива
а – пробирка-муфта с пробиркой для испытуемого топлива:
1 - мешалка; 2 – кольцевая метка; 3 - термометр;
б - общий вид прибора для наблюдения:
1 - лампа; 2 - смотровые окна; 3 - вентиляция; 4 - отверстие для пробирки.
Для наблюдения за состоянием охлаждаемого топлива применяют прибор с зеркальным отражением света (рис. 1, б).
Для охлаждения применяют:
1. При температуре до -20ºС – соль поваренную с мелкоистолченным льдом или снегом;
|
|
|
2. При температуре ниже -20ºС – спирт денатурированный или спирт-сырец, твердую углекислоту (сухой лед) или жидкий азот.
Порядок определения
1. 3.1. Определение температуры помутнения.
Испытуемое топливо, нагретое до +18…20ºС, тщательно перемешивают, заливают в две пробирки с двойными стенками до кольцевой метки 2 (рис. 1, а). Пробирку закрывают корковой пробкой, в которой укреплен термометр 3 и через которую проходит мешалка 1. Мешалки могут быть ручными или механическими, из стекла или металла. Пробирка с испытуемым дизельным топливом охлаждается в цилиндрическом сосуде со смесью из спирта и диоксида углерода. Сосуд снабжен тепловой изоляцией, в его крышке находятся отверстия для пробирки, термометра и подачи твердого диоксида.
Помутнение дизельного топлива наблюдают в приборе с зеркальным отражением света. Прибор выполнен в виде металлического ящика, разделенного перегородкой на две одинаковые части. Каждая часть разделена по всей высоте перегородкой на два неравных отсека. Внизу перегородки находится щель для прохождения отраженного света. В крышку ящика вмонтированы электролампы 1 (рис. 1, б), при закрытой крышке они располагаются в крайних отсеках. В крышке выполнено отверстия 4 для пробирок. На передней стенке ящика находятся два окна 2 для наблюдения за испытуемым топливом.
|
|
|
Боковые и задние стенки ящика снабжены вентиляционными щелями 3. Свет через щели с матовыми стеклами падает на пробирки с испытуемым дизельным топливом. В освещенной пробирке хорошо видно появление мути.
Примечание: перед испытанием топливо профильтровывают и обезвоживают - для этого топливо взбалтывают в течение 10...15 мин со свежепрокаленным и измельченным сульфатом натрия или с хлористым кальцием, дают отстояться и фильтруют.
Используют две пробирки с двойными стенками. Одна из пробирок предназначена для испытания дизельного топлива в охлаждающей смеси. В нее заливают до метки испытуемое топливо, температура которого должна быть 18...20°С. Во вторую пробирку также наливают испытуемое топливо до метки и вставляют в прибор с зеркальным отражением в качестве прозрачного эталона. Пробирки закрывают корковыми пробками с термометром 3 и мешалкой 1. Термометр устанавливают так, чтобы спиртовый шарик находился на расстоянии 15 мм от дна и на равном расстоянии от стенок пробирки.
Уровень охладительной смеси в сосуде должен быть на 30 – 40 мм выше уровня испытуемого топлива в пробирке.
Температура охладительной смеси понижается постепенным добавлением к ней углекислоты с таким расчетом, чтобы температура смеси все время была на 15ºС ниже температуры топлива.
При охлаждении топливо перемешивают мешалкой со скоростью от 60 до 200 движений в минуту. За 5°С до предполагаемой температуры помутнения топлива пробирку вынимают из охлаждающей смеси, протирают ее снаружи спиртом, помещают в прибор с зеркальным отражением света и включают лампы. Через смотровые окна следят за состоянием топлива и сравнивают его с прозрачным эталоном. Эта операция должна занимать не более 12 с. После каждого наблюдения необходимо выключать лампы.
Примечание: при хорошем освещении лаборатории пробирку с испытуемым топливом помещают в штатив рядом с прозрачным эталоном, а прибор с зеркальным отражением не используют.
Если прозрачность испытуемого дизельного топлив по сравнению с эталоном не изменилась, то пробирку опять помещают в сосуд с охлаждающей смесью; далее наблюдения проводят через каждый 1°С до тех пор, пока топливо не станет отличаться от эталона.
1. 3.2. Определение температуры застывания.
Для определения температуры застывания используется пробирка-муфта показанная на рис. 1 а. Испытуемое топливо заливают в пробирку и помещают в стеклянную пробирку-муфту. Сверху пробирку-муфту закрывают пробкой. Прибор помещают в сосуд с охлаждающей смесью. При проведении опыта дизельное топливо перемешивают мешалкой 1, температуру измеряют термометром 3.
Применяют следующие охлаждающие смеси:
1. Для получения температур от 0 до -20°С в сосуд засыпают попеременно слой поваренной соли и слой снега или измельченного до 3 см льда. На одну часть соли берут две части снега или льда;
2. Для получения температур ниже 20°С в сосуд со слоем изоляции или термос наливают этиловый спирт на 1/3 его высоты. Затем вносят в спирт мелкими порциями деревянной или фарфоровой ложкой твердый диоксид углерода, наблюдая за тем, чтобы спирт не разбрызгивался. При необходимости после газовыделения доливают в сосуд спирт.
Примечание: перед определением испытуемое дизельное топливо обезвоживают, для чего взбалтывают его в течение 10...15 мин со свежепрокаленным и измельченным сульфатом натрия или с зернистым хлористым кальцием - затем топливо отстаивают и фильтруют.
Обезвоженное дизельное топливо заливают в пробирку, закрывают пробкой, в которую вставлен термометр. Шарик термометра должен находиться несколько выше дна пробирки. Пробирку вставляют в пробирку-муфту, в которую предварительно заливают 1 мл серной кислоты для поглощения влаги из воздуха и предупреждения появления на стенках пробирки-муфты капелек воды при охлаждении. Собранный прибор опускают в охлаждающую смесь и устанавливают в строго вертикальном положении. Затем, начиная с температуры, которая на 9°С выше предполагаемой температуры застывания дизельного топлива, через каждые 3°С вынимают пробирку из пробирки-муфты и наблюдают за подвижностью дизельного топлива при наклоне.
Примечание: извлекать пробирку из муфты и устанавливать ее обратно надо не более чем за 3 с!
Когда при наклоне пробирки дизельное топливо остается неподвижным, пробирку устанавливают в горизонтальное положение и наблюдают за поверхностью топлива. Если в течение 5 с будет обнаружено смещение поверхности топлива, снова устанавливают пробирку в пробирку-муфту и проверяют текучесть топлива после охлаждения еще на 3°С.
Обработка результатов
1.4.1. Температуру помутнения испытуемого дизельного топлива фиксируют в тот момент, когда топливо становится мутным. За результат испытания принимают среднее арифметическое значение двух параллельных определений. Делается вывод о соответствии температуры помутнения испытуемого дизельного топлива стандартам.
1.4.2. За температуру застывания испытуемого дизельного топлива принимают температуру, при которой топливо в горизонтально расположенной пробирке остается неподвижным в течение 5 с. Также делается вывод о соответствии температуры помутнения испытуемого дизельного топлива стандартам и о пригодности образца к применению.
II. Определение температуры застывания масел
Общие сведения
Температура, при которой масло теряет подвижность в заданных условиях, называется температурой застывания масла.
Этот показатель имеет большое значение при транспортировании и применении нефтепродуктов в зимних условиях. Для определения температуры застывания используется пробирка стандартных размеров, на наружной поверхности которой на расстоянии 30 мм от дна имеется кольцевая метка (ГОСТ 20287-91). Пробирка вставляется в пробирку-муфту больших размеров (рис. 1 а).
Подготовка к испытанию
Обезвоженный продукт осторожно наливают в пробирку до метки так, чтобы он не растекался по стенкам пробирки. При помощи корковой пробки вставляют термометр и помещают в водяную баню, нагретую до 50º±1ºС. Пробирку выдерживают до тех пор, пока продукт не примет температуру бани.
Проведение испытания
Пробирку с нефтепродуктом 2 и термометром 1 вынимают из водяной бани, вытирают ее снаружи и укрепляют при помощи корковой пробки в пробирке-муфте 3. Прибор закрепляют в держателе штатива в вертикальном положении и оставляют при комнатной температуре до тех пор, пока продукт не охладится до температуры 35º±5ºС. Затем прибор помещают в сосуд с охладительной смесью, температура которой на 5ºС ниже предполагаемой температуры застывания. Температура охладительной смеси поддерживается с точностью до ± 1ºС.
Когда продукт в пробирке примет предполагаемую температуру застывания, пробирку наклоняют под углом 45º и, не вынимая из охладительной смеси, держат в таком положении в течение одной минуты. После этого пробирку с муфтой осторожно вынимают из охладительной смеси, быстро вытирают муфту и наблюдают, не сместился ли мениск испытуемого нефтепродукта.
В случае смещения мениска пробирку вынимают из муфты, снова подогревают до температуры 50º±1ºС и производят новое определение при температуре на 4ºС ниже предыдущей. И так до тех пор, пока мениск не перестанет смещаться. Если мениск не сместился, пробирку вынимают из муфты, снова подогревают до температуры 50º±1ºС и определение повторяют при температуре на 4ºС выше предыдущей.
После нахождения границы застывания определение повторяют, понижая и повышая температуру на 2ºС до тех пор, пока не будет установлена такая температура, при которой мениск продукта остается неподвижным. За температуру застывания принимается та температура, при которой мениск будет неподвижным.
Обработка результатов
За температуру застывания принимается среднее арифметическое значение при двух параллельных испытаниях. Расхождения должны быть не более 2º С.
Дата добавления: 2018-11-24; просмотров: 737; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!