Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах и улицах «Добрая дорога детства» 2
Скачать 0.69 Mb.
|
Министерство сельского хозяйстваНовосибирский государственный аграрный университетИнженерный институтТОПЛИВО И СМАЗОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫМетодические указания Специальности: 110301 (311300) – Механизация сельского хозяйства; 190601 (150200) – Автомобили и автомобильное хозяйство; 110304 (311900) – Технология обслуживания и ремонта машин в АПК Форма обучения: заочное отделение Факультет ИЗОП Новосибирск – 2006г. Составитель: докт. техн. наук Г. М. Крохта УДК 669.75 (075.5) Топливо и смазочные материалы: Методические указания по изучению дисциплины/Новосиб. гос. аграр. ун-т. Сост. Г. М. Крохта. – Новосибирск, 2006. – 40 с. Рецензент Методические указания утверждены методическим советом инженерного института (протокол № от 2006г.) Инженерный институт, 2006
Эксплуатация мащинно-тракторного парка предполагает использование различных расходных материалов (топлив, смазочных материалов и технических жидкостей). Современное производство АПК потребляет до 45% дизельного топлива и моторных масел, около 35% бензина, выпускаемых в РФ. Поэтому в общей структуре затрат на произведенную продукцию большая доля относится к расходам на топливо, смазочные материалы и технические жидкости. Снижение доли затрат на нефтепродукты возможно путем их рационального использования: соответствие качества нефтепродукта конструктивным особенностям машины, совершенствование учета топлива и смазочных материалов, улучшение условий их хранения. Кроме того, существует объективная взаимосвязь между качеством топлива и смазочных материалов, конструкцией силовой установки и показателями эффективности машин. В начале 60-х годов возникла и успешно развивается в настоящее время новая отрасль знаний о применении топлив и смазочных материалов в технике – химмотология. Понитие «химмотология» происходит от слов «химия», «мотор» и «логия» (наука). Целью изучения дисциплины «Топливо и смазочные материалы» является приобретение студентами теоретических знаний и практических навыков по определению эксплуатационных свойств топлив и масел, их влияние на технико-экономические показатели самоходных и других сельскохозяйственных машин, экономии нефтепродуктов и сокращении их потерь. Студенты самостоятельно изучают дисциплину по основному рекомендованному учебнику. Для более глубокого изучения отдельных тем и вопросов рекомендуется дополнительная литература. Если в процессе изучения курса возникнут затруднения, которые студент не в состоянии самостоятельно разрешить, он может в письменной форме обратиться к преподавателю или получить устную консультацию на кафедре. Закончив изучение материала по тому или другому разделу, необходимо ответить на вопросы для самопроверки. Изучив теоретический материал, студент приступает к выполнению контрольной работы согласно заданию. Задание для контрольной необходимо получить у методиста. Выполненная контрольная работа высылается в институт для проверки. Приезжая на очередную сессию в институт, студент слушает лекции по наиболее сложным темам дисциплины и выполняет лабораторные работы; завершается курс сдачей зачета, к которому допускаются студенты, выполнившие и защитившие контрольные и лабораторные работы. таблица 1.1. Распределение учебного времени
Рекомендуемая литература
В соответствии с современной научной классификацией можно выделить следующие виды энергии: тепловую, механическую, электростатическую, ядерную, электромагнитную и т.д. Из всего многообразия в виде конечной энергии в настоящее время используют тепловую (около 76% общего расхода энергии), механическую (около 23%) и электромагнитную (для передачи энергии – около 1%). Источниками тепловой и механической энергии являются первичные энергетические ресурсы (ПЭР), которые подразделяются на возобновляемые и не возобновляемые. К возобновляемым ПЭР относятся: солнечная энергия, гидравлическая энергия стока рек, энергия приливов и отливов океанских вод, энергия мирового океана в виде морских и океанских волн, течений, теплота морей и океанов, геотермальная энергия, энергия биомасс (сельскохозяйственных культур и их отходов, древесины, водорослей и других растительных материалов твердых и жидких бытовых отходов и т.п.), энергия ветра. К не возобновляемым ПЭР относятся ископаемые топлива – обычная нефть и газовый конденсат, природные битумы, природный (естественный) и нефтяной (попутный) газ, уголь, горючие сланцы и торф. Топливо – горючее вещество (основная часть которого – углерод), способное к выделению большого количества теплоты и развивающее при этом высокую температуру, имеющее широкое распространение в природе, добываемее легкодоступными и дешевыми способами. Кроме того, топливо при сгорании не должно выделять токсичных соединений. Топливо состоит из органической и не органической частей. Органическая часть топлива включает в себя горючую часть, представленную следующими химическими элементами: углерод (С) – 50…87%, водород (Н) – 12…14%, кислород (О), сера (S) – от 0,01 в ряде случаев до 7% и не горючую часть: азот (N), кислород (О). Не горючая часть топлива не выделяет теплоту и образует внешний балласт: минеральные примеси (М) и вода (W). При сгорании топлива вода испаряется, минеральные примеси частично разлагаются и образуют золу (А). Балласт газообразного топлива – не горючие газы: кислород (О2), азот (N2), углекислый газ (СО2), серный ангидрит (SO2), и пары воды (Н2О). Углерод (С) и водород (Н) при сгорании выделяют большое количество теплоты. Сера, входящая в состав топлива в небольшом количестве, образует при сгорании оксиды серы, которые вызывают интенсивную коррозию деталей. Поэтому ее наличие в топливе нежелательно. Важнейшей характеристикой любого топлива является его теплота сгорания (энергоемкость). Количество теплоты измеряют джоулями (Дж). Длительное время пользовались калориями (кал). Соотношение между ними следующее: 1 кал = 4,1867 Дж, 1 ккал = 4,1867 кДж. Энергетический потенциал топлива определяется высшей – максимально возможное количество теплоты (Qв) или низшей (Qн) теплотой сгорания. Высшая удельная теплота сгорания жидкого и твердого топлива определяется экспериментально или вычисляется расчетным путем по формуле Д. И. Менделеева: Qв = 396С + 1256Н – 109(О – S) кДж/кг. В свою очередь низшая удельная теплота сгорания определяется как разность: Qв = Qв – 25(9Н + W) кДж/кг, где Н и W – содержание в топливе водорода и воды. Вычитаемое 25(9Н + W) представляет собой количество теплоты, затраченное на превращение влаги топлива в пар, который уносится в атмосферу с продуктами сгорания. Для характеристики газообразных топлив применяют объемный показатель объемной теплоты сгорания, представляющий собой количество теплоты, выделяемой при сгорании 1 м3 газа. Определение теплоты опытным путем производят в специальных приборах – калориметрах. Сущность метода заключается в сжигании навески испытуемого топлива или определенного объема газа в калориметрической бомбе в среде сжатого кислорода и определении количества теплоты, выделяющейся при сгорании. Горение - быстро протекающая реакция взаимодействия углеводородов и примесей топлива с кислородом воздуха, которая сопровождается выделением теплоты и излучением света. Для возникновения реакции необходимо, чтобы топливо и окислитель были нагреты до температуры самовоспламенения топлива, зависящей от его химического состава и физических свойств, концентрации кислорода, способов смесеобразования, температуры окружающей среды и т. п. Для полного сгорания 1 кг топлива теоретически необходимое количество воздуха Lт (кг) определяется по формуле: Lт=(2,67С + 8Н + S – О) / 23,2, где коэффициенты в числителе показывают теоретически необходимое количество кислорода для окисления, соответственно 1 кг углерода (С), водорода (Н), и серы (S) определенное по химическим реакциям; состав топлива в процентах. В реальных условиях более полное сгорание топлива возможно при большем количестве воздуха по сравнению с теоретическим, называемым действительным количеством воздуха (Lд). Действительное количество воздуха определяют при сгорании топлива с помощью специальных расходомеров (ротационные, диафрагменные, турбинные и т. д.). Отношение действительно израсходованного количества воздуха к теоретически необходимому количеству называют коэффициентом избытка воздуха (α). α = Lд/Lт. Требуемая величина коэффициента избытка воздуха при сгорании может корректироваться по составу продуктов сгорания, который определяется с помощью газоанализаторов. Литература: 2, с. 7-19; 3, 5-35; 4. Вопросы для самопроверки
В настоящее время нефть – основной источник получения жидких топлив различных видов и назначений, смазочных и специальных масел, пластичных смазок и другой разнообразной продукции. На мировом рынке продают нефть двух сортов – «Brent» и «Urals». Нефть первого сорта добывают в странах Аравийского полуострова, в Венесуэле и Мексике, а второго – в России и странах Северной Европы. Нефть «Brent» дороже «Urals», так как содержит меньшее количество серы и имеет более высокую теплоту сгорания. Нефть представляет собой сложную смесь различных соединений углерода с водородом. По элементному составу она содержит 83…87% углерода (С), 11…14% водорода (Н), 0,1…1,2% кислорода (О), 0,02…1,7% азота (N) и 0,01…5,5% серы (S). В состав нефти входят три основных класса углеводородов: парафиновые, нафтеновые и ароматические. Парафиновые углеводороды (СnH2n+2) составляют основную массу нефти. Они могут быть нормального и изомерного строения. Парафиновые углеводороды нормального строения легко окисляются при повышенных температурах, поэтому не пригодны в топливах для карбюраторных двигателей, так как вызывают детонацию, но желательны в дизельных топливах (обеспечивая мягкую работу двигателей). Изомерные соединения обладают высокой детонационной стойкостью и поэтому являются основной частью современных бензинов. Парафиновые углеводороды имеют относительно высокую температуру застывания, что затрудняет их использование в зимних сортах дизельных топлив и масел. Нафтеновые углеводороды и их производные являются основной частью смазочных масел, их наличие желательно также в бензинах и дизельных топливах, особенно в зимних сортах, так как они имеют низкую температуру застывания. Ароматические углеводороды способствует повышению детонационной стойкости бензина, так как они имеют высокую устойчивость к окислению, но эти соединения нежелательны в дизельных топливах, потому что вызывают жесткую работу дизелей. В процессе переработки нефти образуются непредельные углеводороды, которые снижают стабильность получаемых нефтепродуктов. При хранении непредельные углеводороды могут соединяться друг с другом или окисляться кислородом воздуха, образуя смолистые высокомолекулярные соединения и органические кислоты. Большая часть этих соединений удаляется при очистке полученных нефтепродуктов. Переработка нефти осуществляется физическими и химическими способами. Физические способы переработки заключаются в разделении сырья на составные части по температурам кипения без изменения первоначального химического состава. К ним относятся прямая (атмосферная и вакуумная) перегонка нефти. Химические способы основаны на изменении первоначального химического состава перерабатываемого сырья, в результате чего образуются продукты с заранее заданными свойствами. На перерабатывающих нефтехимических заводах все способы переработки сырья взаимосвязаны. Полученные дистилляты не являются готовой (товарной) продукцией, а служат сырьем для производства марочного продукта. Ответственной и важной частью при получении топлив является очистка. Существуют химические и физические методы очистки. При химических методах нежелательные соединения, находящиеся в нефтепродуктах, вступают в химические реакции с реагентом (кислота, щелочь, гидрогенизация), а затем удаляются. При использовании физических методов очистка происходит путем растворения нежелательных соединений с помощью селективных растворителей или их адсорбции на поверхностно-активных веществах. Цель очистки – удаление из дистиллята вредных примесей (сернистых, азотных соединений, смолистых веществ, органических кислот и др.), а иногда и нежелательных углеводородов (непредельных, полициклических и др.). | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Добавить документ в свой блог или на сайт
