Классификация жидкого топлива для двигателей внутреннего сгорания и топочных устройств приведена на схеме; в основу классификации положены способы осуществления воспламенения и горения, а также назначение топлива.
Классификация жидкого топлива для двигателей внутреннего сгорания и топочных устройств приведена на схеме; в основу классификации положены способы осуществления воспламенения и горения, а также назначение топлива.
Нефть, выходящая из промысловых скважин, несет с собой попутный газ, песок, ил, кристаллы солей и воду в виде насыщенного раствора хлоридов.Попутные и растворенные в нефти газы отделяются на промысле в системе тра-пов-газосепараторов за счет последовательного снижения давления от давления в скважине до атмосферного. Г аз поступает на газобензиновые заводы или закачивается в скважины для поддержания в них пластового давления.
Разделение любой смеси (в частности, нефти) на фракции методом перегонки основано на различии в температурах кипения ее компонентов. Так, если нагреть смесь, состоящую из двух компонентов, и направить в адиабатический испаритель -пустотелый цилиндр (колонну), то компонент с более низкой температурой кипения переходит в пары, а компонент с более высокой температурой кипения остается в жидком состоянии. Полученные пары конденсируются, образуя дистиллят, неиспа-рившаяся жидкость называется остатком. Описанный процесс называется простой перегонкой с однократным испарением. Для наиболее полного разделения компонентов применяют более сложный вид перегонки - ректификацию. Ректификация заключается в противоточном контактировании паров, образующихся при перегонке, с жидкостью, получающейся при конденсации этих паров. Ее осуществляют в ректификационных колоннах, снабженных тарелками. Нагретая нефть вводится в нижнюю (отгонную) часть колонны, в верхнюю часть колонны подается холодное орошение.
Процессы вторичной переработки нефти подразделяют на термодеструктивные и термокаталитические.Вторичная (деструктивная) переработка нефти вызывает изменение химического состава фракций и остаточных продуктов прямой перегонки нефти. Сочетание первичных и вторичных процессов обеспечивает получение горючего заданного качества и в большом количестве.
Жидкие нефтяные топлива являются основным источником энергии практически для всех двигателей, применяемых на наземной, авиационной и морской технике.В этих условиях значительно возрастает роль химмотологии как науки о рациональном использовании горючего, смазочных материалов и технических жидкостей в технике. Повышение эффективности применения горючего может быть достигнуто за счет оптимизации уровня его качества, уменьшения затрат на его производство.
К физико-химическим относятся свойства, характеризующие состояние горючего и его состав. Ко второй группе относятся свойства горючего, обеспечивающие надежность и экономичность эксплуатации двигателей, машин и механизмов, а также обеспечивающие сохранность качества горючего и безопасности при его транспортировании, хранении и применении.
Бензины предназначены для поршневых авиационных и автомобильных двигателей с принципиальным воспламенением. Несмотря на различия в условиях их применения, авиационные и автомобильные бензины характеризуются общими показаниями качества, определяющими их эксплуатационные свойства, различаясь между собой численными значениями, как правило, более низкими для автомобильных бензинов. К бензинам относятся жидкие нефтяные топлива, предназначенные для применения в поршневых двигателях внутреннего сгорания с принудительным воспламенением (от искры). В зависимости от назначения их разделяют на автомобильные и авиационные.
Автомобильные бензины являются самым массовым продуктом нефтехимической промышленности. Около 25% нефти, добываемой в мире, превращается в бензин. Получение бензинов из альтернативного сырья: каменного угля, сланцев, битуминозных песков и природного газа - пока ограничено.
Авиационные бензины предназначены для применения в поршневых авиационных двигателях. В авиационных двигателях используется принудительный впрыск топлива во впускную систему, что определяет некоторые особенности авиационных бензинов по сравнению с автомобильными. Более высокие требования к качеству авиационных бензинов определяются также жесткими условиями их применения.
К основным эксплуатационным свойствам бензинов относятся: горючесть, испаряемость и склонность к отложениям.Горючесть - способность бензинов к горению в условиях применения.Топливовоздушная смесь (ТВС) поступает в цилиндры двигателя, где смешивается с продуктами сгорания, сжимается и поджигается.
К дизельным топливам относятся топлива для двигателей с воспламенением топливно-воздушной смеси от сжатия (дизелей).Дизельные двигатели на 25-30 % более экономичны, чем карбюраторные, а стоимость производства дизельных топлив ниже, чем бензинов, поэтому для дизельных топлив в топливно-энергетическом балансе и общий объем их производства во всех развитых странах мира постоянно увеличивается.
Условия применения дизельных топлив определяются особенностями рабочего процесса дизеля и условиями эксплуатации изделий различной техники, на которой установлены дизели.Рассмотрим влияние этих факторов на требования к качеству.
Современные дизельные топлива получают из продуктов прямой перегонки нефти, которую, в свою очередь, могут подвергать очистке и депарафинизации. Большое внимание уделяется получению смесевых дизельных топлив, состоящих из продуктов прямой перегонки и легких дистиллятов газойлей каталитического крекинга тяжелых нефтепродуктов.
Топлива для средне- и малооборотных дизелей вырабатываются по ГОСТ 1667-68 марок ДТ и ДМ.Топливо ДТ предназначено для среднеоборотных и малооборотных дизелей. Его получают смешением дистиллятов с остаточными продуктами прямой перегонки или крекинга.
Воспламеняемость дизельных топлив определяется их химическим составом. Воспламеняемость оказывает влияние на продолжительность запуска, мощность, экономичность и надежность работы двигателя.При низких температурах влияние цетанового числа на продолжительность запуска двигателя сказывается сильнее, чем при высоких.
Воспламеняемость дизельных топлив является важным эксплуатационным свойством, влияющим на экономичность, время запуска, мощность и др. характеристики работы двигателя. Однако беспредельное улучшение воспламеняемости, так же, как и уменьшение, неоправданно, ее значение должно быть оптимальным.
Коррозионность дизельных топлив проявляется в условиях хранения, транспортировки и применения в двигателе. Коррозионно активными соединениями в дизельном топливе являются органические кислоты и сернистые соединения, а также попадающие извне минеральные кислоты и щелочи.
Использование воздушно-реактивных двигателей (ВРД) в авиации дало возможность преодолеть звуковой барьер скорости, увеличить высоту и дальность полета самолетов. Уже достигнуты скорости 2 - 4 М, т.е. в 2 - 4 раза превышающие скорость звука; создаются гиперзвуковые летательные аппараты с еще большими скоростями полета. Постепенно авиационная техника смыкается с космической. Пилотируемый космический корабль многоразового действия несет в себе многие качества самолетов, а беспилотный летательный аппарат с ВРД называют крылатой ракетой. Самолеты с воздушно-реактивными двигателями составляют основу современной авиации, вытеснив самолеты с поршневыми двигателями, эксплуатационные характеристики которых значительно хуже.
Создание и применение АГТД (авиационных газотурбинных двигателей) стало необходимым условием развития авиации, т.к. поршневые двигатели не могли обеспечить требуемых скоростей и потолка летательных аппаратов.
Химмотология выделяет и изучает следующие эксплуатационные свойства авиационных керосинов: прокачиваемость, испаряемость, горючесть, склонность к образованию отложений, совместимость с конструкционными материалами, защитные, охлаждающие, токсичность.
Основными летно-техническими данными самолета являются: скороподъемность, дальность, продолжительность, максимальная скорость и высота полета. Значения указанных характеристик главным образом определяются аэродинамическими показателями летательного аппарата и тягово-экономическими данными двигателя.