Дизельное топливо — это широко распространенное нефтяное топливо, которое служит топливом для двигателей внутреннего сгорания автомобилей и техники. Производится путем фракционной перегонки нефти и должно соответствовать различным ГОСТам и европейским экологическим стандартам по качеству, составу и плотности.
Плотность дизельного топлива
Плотность дизельного топлива является очень важным фактором при оценке его качества. Она представляет собой меру массы топлива в килограммах в кубическом метре (кг/м3 или г/см3). Эта величина важна, поскольку позволяет оценить, как топливо будет сохранять свои характеристики в различных температурных условиях.
Удельный вес смеси определяется также наличием в ней присадок или сверхтяжелых фракций, которые могут негативно влиять на качество топлива.
Влияние температуры на плотность дизельного топлива
Масса дизельного топлива зависит от температуры: чем жарче климат, тем меньше плотность топлива. Для получения наилучших результатов термометр должен быть установлен в диапазоне 18–20°C. Для отслеживания этого показателя используется аэрометр, к расчету которого добавляется поправочный коэффициент 0,0007 г/см3 на 1°C.
Плотность и дизельное топливо: обзор нормативных документов
В ГОСТ Р 305−82 изложены нормативные требования к дизельному топливу, выходящие за рамки плотности, в том числе:
-
Массовая доля серы;
-
Климатические условия эксплуатации;
-
Маркировка;
-
Классификация;
-
Экологические классы и другие характеристики.
Связь плотности с топливной экономичностью
Плотность дизельного топлива напрямую влияет на его экономичность.
Плотность и расход дизельного топлива зависят от температуры
Удельный вес дизельного топлива и его расход зависят от температуры. Энергия, выделяемая при сгорании дизельного топлива, пропорциональна удельному весу, поэтому летнее дизельное топливо более экономично. Однако в холодное время года использование этого топлива не столь выгодно. Это связано с тем, что в состав летнего дизельного топлива входят углеводороды керосин-газ-масло, несущие в себе весь запас энергии, а также растворенный парафин. При понижении температуры парафин замерзает, что приводит к увеличению вязкости и плотности дизельного топлива, а также к снижению пропускной способности фильтрующего элемента.
Плотность дизельного топлива
Соотношение фракций в дизельном топливе напрямую влияет на его плотность. При преобладании более тяжелых углеводородов снижается качество впрыска топлива в камеру сгорания через форсунки. Это связано с тем, что из-за высокой температуры кипения тяжелых фракций ухудшается смешивание с частицами воздуха. Таким образом, для воспламенения паров дизельного топлива требуется более высокая температура.
Зимнее топливо необходимо для дизельных двигателей
Зимнее топливо необходимо для оптимальной работы дизельных двигателей в условиях низких температур. Оно содержит присадки, снижающие степень застывания парафина и повышающие его вязкость. Некоторые считают, что достаточно добавить эти присадки в летнее дизельное топливо, чтобы оно стало пригодным для использования зимой, но, к сожалению, это мнение ошибочно. Такие присадки лишь снижают температуру загустевания горючей смеси, а на плотность дизельного топлива существенного влияния не оказывают. Поэтому в холодное время года на первый план выходит значение удельного веса топлива, а в летнее время — содержание серы и цетановое число.
Расчет плотности, массы и объема дизельного топлива
Из-за снижения плотности дизельного топлива для зимнего использования расход топлива будет повышенным. Кроме того, на величину расхода дизельного топлива влияют обледенелые и заснеженные дороги, что затрудняет движение.
Для расчета плотности, массы и объема дизельного топлива по ГОСТу используются специальные формулы.
Плотность дизельного топлива
Плотность топлива — это отношение массы к объему, т. е. p = m/V. Согласно ГОСТу, плотность летнего дизельного топлива составляет 860 кг/м3, зимнего — 840 кг/м3, а арктического — 830 кг/м3. Таким образом, в 1 л летнего дизельного топлива содержится 860 г, зимнего — 840 г, а арктического — 830 г. В пересчете на массу 1 кг летнего дизельного топлива составит 1,163 л, зимнего — 1,19 л и арктического — 1,205 л.
Проверка качества дизельного топлива
Чтобы гарантировать качество получаемого дизельного топлива, следует приобретать его у надежных поставщиков с хорошей репутацией. Тем не менее, если вы все еще сомневаетесь, вы можете провести собственное исследование для проверки плотности дизельного топлива. Обычно это делается в зимнее время, причем идеальная температура для проведения испытаний не должна быть холоднее −10°C (или −20°C для арктического дизельного топлива).
Стандартные значения плотности топлива
Стандартные эталонные значения плотности, массы и объема дизельного топлива рассчитываются при температуре 20°C. При изменении температуры эти показатели можно найти в специальных таблицах.
Проверка качества топлива
Наиболее эффективным способом проверки качества топлива является визуальный осмотр. Если капли ДТ на кромке остаются прозрачными и не затвердевают, значит, продукт находится в хорошем состоянии.
Простая методика оценки приблизительной плотности топлива заключается в том, чтобы нанести небольшое количество ДТ на стальную поверхность. Наблюдайте за помутнением и за тем, как смесь растекается. Если текучесть нормальная, то дизельное топливо хорошего качества. Если же оно мутнеет и начинает загустевать, значит, оно не соответствует стандартам. Качественное зимнее дизельное топливо не должно застывать даже при температуре −40°С.
Более точное исследование
Контейнер, заполненный топливом, помещался в помещение с температурой около 20°C. Температуры воздуха и топлива выравнивались, после чего измерялась плотность дизельного топлива с помощью гидрометра. Полученные показания сравнивались с эталонными значениями, которые для дизельного топлива (АИ-92) составляют 760 кг/м3, АИ-95 — 750 г/см3 и АИ-98 — 780 кг/м3. Наименьшую плотность имел сжиженный газ — 530 кг/м3, а наибольшую — авиационный керосин — 810 кг/м3.
Расчет плотности дизельного топлива
Для определения плотности дизельного топлива необходимо выполнить следующие действия:
-
Установить индикатор ДТ при температуре +20°C.
-
С помощью термометра определить текущую температуру топлива. Допустим, она составляет +30°C.
-
Рассчитайте разность температур: 30°C — 20°C = 10°C.
Расчет корректирующего коэффициента
Умножьте 10 на 0,0007, чтобы получить 0,007 г/см3 или 7 кг/м3.
Вычесть поправочный коэффициент из эталонного значения
Если температура дизельного топлива выше +20°C, вычтите поправочный коэффициент из справочного значения. Например, для летнего дизельного топлива: 860−7= 853 кг/м3.
При необходимости добавьте поправочный коэффициент.
Если температура дизельного топлива ниже +20°C, то необходимо не вычитать, а прибавлять поправочный коэффициент к справочному значению.
Особенности эксплуатации дизельного топлива
Плотность дизельного топлива имеет огромное значение при учете условий, в которых оно будет применяться, и того, как оно может повлиять на работу двигателя. Неправильный выбор или несоответствующее качество топлива (несоответствие плотности дизельного топлива требуемой) может привести к засорению фильтров, снижению эффективности работы двигателя и увеличению расхода топлива из-за дополнительной нагрузки на топливную систему. Кроме того, частое использование дизельного топлива неправильного типа или топлива, не соответствующего требованиям по плотности, может привести к преждевременному выходу двигателя из строя.
Переход на летнее дизельное топливо
Если температура наружного воздуха даже ночью не опускается ниже нуля, рекомендуется переходить на летнее дизельное топливо. Этот вид топлива специально разработан для работы в теплых условиях при температуре до 45°C.
Несоблюдение правил эксплуатации может привести к снижению мощности двигателя, а также к увеличению дымности. Другими словами, при использовании зимнего дизельного топлива в жарких условиях можно ожидать нежелательных последствий.