Вариант 15 Задача №1 icon

Вариант 15 Задача №1



НазваниеВариант 15 Задача №1
Дата конвертации16.09.2012
Размер108.13 Kb.
ТипЗадача

ВАРИАНТ 15


Задача № 1.


Дано: Qв = 38000 кДж/кг, Нр = 14,6 %, Wp = 0,4%.

Определить низшую теплоту сгорания рабочего топлива, если известна его высшая теплота сгорания Qв и содержание в нем водорода Нр и

воды Wр. Как производится определение теплоты сгорания топлива

опытным путем?


Решение:


Низшую теплоту сгорания рабочего топлива вычислим по формуле:

Qн = Qв – 25,12 (9Н + W)

Qн = 38000 – 25,12 (9 · 14,6 + 0,4) = 34683 (кДж/кг)


Теплота сгорания топлива опытным путем определяется использованием калори­метрической установки. Сущность метода за­ключается в сжигании навески испытуемого жидкого топлива в калориметрической бомбе (при постоянном объеме) в среде сжатого кислорода и определении коли­чества теплоты, выделившейся при сгорании.

Калориметрическая бомба, изготовленная из нержа­веющей стали, представляет собой толстостенный ци­линдрический сосуд, закрытый крышкой. Она крепится к корпусу накидной гайкой. В ее каналы для впуска и выпуска газов ввернуты штуцера с колпачками. Трубка предназначена для заполнения бомбы кислородом, одновременно она служит электродом. Выпускной штуцер снабжен игольчатым вентилем. В крышку ввернут токоведущий стержень с кольцом для удержания чашки. Бомба самоуплотняется давлением наполняющего ее газа; при гидравлическом испытании она должна выдерживать давление 10 МПа.

Бомбу помещают в калориметр, который состоит из калориметрического сосуда и термостатирующей оболочки. Калориметрический сосуд цилиндрической формы выполнен из тонкого тщательно отполированного металлического листа. Оболочка представляет собой двухстенный металлический кожух, защищающий калориметрический сосуд от воздушных потоков и колебаний температуры окружающей среды.

В чашечку наливают 0,5...0,6 г испытуемого нефтепродукта. Между электродами и прикрепляют запальную проволоку (железную, никелиновую, константановую или медную) диаметром 0,1...0,2 мм. Ее изгиба­ют в виде петли, в которую укрепляют полоску запальной пленки. В бомбу наливают 1 мл дистиллированной воды.

Между бомбой и кисло­родным баллоном включают редуктор с манометром и напол­няют калориметрическую бомбу до требуемого давле­ния (2,9 МПа для жидкого топлива).

Бомбу устанавливают на дно калориметрического со­суда, который заливают ди­стиллированной водой до полного погружения бомбы. Колпачки долж­ны выступать над водой. Температуру воды в калори­метре замеряют специаль­ным термометром с ценой деления 0,01 °С. Мешалка, приводи­мая в действие с помощью электромотора, быстро и полностью перемешивает воду в сосуде.


Испытание разделяется на три периода: начальный, который предшествует сжи­ганию топлива и служит для учета теплообмена калори­метрической системы с окру­жающей средой в условиях начальной температуры испытания; главный, в котором происходит сгорание топлива, передача выделившейся теплоты калориметрической системе и выравнивание температуры всех ее частей; конечный, который служит для учета теплообмена калориметрической системы с окружающей средой в условиях конечной температуры испытания.

Температуру во время испытаний по термометру от­считывают в целых и дольных частях деления шкалы. В начальном периоде после нулевого отсчета температу­ры делают пять отсчетов по шкале термометра с интер­валом в 1 мин. При отсчете температур используют секундомер. При последнем отсчете замыкают цепь электрического тока, подсоединенную к клеммам бом­бы. Происходит запал топлива. После этого начинается главный период, в котором отсчеты температуры прово­дят через каждые 0,5 мин. Интервал между последним отсчетом в начальном периоде и первым отсчетом в главном периоде является первым интервалом главного пе­риода.

Главный период закапчивается с наступлением рав­номерного изменения температуры воды в калориметрическом сосуде. Интервал с равномерным изменением температуры относят к конечному периоду. За последним отсчетом главного периода следует первый полуминутный интервал конечного периода. Всего в конечном периоде проводят десять отсчетов температуры через каждые 0,5 мин.

По окончании испытания выключают электромотор, приподнимают термометр, снимают крышку калориметра, отключают провода от бомбы, вынимают бомбу из воды и вытирают ее снаружи. Затем отвинчивают колпачок с выпускного штуцера и выпускают газы, отвинчивают накидную гайку и снимают крышку. Жидкость из бомбы выливают, внутренние части бомбы промывают дистиллированной водой и тщательно вытирают.

Удельная теплота сгорания в бомбе находится по формуле:

,

где С – теплостойкость калориметрической системы, кДж/с;

t1, t2 – соответственно начальная и конечная температура воды;

∆t – поправка к показаниям термометра, учитывающая теплообмен калориметра с окружающей средой;

q – удельная теплота сгорания запальной проволоки, кДж/кг;

m1 – масса проволоки для запала, кг;

m – масса навески (нефтепродукт), кг;

m2 – масса пленки, кг;

Qпл – удельная теплота сгорания пленки.


Задача № 2


Дано: Марка автомобильного бензина АИ-92.

Октановое число бензина по моторному методу 84/М.

Температура перегонки 10% - 700 С.

Температура перегонки 50% - 118 0 С.

Температура перегонки 90% - 183 0 С.

Давление насыщенных паров – 66850 Па.


Оценить детонационную стойкость бензина, его пусковые свойства, приемистость двигателя при работе на этом бензине, полноту испарения и склонность к шлакообразованиям?

Будет ли происходить смыв масла со стенок цилиндра при работе двигателя? Возможно ли будет образование в жаркие дни в системе питания паровых пробок?


Решение:


Детонационная способность бензина АИ-92 не совсем хорошая, т.к. октановое число, данное в задаче, равно 84, по ГОСТ 2084-77 для данного типа бензина октановое число должно быть не менее 91.

Температура перегонки 10% бензина характеризуют пусковые свойства топлива. Чем ниже температура выкипания этой фракции, тем лучше пуск двигателя. Для бензина АИ-92 летних сортов необходимо, чтобы 10% топлива выкипало при температуре не выше 750 С. По условию задачи температура перегонки 10% равно 700 С. Пусковые качества топлива отличные, изнашиваний деталей не будет, также не будет смываться масло с поверхности цилиндров.

Температура перегонки 50% бензина характеризует скорость прогрева и приемистость двигателя. Температура перегонки 50% летнего бензина марки АИ-92 должна быть не более 1200 С. По условию задачи температура 1180С. Бензин с такой температурой перегонки будет быстрее испаряться во впускном трубопроводе, наполнение цилиндра горючей смесью улучшится, мощность двигателя увеличится.

Температура перегонки 90% бензина и конца его кипения характеризует полноту его испарения. Температура перегонки 90% летнего бензина марки АИ-92 должна быть не более 1900 С. По условию задания температура 1830С. Следовательно, будет нормальная испаряемость топлива, низкий износ двигателя, т.к. не смывается смазочное масло и на деталях не образуется отложений.

Давление насыщенных паров летнего бензина всех марок должно быть не более 66700 Па. По условию задачи давление насыщенных паров составляет 66850Па. Таким образом, образование паровых пробок не исключается.





Задача № 3.


Установить марку дизельного топлива, предназначенного для работы в тракторах и автомобилях при заданной температуре окружающего воздуха. Определить вид топлива, если содержание серы в нем известно. Как отразится величина цетанового числа на работе дизельного двигателя и содержание фактических смол на его техническое состояние? Укажите для установленной марки дизельного топлива температуру помутнения, застывания и вспышки. Как влияет величина этих параметров на качество топлива?

Дано: Температура окружающего воздуха - -100С.

Цетановое число – 45.

Массовая доля серы – 0,05.

Концентрация фактических смол 26 мг на 100 см3 топлива.


Решение:


Марка топлива – З-0,2-(-35). Зимнее топливо, по содержанию серы относится кпервому виду, значение температуры застывания было взято из справочника.

Цетановое число дизельного топлива влияет на запуск двигателя. Для нормального пуска и плавной работы дизеля необходимо, чтобы топливо зимних сортов имело цетановое число не менее 45 ед. По условию задания цетановое число равно 45.

Фактические смолы – это остаток, образовавшийся в стеклянной чашке после испарения определенного объема испытуемого топлива на водяной бане в струе воздуха. Концентрация фактических смол влияет на способность топлива противостоять повышенному образованию нагара и закоксовыванию форсунок. При ухудшении распыления топлива нарушается смесеобразования, происходит неполное его сгорания, что приводит к дымлению, снижению мощности дизеля и повышенному расходу топлива.

Концентрация для зимнего дизельного топлива не должна превышать 30 мг на 100 см3. По условию задачи концентрация фактических смол 26 мг на 100 см3 топлива.

Температура помутнения – это температура, при которой меняется фазовый состав топлива, парафиновые углеводороды переходят в твердое состояние. При этой температуре топливо в условиях испытания начинает мутнеть. Появившиеся кристаллы забивают топливные фильтры, что ведет к нарушению или прекращению подачи топлива. Для зимних дизельных топлив температура помутнения не должна превышать -250 С для умеренной климатической зоны и – 350 С для холодной зоны.

Температура застывания – это температура, при которой топливо полностью теряет подвижность. При температуре застывания топлива кристаллическая структура настолько упрочняется, что топливо теряет текучесть и приобретает студнеобразный вид. Температура застывания не должна превышать -350С для умеренной климатической зоны и -450С для холодной зоны.

Температура вспышки – это минимальная температура, до которой необходимо нагреть топливо, чтобы пары, образующиеся над его поверхностью, вспыхивали при поднесении открытого пламени. По температуре вспышки оценивают огнеопасность нефтепродуктов, а также количество фракций с высоким давлением паров. Для зимнего топлива температура вспышки не должна быть ниже 350С.


Задача № 4.


Дана группа моторного масла по эксплуатационным свойствам, класс вязкости и значение кинематической вязкости при 1000С. В соответствии с классификацией моторных масел установить марку масла для конкретного типа двигателя и указать величину индекса вязкости. Содержит ли это масло загущающую (вязкостную) присадку? Указать выпускается ли она в настоящее время и допускается ли к назначению вновь разрабатываемую и модернизированную технику? Как определяется кинематическая вязкость масла?

Тип двигателя – дизельный.

Группа масел по эксплуатационным свойствам – В2 .

Класс вязкости – 8.

Кинематическая вязкость при 1000 С – 8 сСт.

Кинематическая вязкость при 400 С – 72.5 сСт.


Решение:

Марка моторного масла: М-8-В2. Рекомендуемая область применения: среднефорсированные дизели, предъявляющие повышенные требования к антикоррозионным, противоизносным свойствам масел и склонности к образованию высокотемпературных отложений. Используется данное масло в летнее время, но можно использовать и как всесезонное. Не содержит загущающих присадок.

Индекс вязкости для данного масла определим из таблицы 6.5 [1]

Для масел без загущающих присадок индекс вязкости не должен быть ниже 95.

Нефтеперерабатывающие заводы нашей страны применяют маркировку масел согласно международным стандартам (SAE). Согласно этой классификации масла делят по вязкостным характеристикам на 11 классов, шесть из которых относятся к зимним (SAE 0W, 5W, 10W, 15W, 20W, 25W). Пять классов относятся к летним маслам (SAE 20, 30, 40, 50, 60).

Согласно ГОСТ 17479.1-85 класс вязкости 8 соответстует по SAE 20.

Метод определения кинематической вязкости заключается в измерении времени истечения определенного объема жидкости под действием силы тяжести через калиброванный стеклянный капиллярный вискозометр. Для вискозометров используют стекла с малым коэффициентом температурного расширения.

В качестве термостата или бани вискозиметра используют прозрачный сосуд. Нефтепродукт, находящийся в вискозиметре, погружают не менее чем на 20 мм ниже уровня жидкости в бане и на 20 мм над дном сосуда. Баню вискозиметра снабжают устройством для регулирования температуры жидкости.

Для заполнения термо­стата используют следую­щие жидкости: технический этиловый спирт — для тем­пературы от —60 до +15 °С; дистиллированную воду — для температуры от 15 до 60°С; глицерин или раствор глицерина с водой 1:1 или светлое нефтяное масло – для температуры свыше 600С.

Перед проведением испыта­ния подбирают вискозиметр с пределами измерения, со­ответствующими ожидаемой вязкости испытуемого неф­тепродукта. Вискозиметр должен быть сухим и чистым. Между определениями вискозиметр промывают раство­рителем и сушат воздухом. В качестве растворителей применяют бензин-растворитель для резиновой промыш­ленности, нейтральный эфир, ацетон, толуол и т.п. Пе­риодически вискозиметр промывают хромовой смесью, затем прополаскивают дистиллированной водой, ацето­ном и сушат воздухом.

Пробу нефтепродукта фильтруют через сито, стеклян­ный или бумажный фильтр. При необходимости нефте­продукт сушат безводным сульфонатом натрия или про­каленной крупнокристаллической поваренной солью и затем фильтруют через бумажный фильтр. Если вяз­кость нефтепродукта определяют при температуре ниже 95°С, то его предварительно подогревают. Вискозиметр заполняют испытуемым нефтепродуктом и помещают в баню, где устанавливают нужную температуру.

Рассчитывают кинематическую вязкость испытуемого нефтепродукта по формуле:

ν = с · t,

где ν – кинематическая вязкость, сСт;

с – калибровочная постоянная вискозометра, сСт/с;

t – среднее арифметическое значение времени истечения, с.


Задача № 5.


Установить группу и марку моторного масла, предназначенного для работы двигателя указанной форсированности в определенный период года. Оцените вязкостно-температурные свойства масла по величине индекса. Вязкость и склонность его к лако- и нагарообразованию по назначению термоокислительной стабильности.

Двигатель – высокофорсированный карбюраторный.

Время года – зима.

Индекс вязкости – 75.

Термоокислительная стабильность при 2500С – 45 мин.


Решение:


Марка масла – М-4з-Г1. для высокофорсированных бензиновых двигателей, работающих в тяжелых эксплуатационных условиях, способствующих окислению масла, образованию всех видов отложений и коррозии. Используется данное масло в зимнее время.

Индекс вязкости для зимних моторных масел должен быть не менее 120. По условию задачи индекс вязкости 75. Технико-эксплуатационные свойства масла низкие.

Термоокислительная стабильность моторного масла выражается временем, в течении, которого испытуемое масло при температуре 2500С превращаться в остаток, состоящий из 50% рабочей фракции и 50% лака. Термоокислительная стабильность характеризует свойство масла под действием высокой температуры образовывать на поверхности поршневой группы двигателей лаковые отложения. Моторное масло должно обладать высокой термоокислительной стабильностью.

По условию задачи термоокислительная способность данного моторного моторного масла составляет 45 мин. Судя по времени, склонность к образованию лаковых отложений составит около 30 %. [1].


ЛИТЕРАТУРА.

1. А.В. Кузнецов. Топливо и смазочные материалы. М., КолосС, 2004.




Похожие:

Вариант 15 Задача №1 iconЗадача 1 задача 2 задача 3 задача 4 задача 5
Вычислить момент инерции твёрдого тела y(x) при х изменяющемся от a и b. Построить график этой функциональной зависимости на интервале...
Вариант 15 Задача №1 iconКонтрольная работа Вариант 4 Задача №1

Вариант 15 Задача №1 iconОглавление Задача №1 стр Задача №2 стр Задача №3 стр Задача №4 стр Задача №5 стр
Даны действительные числа X, y. Определить, принадлежит ли точка с координатами (X, y) заштрихованной области
Вариант 15 Задача №1 iconЗадача №1 Задача №2 Задача №3 Задача №4 Задача №5
Число оборотов двигателя зависит от температуры x. Вычислить число оборотов двигателя y(x) при температуре a и b. Построить график...
Вариант 15 Задача №1 iconЗадача №1 задача №2 задача №3 задача №4 задача №5
Число оборотов двигателя y функционально зависит от температуры x. Вычислить число оборотов двигателя y(x) при температуре a и b....
Вариант 15 Задача №1 iconЛабораторная работа по информатике Excel студентка гр. Экл-31 Ковалева Диана Оглавление Задача №1 Задача №2 Задача №3

Вариант 15 Задача №1 iconВариант №5 Задача №1
Вычислить объём тела с помощью кратного интеграла, используя подходящую замену переменных
Вариант 15 Задача №1 iconЗадача по теме Записи. Найдите свой вариант. И оформите задачу в Текстовом редакторе
Условие (напечатайте!). Решение с комментариями. Текст из файла. Скриншот из Паскаля с результатами
Вариант 15 Задача №1 iconВариант 55 Задача №1
Определить низшую теплоту сгорания рабочего топлива, если известна его высшая теплота сгорания Qв и содержание в нем водорода Нр...
Вариант 15 Задача №1 iconВариант 85 Задача №1
Определить низшую теплоту сгорания рабочего топлива, если известна его высшая теплота сгорания Qв и содержание в нем водорода Нр...
Разместите кнопку на своём сайте:
Документы


База данных защищена авторским правом ©lib.podelise.ru 2000-2014
При копировании материала обязательно указание активной ссылки открытой для индексации.
обратиться к администрации
Документы

Разработка сайта — Веб студия Адаманов