Методические указания по проведению лабораторной работы "Определение качества дизельного топлива" для специальности 23.02.07,23.02.04
методическая разработка

ОГБПОУ «СМОЛЕНСКИЙ АВТОТРАНСПОРТНЫЙ КОЛЛЕДЖ

имени Е. Г. Трубицына»

Дисциплина:  

«Автомобильные эксплуатационные материалы» (23.02.07)

«Эксплуатационные материалы» (23.02.04 )

«Материаловедение» (23.02.01)

УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ

по теме: «Определение качества дизельного топлива»

Преподаватель: Лепешкова Ж.В.

Смоленск

Лабораторная работа №2

  «Определение качества дизельного топлива»

Цели:

1.  Образовательные:

• закрепление ранее пройденного материала по теме «Дизельные топлива»;

2.  Развивающие:

• Развитие умений использовать приобретенные ранее знания по теме;
• Развитие навыков групповой самоорганизации, умение вести диалог (коммуникативных умений);
• Развитие навыков самостоятельного мышления;
• Развитие логического мышления на основе установления причинно-следственных связей и сравнительного анализа;
• Развитие навыков четко формулировать свои мысли.

3.  Воспитательные:

• Воспитание дисциплинированности и аккуратности в практической деятельности;
• Воспитание четкого выполнения норм техники безопасности, соблюдения экологических параметров;
• Воспитание уверенности в своих силах, квалифицированного подхода к будущей профессии;
• Воспитание понимания необходимости завершать любой мыслительный процесс.

Задачи учебного занятия:

1.   Систематизация и обобщение знаний по теме «Дизельные топлива».

2.   Выполнение определенного вида работ с целью применения знаний на практике.

3.   Обобщение результатов деятельности группы в целом и каждого студента.

4.   Контроль уровня подготовленности студентов и его оценка.

Оборудование:

• Мультимедийная техника
• Образцы дизельных топлив - 10
• Мерные цилиндры 50мл - 10
• Вискозиметр ВПЖ-2 - 10
• Ветошь
• Медицинская груша- 10
• секундомер

Методическое обеспечение:

• Хронокарта
• Раздаточный материал (ГОСТ, ТУ)
• Алгоритм работы
• Опорные конспекты
• Тестовое задание по теме «Дизельные топлива» - 15 вариантов
• Указания по проведению лабораторной работы «Определение качества дизельного топлива» - 10 экземпляров.

Лабораторная работа

по теме  «Определение качества дизельного топлива»

Алгоритм работы

Лабораторная работа № 2

«Определение качеств дизельного топлива»

Цель работы :

1.  Знакомство с методами определения вязкости топлива.

2.  Закрепление знаний основных марок дизельных топлив и ГОСТа на них.

3.  Приобретение   навыков   по   оценке   качества   дизельных   топлив   и   установление   условий применения их для автомобилей.

Последовательность выполнения работы.

1.  Оценить испытуемый образец дизельного топлива по внешним признакам

2.  Определить для образца кинематическую вязкость при 20°С.

3.  Показать преподавателю результаты и получить от него для испытуемого образца значения цетанового числа и содержания серы.

4. Определить значение цетанового числа топлива расчетным путем.

5.  Установить по имеющимся данным марку испытуемого топлива, соответствие его ГОСТу и решить вопрос о его применении для автомобилей.

6.  Оформить отчет по работе .

Указания по проведению испытания

1. Оценка дизельных топлив по внешним признакам

Оценку дизельных топлив проводят аналогично бензинам. Дополнительно необходимо указать цвет и запах дизельного топлива.

Все дизельные топлива окрашены , что связано с наличием в них растворенных смол. В зависимости от природы и количества смол цвет топлив, определенный в стеклянных цилиндрах диаметром 40-55 мм, изменяется от желтого до светло-коричневого. Чем светлее топливо, тем меньше в нем смолистых веществ и тем выше его качество.

Запах у дизельных топлив нерезкий, типичный для нефтепродуктов. Зимние и арктические сорта дизельных топлив мало отличаются по фракционному составу от керосинов, поэтому по запаху они в известной мере могут быть схожи с керосинами.

2. Определение вязкости

Вязкость принято выражать в единицах кинематической вязкости, которая определяется с помощью капиллярных вискозиметров. Для определения кинематической вязкости используются вискозиметры различных типов. Наибольшее распространение получили вискозиметры типа ВПЖ-2 и вискозиметр Пинкевича .

При определении кинематической вязкости необходимо:

Заполнить почти до краев имеющийся на рабочем месте формовочный тигель    испытуемой жидкостью

1.  Надеть резиновую трубку на полый остаток 5 вискозиметра ВПЖ-2 и последний перевернуть, направив открытыми концами вниз. Затем зажать нижнюю часть широкого колена между средним и указательным пальцами правой руки, так чтобы большим пальцем можно было закрыть с торца широкое колено и взять в рот свободный конец резиновой трубки. После этого взять в левую руку тигель с топливом и опустить в него (до дна) узкое колено 4 вискозиметра.

2.  Создавая ртом разряжение, осторожно заполнить топливом через колено 4 шарики 3 и 2 . Когда уровень топлива достигает метки В, следует выпустить резиновую трубку изо рта и быстро перевернуть вискозиметр, направив открытые концы его колен вверх.

3.  Снять резиновую трубку с отростками 5 и тем же концом одеть на колено 4, предварительно обтер его тканью или фильтровальной бумагой.

4.   Использующиеся в работе вискозиметры представляют собой очень хрупкие приборы. В связи с этим при работе с ними надо проявлять максимум осторожности   и в частности, держать и закреплять   их   следует  только   за  одно   колено.   Наиболее   часто   поломка  вискозиметров происходит при надевании и снимании резиновой трубки, поэтому при этой операции нужно держать их именно за то колено, на которое надевается или с которого снимается резиновая трубка.    Кроме   этого   необходимо   иметь   в   виду,   что   любой   вискозиметр   становится неработоспособным, если во внутреннюю полость его попадает вода или даже ее пары. По этой причине при заполнении вискозиметра    и при определении вязкости не следует допускать попадания в него воды, слюны и нагнетания воздуха из легких.

     7.   Вычислить кинематическую вязкость по формуле    ν20  = С*τср,

            где С - постоянная вискозиметра в мм /сек (выписывается из паспорта на данный экземпляр

                                  вискозиметра)

          τср - среднее арифметическое из учитываемых пяти отсчетом времени испытания

                                       испытуемой жидкости, сек.

  Вычисленное значение ν20 округлить с точностью до третьего знака .

3. Определение температуры застывания

Одним из показателей низкотемпературных свойств дизельного топлива является температура застывания, т.е. наивысшая температура, при которой в стандартном приборе наклоненном под углом 45°, в течении одной минуты не обнаруживается подвижности. При определении температуры застывания необходимо :

1.  В пробирке 4 с внутренним диаметром 20 мм налить испытуемое топливо, предварительно проверенное на отсутствие воды. Уровень топлива после погружения в него термометра 1 должен совпадать с меткой, нанесенной на наружной поверхности пробирки и отстоящей от дна последней на 30 мм. Термометр 1 центрируется и крепится в пробирке 4 с помощью пробки 2, причем его ртутный или спиртовой резервуар должен занимать центральное место в объеме налитого    топлива.    Чтобы   в    слоях,    примыкающих    к    стенкам    пробирки,    исключить переохлаждение  испытуемого  нефтепродукта,  вокруг  нее,  по  возможности  соосно  с  ней, укрепляется на пробирке 3 еще стеклянной муфтой 5.

Если при этой температуре уровень испытуемого продукта при наклоне прибора на 45° за 1 мин смещается, то значит, данный продукт соответствует по температуре застывания стандарту

4. Определение цетанового числа дизельного топлива

ЦЧ топлива зависит от количества атомов углерода в молекулах (фракционного состава топлива) и их строения (группового состава топлива). Чем больше молярная масса углеводорода, тем при прочих равных условиях выше его ЦЧ .

Цетановое число топлив с присадками определяется по формулам :

,

где - кинематическая вязкость.

Для определения плотности дизельного топлива с помощью ареометра в данной работе используется стеклянный мерный цилиндр на 250 мл, который надо заполнить испытуемым образцом до уровня, ниже от верхнего обреза цилиндра на 5-6 см. Затем ареометр осторожно опустить в наполненный цилиндр на возможно большую глубину. После того как прекратятся вертикальные колебания ареометра и при условии, что он не будет касаться стенки цилиндра, произвести отсчет плотности по верхнему краю мениска с точностью до третьего знака после запятой, при этом глаз должен находиться на уровне, отмеченном на рисунке 1.2 линией АВ. Спустя не менее 1 минуты после погружения ареометра записать температуру топлива, отсчитывая ее с точностью до градуса по термометру, вмонтированному в нижнюю часть ареометра.

ρ20 = ρt + γ (t -20), кг/м3

где γ - зависящая от величины плотности температурная поправка, значения которой приведены в таблице 1;

t - температура нефтепродукта при отсчете плотности,  0С

Температурная поправка к величине плотности

Таблица 1

Второй способ оценки цетанового числа

,

где tср.= (tнк+ tкк)/2.

tнк,  tкк – соответственно температуры начала и конца перегонки дизельного топлива.

5. Установление марки дизельного топлива и решение вопроса о его применении

После одобрения преподавателем результатов экспериментальной части работы и получения от него значения цетанового числа в распоряжении учащегося окажутся три важнейших показателя испытуемого им топлива, которые заносятся в итоговую таблицу отчета по работе.

Методика установления марки дизельного топлива ничем не отличается от аналогичной методики для бензинов, поэтому перед тем, как сопоставить опытные данные для испытуемого образца со стандартными показателями.

При установлении марки сопоставляются в первую очередь важнейшие данные анализа: цетановые числа, температура застывания, значение вязкости. Выбор нужно остановить на той из марок, к показателям которой наиболее близко подходят имеющиеся результаты для испытуемого топлива.

Вопрос о применении дизельных топлив по сравнению с бензинами решается значительно проще. Это связано с тем, что любое отечественное дизельное топливо пригодно для всех отечественных автотракторных дизельных двигателей.

Заключение надо закончить эксплуатационной оценкой испытуемого образца по его температуре застывания.

Правило: самая низкая температура наружного воздуха, при которой может применяться дизельное топливо, должна быть выше его температуры застывания по крайней мере на 10, а максимум на 15°С. На указанное правило необходимо опираться при установлении нижнего температурного предела применения всех без исключения дизельных топлив, в том числе стандартных. Ответ надо округлять до значения, оканчивающегося цифрами 5 или нулем и удовлетворяющего условию, чтобы разница между минимальной температурой применения и фактической температурой застывания получалась не менее 10, но и не больше 15°С.

Приложение №1

ГОСТ 305-2013 Топливо дизельное. Технические условия

Приложение №2

ГОСТ 32511-2013 (EN 590:2009) Топливо дизельное ЕВРО. Технические условия

Требования к летнему топливу (сорт А, В, С, D) и межсезонному топливу (сорт Е, F)

 Требования к зимнему топливу (классы 0, 1, 2, 3) и арктическому топливу (класс 4)

Отчет по работе №___

Определение качества дизельного топлива

Задание.

Произвести анализ дизельного топлива, определить его марку, соответствие стандарту и установить условия применения с указанием предель но низкой температуры, до которой оно может быть использовано на автомобилях.

1. Оценка образца по внешним признакам.

Образец №1

2. Определение кинематической вязкости образца при 20°С.

Вискозиметр №  __________  . Постоянная вискозиметра С =_________мм /с

Время истечения_____секунд ( с точностью до десятой доли секунды)

1)

 2)

 3)

 4)

 5)

 Среднее:

Кинематическая вязкость при 20 0С       ν20  = С*τср,       мм 2/с

 где С - постоянная вискозиметра в мм /сек (выписывается из паспорта на данный экземпляр  вискозиметра)

     τср - среднее арифметическое из учитываемых пяти отсчетом времени испытания испытуемой жидкости, сек.

                         ν20  = С*τср  =                                                   мм 2/с

3. Температура застывания образца: tзаст =           0С

4. Определение цетанового числа дизельного топлива

4. Марка  образца  №_____    и   соответствие   основных  его   показателей техническим требованиям ГОСТа (итоговая таблица)

Заключение по работе №2.

Образец   №__-   удовлетворяет   по   основным   показателям   требованиям   ГОСТа   на дизельное топливо марки_________минус__________ , ГОСТ 305-2013. При соответствии ГОСТу остальных показателей применять его на всех автомобилях с дизельными двигателями при температурах наружного воздуха ___________________________°С.