Плотность топлива – это его удельный вес, а именно количество массы в единице объема.
Плотность топлива во многом зависит от плотности нефти из которой оно получено. Согласно ГОСТ Р 52368-2005 плотность топлива при температуре +15 °С должна быть в пределах 0,820-0,845 г/см3, а по ГОСТ 305-82 не должна превышать 0,860 (при 20°С)
Плотность топлива зависит от температуры, впрочем, как и для любой другой жидкости: при повышении температуры плотность топлива снижается и наоборот – при снижении температуры плотность топлива увеличивается. Существуют специальные таблицы для пересчета плотности топлива в зависимости от температуры. Для дизельного топлива температурная поправка изменения плотности составляет, в среднем 0,0007 г/см3 на 1°С.
| НЕФТЕПРОДУКТЫ | ПЛОТНОСТЬ ПРИ 20* С, г/см3 |
| Авиационный бензин | 0,73-0,75 |
| Автомобильный бензин | 0,71-0,76 |
| Топливо для реактивных двигателей | 0,76-0,84 |
| Дизельное топливо | 0,80-0,85 |
| Моторное масло | 0,88-0,94 |
| Мазут | 0,92-0,99 |
| Нефть | 0,74-0,97 |
Точный расчет плотности нефтепродукта
Для того чтобы определить при помощи этой таблицы плотность нефтепродукта при данной температуре, необходимо:
таблица средних температурных поправок плотности нефтепродуктов.
| Плотность при 20 o С | Температурная поправка на 1 o С | Плотность при 20 o С | Температурная поправка на 1 o С |
| 0,650-0,659 | 0,000962 | 0,8300-0,8399 | 0,000725 |
| 0,660-0,669 | 0,000949 | 0,8400-0,8499 | 0,000712 |
| 0,670-0,679 | 0,000936 | 0,8500-0,8599 | 0,000699 |
| 0,680-0,689 | 0,000925 | 0,8600-0,8699 | 0,000686 |
| 0,6900-0,6999 | 0,000910 | 0,8700-0,8799 | 0,000673 |
| 0,7000-0,7099 | 0,000897 | 0,8800-0,8899 | 0,000660 |
| 0,7100-0,7199 | 0,000884 | 0,8900-0,8999 | 0,000647 |
| 0,7200-0,7299 | 0,000870 | 0,9000-0,9099 | 0,000633 |
| 0,7300-0,7399 | 0,000857 | 0,9100-0,9199 | 0,000620 |
| 0,7400-0,7499 | 0,000844 | 0,9200-0,9299 | 0,000607 |
| 0,7500-0,7599 | 0,000831 | 0,9300-0,9399 | 0,000594 |
| 0,7600-0,7699 | 0,000818 | 0,9400-0,9499 | 0,000581 |
| 0,7700-0,7799 | 0,000805 | 0,9500-0,9599 | 0,000567 |
| 0,7800-0,7899 | 0,000792 | 0,9600-0,9699 | 0,000554 |
| 0,7900-0,7999 | 0,000778 | 0,9700-0,9799 | 0,000541 |
| 0,8000-0,8099 | 0,000765 | 0,9800-0,9899 | 0,000528 |
| 0,8100-0,8199 | 0,000752 | 0,9900-1,000 | 0,000515 |
| 0,8200-0,8299 | 0,000738 |
а) найти по паспорту плотность нефтепродукта при +20 o С;
б) измерить среднюю температуру груза в цистерне;
в) определить разность между +20 o С и средней температурой груза;
г) по графе температурной поправки найти поправку на 1 o С, соответствующую плотность данного продукта при +20 o С;
д) умножить температурную поправку плотности на разность температур;
е) полученное в п. «д» произведение вычесть из значения плотности при +20 o С, если средняя температура нефтепродукта в цистерне выше +20 o С, или прибавить это произведение, если температура продукта ниже +20 o С.
Примеры.
Плотность нефтепродукта при +20 o С, по данным паспорта 0,8240. Температура нефтепродукта в цистерне +23 o С. Определить по таблице плотность нефтепродукта при
а) разность температур 23 o — 20 o =3 o ;
б) температурную поправку на 1 o С по таблице для плотности 0,8240, состовляющую 0,000738;
в) температурную поправку на 3 o :
0,000738*3=0,002214, или округленно 0,0022;
г) искомую плотность нефтепродукта при температуре +23 o С (поправку нужно вычесть, так как температура груза в цистерне выше +20 o С), равную 0,8240-0,0022=0,8218, или округленно 0,8220.
2. Плотность нефтепродукта при +20 o С, по данным паспорта, 0,7520. Температура груза в цистерне -12 o С. Определить плотность нефтепродукта при этой температуре.
а) разность температур +20 o С — (-12 o С)=32 o С;
б) температурную поправку на 1 o С по таблице для плотности 0,7520, составляющую 0,000831;
в) температурную поправку на 32 o , равную 0,000831*32=0,026592, или округленно 0,0266;
г) искомую плотность нефтепродукта при температуре -12 o С (поправку нужно прибавить, так как температура груза в цистерне ниже +20 o С), равную 0,7520+0,0266=0,7786, или округленно 0,7785.
Замена сортов дизтоплива производится обычно самими операторами заправочных станций. Перед заправкой следует убедиться в том, что в баке полностью отсутствует летнее горючее.
Классы зимнего дизельного топлива
Пять лет назад в России был введён и ныне используется ГОСТ Р 55475 регламентирующий требования к дизтопливу, используемому зимой. Оно производится из среднедистиллятных фракций нефтепродуктов. Такое дизтопливо отличается пониженным содержанием парафинообразующих углеводородов, и может безопасно применяться в дизельных автомобилях.
Указанный стандарт регламентирует марки топлива для указанных автомобилей (зимнее –З и арктическое – А), а также граничную температуру фильтруемости – показатель, указывающий температурные значения, при которых текучесть солярки снижается практически до нуля. Показатели фильтруемости выбираются из следующего стандартного ряда: -32 º С, -38 º С, -44 º С, -48 º С, -52 º С. Отсюда следует, что, дизтопливо марки З-32 будет считаться зимним, имея температуру фильтрации -32 º С, а дизтопливо марки А-52 – арктическим, с показателем температурной фильтрации в -52 º С.
Классы зимнего дизтоплива, которые установлены данным стандартом, определяют:
- Наличие серы в мг/кг: до 350 относительно класса К3, до 50 относительно класса К4 и до 10 относительно класса К5.
- Значение температуры вспышки, º С: для топлива марки З-32 – 40, относительно остальных марок – 30.
- Фактическая вязкость истечения, мм 2 /с, которая должна находиться: для солярки З-32 – 1,5…2,5, для солярки З-38 – 1,4…4,5, относительно прочих марок – 1,2…4,0.
- Предельное наличие углеводородов ароматической группы: относительно классов К3 и К4 таких соединений может быть не выше 11%, относительно класса К5 – не выше 8%.
ГОСТ Р 55475-2013 не определяет характеристики фильтруемости и помутнения как определённые температурные характеристики, присущие классам дизтоплива. Техническими требованиями устанавливается лишь, что температурная граница фильтруемости должна превосходить температуру помутнения на 10 º С.
Плотность зимнего дизельного топлива
Этот физический показатель оказывает заметное, хотя и неоднозначное влияние на парафинизацию и степень пригодности солярки определённой марки, устанавливая одновременно границы её использования при пониженных температурах.
Относительно зимнего дизельного горючего номинальная плотность не должна превосходить 840 кг/м³, при точке помутнения -35 °C. Указанные численные значения распространяются на солярку, которая приготовлена по технологии смешивания очищенных первичных и вторичных углеводородов с конечной точкой кипения 180…340 °C.
Аналогичные показатели для арктического топлива составляют: плотность — не более 830 кг/м³, температура помутнения -50 °C. В качестве такого горячего используется солярка с диапазоном точки кипения 180…320 °C. Важно, что диапазон кипения дизтоплива арктических марок приблизительно соответствует этому же параметру для керосиновых фракций, поэтому такое горючее по своим свойствам можно считать особо тяжёлым керосином.
Недостатки чистого керосина — низкое цетановое число (35…40) и недостаточные смазывающие свойства, которые определяют интенсивный износ узла впрыска. Для устранения этих ограничений в арктическую солярку добавляют компоненты, повышающие цетановое число, а с целью улучшения смазывающих свойств используют добавку некоторых марок моторных масел.
Когда» начинают продавать зимнее дизельное топливо?
Климатические зоны в России резко различаются по своим температурам. Поэтому большинство автозаправок начинают реализацию зимней солярки уже с конца октября – начала ноября, а заканчивают в апреле. Иначе солярка будет увеличивать свою вязкость, мутнеть и, в конечном счёте, образовывать студенистый гель, отличающийся полным отсутствием текучести. Запуск двигателя в таких условиях невозможен.
Вместе с тем в сроках продажи имеются и отличия. Например, в некоторых регионах страны температура не падает слишком резко, и есть несколько дней, которые будут холодными, при, в целом, мягкой зиме (например, Калининградская или Ленинградская области). В такой ситуации используется так называемая «зимняя смесь», которая состоит из 20% летней солярки и 80% зимней. При аномально мягкой зиме процент зимней и летней солярки может быть даже 50/50.
Для начала хотелось бы уточнить, что понимается под удельным весом (далее УВ) в физике и химии, а уже потом перейти к удельному весу дизельного топлива или как его еще называют – удельный вес солярки.
Пробежимся по теории.
Удельный вес топлива
Удельный вес это отношение веса [ P ] какого-либо рассматриваемого вещества к его объему [ V ], именно веса, а не массы как многие думают. Впрочем, разницы тут особой для нас нет, это только с научной точки зрения понятия различимые и путать их никак нельзя. В быту уж так прижилось, что вес это масса.
Удельный вес вещества [ y ] можно также выразить через его плотность [ p ] : y=»p*g
где» g — ускорение свободного падения в конкретной точке пространства, обычно считают его равным 9,81 м/с*с.
Единицей измерения УВ является величина 1 Н/м3 (Ньютон, деленный на метр кубический).
Плотность топлива
Плотность топлива – это количество его массы в килограммах, которое помещается в одном кубическом метре. Данная величина не постоянная и зависит от температуры дизельного топлива, что плохо сказывается на работе двигателя автомобиля, если солярка по плотности плохого качества. Чем выше температура жидкости, тем меньше ее плотность и наоборот. Так же известен тот факт, что чем выше плотность автомобильного топлива, тем тяжелее его фракционный состав. Это приводит к тому, что у бензина или солярки существенно ухудшаются процессы распыления и испарения, поэтому в камерах сгорания двигателя и в топливной системе более интенсивно происходят различного рода отложения, что со временем все сильнее затрудняет передвижение топлива по системе. Так же это способствует образованию нагара на клапанах двигателя.
Удельный вес солярки
Плотность топлива и, следовательно, его удельный вес измеряют специальным прибором, который называется ареометр.
По действующему ГОСТу для удельного веса солярки приняты следующие значения (для температуры ДТ +20С):
удельный вес летнего дизельного топлива должен быть в пределах 8440 Н/м3
удельный вес зимнего дизельного топлива — 8240 Н/м3
или в плотности:
плотность летнего дизельного топлива – 860 кг/м3
плотность зимнего дизельного топлива – 840 кг/м3
плотность арктического дизельного топлива – 830 кг/м3
На практике, если брать в расчет только качественное ДТ, получается, что при изменении температуры солярки на один градус по Цельсию, ее плотность изменяется на 0,00075. Данный коэффициент можно использовать для перерасчета величины плотности ДТ в различных температурных условиях. Но стоит помнить, что на большинстве автозаправочных станций качество продукта оставляет желать лучшего, и какие примеси в нем присутствуют никому не известно. Если плотность чистого топлива и поддается перерасчету по такому коэффициенту, то плотность примесей в нем далеко не всегда.
Вес 1 литра дизельного топлива (солярки)
Исходя из приведенных выше значений плотности солярки, легко вычислить вес 1 литра дизельного топлива. Варьироваться он будет в пределах от 830 грамм до 860 грамм, то есть чем выше температура солярки, тем легче будет весить 1 ее литр.
Советуем к прочтению интересные статьи:
Прибор для измерения плотности
Как пользоваться ареометром
>