Плотность нефти при различных температурах. Зависимость плотности от температуры

Плотностью называется масса единицы объема вещества (нефти, нефтепродукта). Единицей плотности в системе СИ является кг/м 3 .

В исследовательской практике определяется относительная плотность.

Относительной плотностью называется отношение плотности (массы) нефти или нефтепродукта при 20ºС к плотности (массе такого же объема) дистиллированной воды (эталонного вещества) при 4ºС. Относительную плотность обозначают ρ 20 4 . Умножив значение относительной плотности на 1000 получаем плотность в кг/м 3 .

Плотность нефти и нефтепродукта зависит от температуры. С повышением температуры их плотность снижается. Зависимость плотности от температуры основана на линейном законе:

ρ t 4 = ρ 20 4 – γ (t-20),

Эта зависимость справедлива для интервала температур 0…50ºС и для нефтей (нефтепродуктов), не содержащих большого количества твердого парафина и ароматических углеводородов.

Методы определения плотности нефтепродуктов:

1.определение плотности пикнометром (ГОСТ 3900-85);

2.определение плотности ареометром (нефтеденсиметром).

Определение плотности пикнометром (ГОСТ 3900-85):

Приборы, реактивы, материалы: пикнометр, термостат, хромовая смесь, вода дистиллированная, этиловый спирт, пипетка, бумага фильтровальная.

Стандартной температурой, при которой определяется плотность нефти и нефтепродукта, является 20ºС. Для определения плотности применяют стеклянные пикнометры (графины с крышкой) с меткой и капиллярной трубкой различной емкости. Каждый конкретный пикнометр характеризуется «водным числом », т.е. массой воды в объеме данного пикнометра при 20ºС. Перед определением водного числа пикнометр промывают последовательно хромовой смесью, дистиллированной водой, этиловым спиртом и сушат. Чистый и сухой пикнометр взвешивают с точностью до 0,0001г. С помощью пипетки наполняют пикнометр дистиллированной свежекипяченой и охлажденной до комнатной температуры водой (пикнометры с меткой – выше метки, а капиллярные – доверху). Затем пикнометр с водой термостатируют при (20±0,1)ºС в течение 30 мин, удерживая пикнометр в термостате на пробковом поплавке. Когда уровень воды в шейке пикнометра перестанет изменяться, отбирают избыток воды пипеткой или фильтровальной бумагой, вытирают шейку пикнометра внутри и закрывают пробкой. Уровень воды в пикнометре устанавливают по верхнему краю мениска. В капиллярных пикнометрах избыток воды из капилляра отбирают фильтровальной бумагой. Пикнометр с установленным уровнем воды при (20±0,1)ºС тщательно вытирают снаружи и взвешивают с точностью до 0,0001г.

«Водное число » m пикнометра вычисляют по формуле:

m = m 2 – m 1 ,

где m 2 , m 1 – массы пикнометров соответственно с водой и пустого, г.

«Водное число» пикнометра проверяют обязательно после 20 определений плотности нефти (нефтепродукта).

Плотность нефти (нефтепродукта ) с вязкостью при 50ºС не более 75 мм 2 /с определяют пикнометром следующим образом:

Сухой и чистый пикнометр наполняют с помощью пипетки анализируемой нефтью (нефтепродуктом) при 18…20ºС (пикнометр с меткой – немного выше метки, а капиллярный - доверху), стараясь не замазать стенки пикнометра. Затем пикнометр с нефтью (нефтепродуктом) закрывают пробкой и термостатируют при (20±0,1)ºС до тех пор, пока уровень нефти (нефтепродукта) не перестанет изменяться. Избыток нефти (нефтепродукта) отбирают пипеткой или фильтровальной бумагой. Уровень нефти (нефтепродукта) в пикнометре устанавливают по верхнему краю мениска. Пикнометр с установленным уровнем вынимают из термостата, тщательно вытирают и взвешивают с точностью до 0,0001г.

«Видимую » плотность ρ"

ρ" = (m 3 – m 1) / m,

где m 3 – масса пикнометра с нефтью (нефтепродуктом), г; m 1 – масса пустого пикнометра, г; m – «водное число» пикнометра, г.

«Видимую» плотность пересчитывают в при 20ºС по формуле:

ρ 20 4 = (0,99823-0,0012)ρ" + 0,0012 = 0,99703ρ" + 0,0012,

где 0,99823 – значение плотности воды при 20ºС; 0,0012 – значение плотности воздуха при 20ºС и давлении 0,1МПа (760 мм.рт.ст.).

Вычисленные по этой формуле поправки к «видимой» плотности сведены в таблицу «Поправки к «видимой» плотности». Для получения относительной плотности ρ 20 4 при 20ºС анализируемой нефти (нефтепродукта) поправку вычитают из значений «видимой» плотности. Расхождение 0,0004 .

Плотность нефти (нефтепродукта ) с вязкостью при 50ºСболее 75 мм 2 /с и твердых нефтепродуктов при комнатной температуре определяют пикнометром с меткой . Сухой и чистый пикнометр наполняют примерно наполовину нефтью (нефтепродуктом) так, чтобы не замазать его стенки. При наполнении пикнометра очень вязким нефтепродуктом последний предварительно нагревают до 50…60ºС. После заполнения пикнометра примерно наполовину его нагревают в термостате до 80…100ºС (в зависимости от вязкости нефтепродукта) в течение 20…30мин для удаления пузырьков воздуха и затем охлаждают до 20ºС.

Если нефтепродукт при комнатной температуре находится в твердом состоянии (например, остаточный или окисленный битум), пикнометр заполняют примерно до половины мелкими кусочками нефтепродукта и затем термостатируют при температуре на 10ºС выше его температуры плавления, но не ниже 100ºС, для удаления воздуха и полного расплавления. Затем пикнометр охлаждают до 20ºС, вытирают и взвешивают с точностью до 0,0001г.

После этого пикнометр с нефтепродуктом заполняют дистиллированной водой и термостатируют при (20±0,1)ºС до тех пор, пока уровень воды не перестанет изменяться. Избыток воды отбирают пипеткой или фильтровальной бумагой и вытирают шейку пикнометра внутри. Уровень воды в пикнометре устанавливают по верхнему краю мениска. Пикнометр вынимают из термостата, тщательно вытирают снаружи и взвешивают с точностью до 0,0001г.

«Видимую » плотность ρ" анализируемой нефти (нефтепродукта) вычисляют по формуле:

ρ" = (m 3 – m 1) / ,

где m 4 – масса пикнометра с нефтепродуктом и водой, г; m 3 – масса пикнометра с нефтепродуктом, г; m 1 – масса пустого пикнометра, г; m - «водное число» пикнометра, г.

Полученное значение «видимой» плотности пересчитывают в относительную плотность ρ 20 4 при 20ºС. Расхождение между параллельными определениями плотности не должно превышать 0,0008 .

Результаты определения плотности искажаются при наличии в исходной пробе нефти (нефтепродукта) воды и механических примесей.

Определение плотности ареометром (нефтеденсиметром ):

Приборы, реактивы: ареометр; цилиндр стеклянный или металлический диаметром не менее 5см; керосин.

Ареометром определяют плотность нефтей, светлых и темных нефтепродуктов и масел, имеющих вязкость при 50ºС не более 200 мм 2 /с , а также более вязких нефтепродуктов, не выделяющих осадка при разбавлении. Определение плотности летучих нефтепродуктов (например, петролейного эфира, газового конденсата) ареометром не рекомендуется.

Ареометры подбирают таким образом, чтобы при погружении в анализируемые нефти (нефтепродукты) они не тонули и не всплывали бы выше той части, где нанесена градуировочная шкала плотности. Определение плотности ареометром основано на законе Архимеда.

Перед определением плотности анализируемую пробу нефти (нефтепродукта) выдерживают при температуре окружающей среды, с тем чтобы проба приняла эту температуру.

Плотность нефти (нефтепродукта) с вязкостью при 50ºС не более 200 мм 2 /с определяют ареометром следующим образом:

В чистый сухой стеклянный (или металлический) цилиндр диаметром не менее 5см, установленный на прочной подставке, осторожно по стенке или по стеклянной палочке наливают нефть (нефтепродукт) с таким расчетом, чтобы при погружении ареометра анализируемая проба не переливалась через края цилиндра. Затем чистый и сухой ареометр медленно и осторожно опускают в нефть (нефтепродукт), держа его за верхний конец. После того как ареометр установится и прекратятся его колебания, проводят отсчет значения плотности по верхнему краю мениска. При этом глаз исследователя должен находиться на уровне мениска. Одновременно определяют температуру нефти (нефтепродукта) по термометру ареометра или дополнительному термометру (ареометры бывают с термометром и без термометра).

Отсчет по шкале ареометра дает плотность нефти (нефтепродукта) при температуре анализа. Для приведения найденной плотности к относительной плотности ρ 20 4 при нормальной температуре (20ºС) пользуются формулой:

ρ t 4 = ρ 20 4 – γ (t-20),

где ρ t 4 – относительная плотность при температуре анализа; ρ 20 4 – относительная плотность при 20ºС; γ – средняя температурная поправка плотности на 1ºС (по таблице: «Средние температурные поправки плотности на 1ºС для нефтей и нефтепродуктов»); t – температура, при которой проводится анализ, ºС.

расхождение между параллельными определениями плотности не должно превышать 0,001…0,002 .

Для определения плотности высоковязких нефтей и нефтепродуктов, имеющих вязкость при при 50ºС более 200 мм 2 /с , их необходимо предварительно разбавить керосином. Вязкие нефти (нефтепродукты) разбавляют равным (точно) объемом керосина с известной плотностью. Если плотность керосина неизвестна, ее можно определить тем же ареометром.

Плотность анализируемой вязкой нефти (нефтепродукта) вычисляют по формуле:

ρ = 2ρ 1 – ρ 2 ,

где ρ 1 – плотность смеси; ρ 2 – плотность керосина.

В зависимости от типа ареометра расхождение между параллельными определениями плотности вязких нефтей и нефтепродуктов не должно превышать 0,004…0,008 .

Дизельное топливо, оно, как цемент. На нем держится больше половины индустрии нефтепереработки, оно появилось чуть позже, чем бензин, но почти не изменялось за последних лет сто. Тяжелые фракции нефти вначале не рассматривались, как вид топлива в принципе. Бензин с арабского переводится, как «благовоние». Так его назвал Майкл Фарадей, когда в 1825 году расщепил арабскую нефть, а солярка тогда никого не интересовала. Не интересовала она и Рудольфа Дизеля. Он собирался разрабатывать двигатель, который работал бы на угольной пыли, только как подать эту пыль в цилиндр конструктор придумать не мог и попробовал залить в камеру сгорания мазут, который остается после перегонки нефти.

Откуда взялась солярка

На фото — дизельное топливо, появившееся позже бензина

Так что Рудольф Дизель к солярке не имеет почти никакого отношения. Ему принадлежит патент на ДВС, который работает на керосине или на мазуте, а топливо загорается не от искры, как в дорогом бензине, а под высоким давлением. Мотор Дизеля представлял собой трехметровое сооружение, которое выдавало 17 лошадиных сил и крутилось со скоростью около 170 об/мин. КПД агрегата Дизеля составляло 26% и это в 1893 году была почти что революция, потому что паровая машина была вдвое слабее. Солярка же, с которой мы знакомы сегодня, появилась с подачи Эммануила Нобеля. Он купил лицензию у Рудольфа Дизеля и заставил керосиновый двигатель работать именно на солярке. А сам Дизель, вероятно, знал что-то лишнее, потому что в один прекрасный сентябрьский вечер 1913 года вышел из дома и больше не вернулся. Так бы и , как компрессор или генератор тока, если бы его конструкцией не заинтересовался Роберт Бош, он и привел в чувства дизельный двигатель, снабдив его топливным насосом высокого давления, и смог уместить под капотом грузовика Мерседес 5К3. Но это уже другая история, мы и так отвлеклись от солярки.

Параметры дизельного топлива

Кто и когда впервые назвал соляровое масло дизелем неизвестно, но нам приходится пользоваться именно такой терминологией. Главное, нужно знать, что дизель - это двигатель, в котором топливо самовоспламеняется под действием давления. А у топлива для дизельного двигателя есть особые параметры, характерные только ему. Помнить эти значения совсем необязательно, но знать, для чего они измеряются, необходимо для того, чтобы элементарно проверить качество топлива, которое можно купить на заправке.

Видеоролик о дизельном топливе

У солярки есть масса параметров, которые актуальны для тех сфер, где она не всегда используется, как топливо. К примеру, температура вспышки дизельного топлива вроде бы важный параметр, как и выделение паров, но нас, как автомобилистов, он интересует только с точки зрения организации условий хранения крупной партии дизельного топлива, которая досталась по дешевке. Так, этот параметр проверяется в лабораторных условиях при поднесении к солярке открытого огня. Нас же интересуют те параметры, которые влияют на работу двигателя, а особенно при переходе на зимние сорта солярки.

Что нужно знать при переходе на зимнюю солярку

Дизельное топливо состоит из тяжелых углеводородов парафиновой группы, которые при понижении температуры могут выпадать в осадок и выкристаллизовываться. Солярка попросту густеет и не проходит ни через фильтры, ни через систему питания и насосы. При этом топливо стает мутным, вязким вплоть до полного застывания. В связи с этим существует три вида топлива для дизельных моторов, которые должны соответствовать температуре окружающего воздуха:

• летняя солярка, которая может использоваться только при температурах от 0°C;
• зимнее топливо, предел использования которого заканчивается на отметке -30°C;
• арктическая солярка используется, когда температура -50°C.

Причем все виды солярки могут превратиться в пластилин, но при разных температурах. По ГОСТу 52368-2005, летнее топливо мутнеет при температуре -5°С, при 7 градусах мороза наступает предел фильтруемости, а при -10°С оно парафинизируется полностью. Температура помутнения, даже кратковременная и в ночное время - это основной сигнал для того, чтобы начинать переходить на зимнее топливо. Только, к большому сожалению, АЗС не всегда могут предложить зимнее топливо вовремя, а если и предложат, то это еще не факт, что оно зимнее. Проверить топливо на заправке не представляется возможным, поэтому многие пользуются в переходный период депрессорными присадками - антигелями. В принципе, в средней полосе на нефтеперерабатывающих предприятиях поступают точно таким же методом. Зимнее топливо готовят из летнего введением в него депрессорных присадок. Но и это не самый важный показатель качества топлива.

Плотность дизельного топлива и расчет объема

Если вспомнить школу, то удельная плотность - это отношение веса к объему. Мы не зря подошли к плотности солярки со стороны температурных режимов, потому что плотность - это величина непостоянная. Настолько непостоянная, что зависит от температуры и от сорта топлива. Тем не менее, есть два ГОСТа, которые регламентируют плотность дизтоплива. Один - при температуре +15°C, второй при температуре +20°С. В первом случае средняя плотность должна составлять 0,820-0,845 г/см³, во втором - 0,860 г/см³. Плотность арктического топлива по этим ГОСТам составляет 0,830 г/см³. Если плотность солярки низкая, то она лучше воспламеняется, но быстрее густеет, в зависимости от температуры.

Если рассматривать зависимость плотности топлива от температуры, то она меняется на коэффициент 0,0007 г/см³ на каждый градус по Цельсию. Плотность бензина, керосина, ракетного топлива тоже изменяется с переменой температуры. Солярка тоже меняет плотность, но на свой коэффициент. Существуют специальные таблицы, по которым сверяют плотность дизтоплива в пересчете на температуру. Только для этого нужно знать марку солярки. В связи с разностью в плотности, часто возникают интересные ситуации при закупке больших партий дизтоплива. Дело в том, что на нефтеперерабатывающих заводах и на нефтебазах солярку продают тоннами, а нам ее продают в литрах. И если в зависимости от температуры плотность изменилась, значит, произошло изменение в объеме. То есть, при одной и той же массе в кг, литров может стать или больше, или меньше.

Вот простой пример: мы покупаем 10 тонн солярки при 20 градусах цельсия. Заливаем их в емкость, в результате получаем 11905 литров солярки при плотности 0,840 г/м³. Внезапно наступает зима и температура снижается до +4°C. Разница температур составила 16 градусов. Мы вычисляем, что плотность топлива увеличилась на 16×0,0007=0,0112 г/см³. Естественно, что объем топлива увеличился пропорционально плотности: 1 тонна / (0,840+0,0112)=11748 литров. Таким образом, из ниоткуда у нас появилось целых 157 литров отличного летнего дизельного топлива. Но на дворе зима, поэтому, чтобы его продать, необходимо применять присадки или продавать, как зимнее, чем многие заправки и занимаются. На практике никто не рассусоливает эти коэффициенты, а считают, как один литр на тонну на один градус.

Определение плотности дизельного топлива

Мы надеемся, что владельцам дизельных автомобилей стало понятно значение плотности топлива, и как можно угробить двигатель, если зимой залить в него летнюю солярку. Причем антигели работают только в том случае, когда топливо еще жидкое, только тогда они могут раствориться. Если топливо уже помутнело, никакой антигель не спасет топливную систему. Поэтому заправляться нужно на проверенных заправках, а если такой возможности нет, то можно проверить плотность солярки на глаз. Конечно, это не лабораторные испытания, но если солярка на морозе -15 градусов при попадании на металлическую пластину превращается в кисель и не собирается стекать, значит, топливо было куплено летом и не соответствует параметрам зимней солярки. При температурах ниже 20 градусов цельсия солярка из летних запасов перестает скапывать с заправочного пистолета. Нормальное зимнее дизельное топливо начинает мутнеть только при температуре 30 градусов мороза.

Для самых настойчивых есть способ убедиться в этом при помощи обычного ареометра – прибора, которым проводят измерение плотности жидкостей. Зная номинальную плотность топлива при 20 градусах, можно измерить прогретую солярку в гараже или дома, главное соблюдать температурный 20-градусный режим для чистоты эксперимента. После измерения сравнить полученные данные с ГОСТом.

• Новости
• Практикум

Кроссовер Ford Focus: первая информация

Как удалось выяснить журналистам издания Auto Bild, новинка может получить имя Ford Focus CUV и будет представлять собой своеобразный синтез из микровэна и кроссовера. Внешность новой модели будет выполнена в новой корпоративной стилистике Ford, а платформа для нового кроссовера будет позаимствована у Mondeo последнего поколения. Длина...

Старый американский автомобиль превратили в копию Bugatti Veyron

Видеоролик с участием необычного авто опубликовал на YouTube пользователь Subaruwrfan, который заснял машину во время слёта поклонников необычных машин Cars & Coffee. Как можно убедиться по видео, клон Bugatti Veyron получился очень похожим на оригинальный суперкар. К примеру, авторам проекта удалось не только сохранить пропорции настоящего «Вейрона», ...

ГИБДД оштрафовала россиянина, переделавшего Ладу в Мустанг

Внимание полицейских привлекли фотографии необычного «Мустанга» в социальных сетях. После того, как снимки стали популярными, инспекторы ГИБДД установили владельца транспортного средства и пригласили его для беседы в подразделение, сообщает УГИБДД по Омской области. В ходе проверки было установлено, что 24-летний омич внёс в конструкцию автомобиля следующие изменения: установил...

BMW сделает конкурента Mercedes-Benz CLA

Автомобиль, построенный на переднеприводной платформе, будет доступен также и с системой полного привода. Об этом, со ссылкой на источники внутри баварской компании, сообщает издание Auto Bild. Одним из главных козырей BMW 2 Gran Coupe должен стать дизайн. Инсайдеры обещают, что внешность модели будет представлять собой некий синтез из...

GM-АвтоВАЗ отказалось от участия в автосалоне в Москве

Директор по продажам и маркетингу СП «GM-АвтоВАЗ» Константин Байшев в интервью агентству «Автостат» заявил, что предприятие не будет участвовать в московском автосалоне. Надо отметить, что от участия в московском автосалоне отказалось довольно много компаний - судя по всему, грядущая выставка будет самой скромной за все последние годы. Что касается перспектив появления новой Chevrolet ...

Внезапный провал Lada Granta: продажи упали в 2,4 раза

Самая доступная тольяттинская модель долгое время была абсолютным лидером, но итоги продаж в марте 2016 года свидетельствуют о том, что лучшие времена остались позади. В прошлом месяце было продано лишь 5187 единиц Lada Granta, что в 2,4 раза меньше, чем в марте 2015 г., сообщают «Ведомости». Это означает, что «Гранту» ...

Новый Jeep замечен в Бразилии

В модельном ряду Jeep Compass заменит не только своего предшественника, выпускающегося с мая 2006 года, но и Jeep Patriot, выпуск которого начался десять лет назад. В Бразилии Jeep Compass II появился не случайно. Производство кроссовера будет налажено на заводе в г. Гояна, где выпускается компактный паркетник Jeep Renegade, от которого новейший...

В Швеции министр подала в отставку из-за езды в пьяном виде

Согласие на отставку Хаджиалич уже дал премьер-министр Швеции Стефан Лёвен, сообщает Euronews. Как рассказала сама Хаджиалич на специальной пресс-конференции, в четверг она возвращалась на машине из Копенгагена домой в шведский город Мальмё. По пути её остановила полиция для проверки на алкоголь. Накануне министр выпила с подругой бокал шампанского и бокал красного вина. ...

В Санкт-Петербурге появился дорожный знак Купи ей цветы. Фото

Как сообщает издание The Village, опубликовавшее снимки табличек, знаки предлагают верить в себя, подарить девушке цветы, позвонить маме, не рисовать на стенах и не ходить в туалет в ближайший двор. Несмотря на форму и размер, к автомобилистам эти знаки никакого отношения не имеют и носят явно «мотивирующий» характер. Кстати, необычный дорожный знак...

Напомним, по итогам марта рынок новых автомобилей просел на 10% (было продано 125 тысяч автомобилей), а вот продажи подержанной техники набирают обороты: по данным агентства «Автостат», в течение первого месяца весны россияне купили 437 тысяч 100 «бэушек», что сразу на 13,1% больше, чем годом ранее. При этом по итогам первого...

Перед тестом можно смело сказать, что это будет «Трое против одного»: 3 седана и 1 лифтбек; 3 наддувных мотора и 1 атмосферник. Три машины с автоматом и только один – с механикой. Три автомобиля – бренды Европы, и один – ...

Для чего служат рейтинги надёжности? Будем честными друг с другом, почти каждый автолюбитель часто думает: самая надежная машина – моя, и мне она не доставляет много хлопот различными поломками. Однако, это просто субъективное мнение каждого автовладельца. Приобретая автомобиль, мы в...

Самые быстрые машины в мире 2017-2018 модельного года

Быстрые автомобили являются примером того, что автопроизводители постоянно совершенствуют системы своих автомобилей и периодически ведут разработки по созданию совершенного и самого быстрого транспортного средства для движения. Многие технологии, которые разрабатываются для создания супер скоростного автомобиля, позже переходят в серийное производство...

На протяжении всей истории автомобилестроения конструкторы из общей массы серийных моделей всегда любили выделить несколько уникальных по характеристикам и возможностям. В нынешнее время такой подход к конструированию автомобилей сохранился. И по сей день многие мировые автогиганты и небольшие компании стремятся, ...

Какой внедорожник выбрать: Juke, C4 Aircross или Mokka

Что снаружи Глазастый и экстравагантный «Нисан-Джук» не старается даже выглядеть солидным вседорожником, поскольку от этого автомобиля так и тянет мальчишеским задором. Эта машина никого не может оставить равнодушным. Она или нравится, или нет. Согласно свидетельству он является легковым универсалом, однако...

Самые угоняемые автомобили Москвы в 2017 году

Рейтинг самых угоняемых машин в Москве остается почти неизменным в течение нескольких лет. Ежедневно в столице угоняется около 35 автомобилей, причем 26 из них являются иномарками. Самые угоняемые марки По сведениям портала «Прайм Страхование» наиболее угоняемые машины 2017 года в...

Они появились в результате генетического моделирования, они синтетические, как одноразовый стаканчик, они практически бесполезные, как пекинесы, но их любят и ждут. Те, кто хочет боевую собаку, заводят себе бультерьера, кому нужна спортивная и стройная, отдают предпочтение афганским борзым, кому нужна...

• Обсуждение
• Вконтакте

Дизельное топливо (солярка) является нефтепродуктом, который активно используется в виде основного горючего для дизельного двигателя внутреннего сгорания. Дизтопливо получают в результате перегонки нефти. К составу и качеству такого топлива выдвигается ряд требований согласно определенным стандартам.

Характеристика плотности дизтоплива является параметром, который определяет эффективную работоспособность данного вида горючего в различных температурных условиях. Плотность топлива представляет собой количество его массы в килограммах, которое способно уместиться в одном кубометре.

Величина плотности солярки не постоянна, так как зависит от температуры. Повышение температуры горючего приводит к уменьшению его плотности. Для измерения плотности дизеля (удельный вес дизтоплива) используется специальный прибор, получивший название ареометр.

Плотность измеряемой жидкости равна отношению массы ареометра к тому объему, на который прибор погружен в жидкость. Ареометры бывают устройствами постоянного объёма/постоянной массы. Для различных жидкостей существуют соответствующие ареометры. Чтобы измерить плотность солярки, потребуется ареометр для нефтепродуктов типа АН, АНТ-1 или АНТ-2.

Ареометр представляет собой прибор для проведения измерений плотности жидкостей. Зачастую имеет вид стеклянной трубки, в верхней части которой находится шкала значений плотности.

Крайне высокая плотность топлива означает, что в его составе присутствует больше тяжелых фракций. Для нормальной работы дизельного мотора наличие тяжелых фракций является негативным аспектом, так как испаряемость и процессы распыла в камере сгорания ухудшаются. В и самих цилиндрах дизеля от езды на таком горючем постепенно накапливаются отложения и нагар.

Согласно действующим стандартам по ГОСТу:

• плотность летнего дизельного топлива — 860 кг/м3;
• плотность зимнего дизтоплива — 840 кг/м3;
• плотность арктического дизеля — 830 кг/м3;

Приведенные выше фиксированные показатели подразумевают одинаковую температуру дизельного топлива на отметке +20С, так как плотность солярки напрямую зависит от температуры горючего. На основании ГОСТ становится понятным, что плотность солярки имеет зависимость как от температуры, так и от конкретной марки ДТ. Зимний дизель имеет меньшую плотность сравнительно с летней соляркой. Меньшая плотность дизтоплива для зимы позволяет такому горючему сохранять текучесть и противостоять застыванию в условиях низких температур.

Что касается удельного веса дизельного топлива, тогда по стандартам:

• должно иметь удельный вес в рамках до 8440 Н/м3;
• зимний дизель имеет удельный вес до 8240 Н/м3;

Получается, что вес 1 литра дизельного горючего может составлять от 830 до 860 грамм, что будет зависеть от марки дизельного топлива по сезону и температуры. Чем выше окажется температура дизтоплива, тем меньший вес будет иметь 1 литр такого горючего.

С учетом качественного топлива изменение температуры солярки на 1 градус по Цельсию приведет к изменению его плотности на 0,00075. Указанный коэффициент позволяет произвести расчеты величины плотности солярки применительно к тем или иным температурным показателям. Стоит учитывать, что подсчитать удается плотность исключительно чистого топлива.

Точную плотность солярки на АЗС с опорой на данный коэффициент определить сложнее, так как необходимо дополнительно учитывать количество содержащихся присадок и примесей в ДТ. Более того, состав таких примесей в конечном продукте на заправках зачастую неизвестен, что сильно затрудняет любые перерасчеты.

Почему зимой расход дизельного топлива больше

Характеристика плотности дизельного определяет не только порог его застывания и замерзания. Плотность ДТ также указывает на количество энергии, которое выделяет горючее. Более высокий показатель плотности означает большее количество выделяющейся энергии в процессе сгорания в рабочей камере дизельного ДВС. Чем выше будет плотность солярки, тем большим окажется КПД двигателя. Дополнительно плотность повлияет на расход дизельного топлива на 100 км. Более плотное ДТ в заметно повышает экономичность двигателя.

Зимняя или арктическая солярка для дизельного мотора всегда имеет меньшую плотность. Для высвобождения энергии и получения необходимой отдачи от силового агрегата потребуется сжигать большее количество такой солярки сравнительно с более плотным топливом, которое используется в летний период. Этим объясняется повышенный расход менее плотного дизельного топлива зимой.

Использование летней солярки для повышения экономичности не допускается. В составе летнего дизтоплива присутствуют не только базовые углеводороды, которые обеспечивают энергию в процессе сгорания, но и парафины в растворенном состоянии. Снижение температуры вызывает начало активной парафинизации топлива, когда горючее утрачивает свою текучесть и превращается в гель.

Парафины не позволяют эффективно прокачивать солярку по , забивают топливопроводы и фильтры тонкой очистки. По этой причине в состав дизельного топлива для зимы вводят дополнительные компоненты. Главной задачей становится предотвращение гелеобразования и замерзания парафинов путем добавки специальных присадок. Такие присадки в процессе производства повышают температурный порог замерзания солярки, но на плотность ДТ никакого влияния не оказывают.

Ошибочно полагать, что если залит в бак «летний» дизель и самостоятельно добавить присадку-антигель, то это позволит избежать застывания горючего. Первое, присадки не способны оказать воздействие на уже замерзшую солярку, так как загустевшие парафины растворить она не способна. Второе, присадки в дизель не воздействуют на его плотность, так как их механизм воздействия на топливо другой. Антигели в солярку только предотвращают процесс активной парафинизации.

Дизтопливо с меньшей плотностью обладает лучшей текучестью. Получается, что даже при низких температурах солярка будет свободно проходить по топливопроводу, не создавая пробок. По этой причине для зимы используется ДТ с меньшим показателем плотности. В теплое время года характеристика плотности солярки не имеет первостепенной важности. Для летнего дизеля основными показателями является степень содержание серы и цетановое число.

Как самому проверить плотность дизельного топлива

Владельцам дизельных авто рекомендуется заправляться на заправочных станциях, где гарантированно продают зимнее или арктическое дизельное топливо. Потребность самостоятельно проверить плотность солярки «в полевых условиях» может возникнуть тогда, когда вы сомневаетесь в качестве дизтоплива при заправке на непроверенных АЗС.

Проверять плотность ДТ самостоятельно лучше при температуре от –10C и более. Для проверки плотности солярки необходимо налить небольшое количество топлива на поверхность из металла. Далее нужно обратить внимание на помутнение и текучесть. Если солярка нормально стекает и не застывает, тогда можно заправляться. Если заметны признаки помутнения и снижения текучести, тогда от такой заправки стоит отказаться. Качественное зимнее дизельное топливо замерзает при температурном показателе около –45C по Цельсию.

Для быстрого анализа можно также достать заправочный пистолет и оценить состояние капель горючего на его конце. Солярка не должна застывать. Желательно также осуществлять частичную заправку дизеля, то есть смешать ранее проверенную солярку в баке со свежей. Для этого рекомендуется зимой всегда держать половину топливного бака заполненным.

Более точно проверить плотность дизтоплива можно следующим образом. Солярка наливается в небольшую емкость и далее помещается в условия, где температура воздуха находится на отметке около + 17-20 градусов на такое время, чтобы топливо прогрелось до аналогичного температурного показателя. Далее плотность дизеля измеряется при помощи ареометра. Полученные данные необходимо сравнить с теми стандартами, которым по ГОСТу должно соответствовать приобретенное дизтопливо.

С понижением температуры увеличиваются вязкость и плотность бензина, вследствие чего ухудшается протекание его через жиклеры карбюратора. При понижении температуры от +40 до минус 10° С вязкость бензина увеличивается на 76%, а плотность — на 6%. Распыл бензина в смесительной камере карбюратора с увеличением поверхностного натяжения ухудшается.

Рис. Зависимость кинематической вязкости 1 и плотности 2 бензина от температуры

С понижением же температуры от +30 до минус 20° С коэффициент избытка воздуха при смесеобразовании возрастает на 18%. Минимальные температуры окружающего воздуха, при которых возможно нормальное смесеобразование при условии полного испарсния топлива, должны находиться в пределах + 1 минус 10° С для коэффициента избытка К=(1-0,6).

Испаряемость бензина зависит в основном от давления насыщенных паров: чем ниже давление, тем слабее интенсивность испарения. При понижении температуры окружающего воздуха происходит дальнейшее ухудшение испаряемости бензина, и при возрастании коэффициента избытка воздуха К до 1,4 воспламенение рабочей смеси становится практически невозможным.

Пусковые качества бензина характеризуются температурой испарения 10% его при перегонке, которая для автомобильных бензинов А-66 и А-72 равна 79 и 70° С, что обеспечивает удовлетворительный пуск холодного двигателя при температурах не ниже минус 10-15° С, что недостаточно.

Учитывая действительные условия, надо использовать северный автомобильный бензин.

Чтобы избежать повышенных износов деталей двигателей, недопустимо зимой применять топливо с повышенным (свыше 0,2%) содержанием серы.

В сортах топлива, полученных из нефти с повышенным содержанием серы, при сгорании образуется конденсат влаги, содержащейся в продуктах сгорания, который соединяется с окислами серы и образует агрессивную кислоту, воздействующую на рабочие поверхности деталей и вызывающую повышенный их износ. Установлено, что низкокипящие углеводороды при низких температурах влияют на пусковые качества бензинов и образование паровых пробок при положительных температурах окружающего воздуха.

У северных сортов бензина, обеспечивающих надежную эксплуатацию автомобилей в условиях низких температур, температура начала, кипения должна находиться в пределах 30-35° С, температура испарения 10%-в пределах 45-55° С и давление насыщенных паров - в пределах от 600 до 700 мм рт. ст. Содержание серы не должно превышать 0,1 %.

Как показали исследования, применение указанного северного сорта бензина при температуре наружного воздуха минус 30° С снижает число пусковых оборотов коленчатого вала двигателя до 22-25 об/мин, сокращает почти в 2 раза время пуска и обеспечивает устойчивую работу двигателяуже через 3-5 мин после пуска.

В результате исследований и опытной эксплуатации созданы оптимальные показатели качества бензина для северных районов, включенные в новый стандарт на автомобильные бензины ГОСТ 2084-67.

При применении северного сорта бензина летом при температуре наружного воздуха порядка +35° С образования паровых пробок не происходит. Поэтому бензин в северных районах страны может использоваться как единый всесоюзный.

Вязкость дизельного топлива , особенно летних сортов, под воздействием низких температур от минус 18 до минус 20° С увеличивается, в результате ухудшается прокачиваемость его через приборы питания, что приводит к нарушению процессов смесеобразования и сгорания в цилиндрах двигателя. При дальнейшем понижении температуры топливо из-за выпадения парафинистых отложений полностью утрачивает подвижность и текучесть. Характер изменения вязкости дизельного топлива и керосина приведен на рисунке.

Рис. Зависимость вязкости дизельного топлива 1 и керосина 2 от температуры

При значительном понижении температуры поступающего в цилиндры двигателя дизельного топлива запаздывает момент его самовоспламенения. При попадании в цилиндры дизельного топлива и воздуха, охлажденных до минус 30° С и ниже, момент воспламенения настолько опаздывает, что топливо в цилиндрах не успевает воспламениться и выбрасывается через выпускные клапаны в атмосферу. Поэтому топливо необходимо предварительно нагревать до температуры 30-40° С.

Из последних образцов топлива для дизелей следует указать на дизельное топливо ДСА для эксплуатации быстроходных дизелей в условиях низких температур, которое успешно опробовано в условиях Севера. По сравнению со стандартными топливами марки ДА (ГОСТ 4749-9) и марки А (ГОСТ 305-62) оно имеет улучшенные показатели.

Следует заметить, что расход топлива при пуске холодного двигателя и последующем прогреве его при оборотах холостого хода с понижением температуры увеличивается. Так, для пуска и разогрева до 60° С двигателя ЗИЛ-120 при температуре окружающего воздуха минус 20-25° С требуется 3 л бензина, а при температуре минус 30-35° С - до 5 л.

Для того чтобы определить при помощи этой таблицы плотность нефтепродукта при данной температуре, необходимо:

а) найти по паспорту плотность нефтепродукта при +20oС;
б) измерить среднюю температуру груза в цистерне;
в) определить разность между +20oС и средней температурой груза;
г) в Таблице 1 по графе температурной поправки найти поправку на 1oС, соответствующую плотность данного продукта при +20oС;
д) умножить температурную поправку плотности на разность температур;
е) полученное в п. "д" произведение вычесть из значения плотности при +20oС, если средняя температура нефтепродукта в цистерне выше +20oС, или прибавить это произведение, если температура продукта ниже +20oС.

Таблица 1
Средние температурные поправки плотности нефтепродуктов

1. Плотность нефтепродукта при +20oС, по данным паспорта 0,8240. Температура нефтепродукта в цистерне +23oС. Определить плотность нефтепродукта при этой температуре.
   Находим:
   а) разность температур 23o - 20o =3o;
   б) температурную поправку на 1oС по Таблице 1 для плотности 0,8240, составляющую 0,000738;
   в) температурную поправку на 3o:
   0,000738*3=0,002214, или округленно 0,0022;
   г) искомую плотность нефтепродукта при температуре +23oС (поправку нужно вычесть, так как температура груза в цистерне выше +20oС), равную 0,8240-0,0022=0,8218, или округленно 0,8220.
2. Плотность нефтепродукта при +20oС, по данным паспорта, 0,7520. Температура груза в цистерне -12oС. Определить плотность нефтепродукта при этой температуре.
   Находим:
   а) разность температур +20oС - (-12oС)=32oС;
   б) температурную поправку на 1oС по таблице для плотности 0,7520, составляющую 0,000831;
   в) температурную поправку на 32o, равную 0,000831*32=0,026592, или округленно 0,0266;
   г) искомую плотность нефтепродукта при температуре -12oС (поправку нужно прибавить, так как температура груза в цистерне ниже +20oС), равную 0,7520+0,0266=0,7786, или округленно 0,7785.