Бензин с повышенной температурой вспышки
Температуру вспышки бензина определяют для выбора условий хранения и транспортировки. Нефтепродукт относится к легковоспламеняющимся жидкостям. В автомобилях используются тяжелые сорта.
Температура вспышки бензина
У бензина нет собственной химической формулы. Он состоит из десятков компонентов, без учета присадок. Привычное обозначение (А95) является показателем октанового числа.
Под температурой вспышки подразумевается минимальный порог нагрева, при котором пары способны воспламенится от открытого источника. Бензин относится к наиболее пожароопасным нефтепродуктам (воспламенение при минус 400С).
Температура воспламенения – минимальный показатель, при котором топливо-воздушная смесь вспыхивает от стороннего источника и горит от испарения не менее 5 секунд. Температура горения превышает температуру вспышки на 10-15 градусов.
Самовоспламенение – значение, при котором горячие пары бензина возгораются без постороннего источника. Этот показатель необходим для:
- разделения веществ по группам пожароопасности;
- расчета электрооборудования;
- выяснения причин возгораний.
Бензин применяют на моторах с искровым зажиганием. Перед подачей в цилиндр топливо-воздушная смесь нагревается выше температуры вспышки.
2 условия воспламенения:
- Бензин находится в газообразном состоянии.
- Соотношение топлива и воздуха в пределах возгорания.
Методы определения температуры вспышки
Существует метод открытого и закрытого тигля (емкость для нефтепродуктов). Значения полученных температур отличаются из-за количества скопившихся паров.
Метод открытого тигля включает:
- Очистку бензина от влаги при помощи хлорида натрия.
- Заполнение тигля до определенного уровня.
- Нагрев емкости до температуры на 10 градусов ниже ожидаемого результата.
- Поджиг газовой горелки над поверхностью.
- В момент воспламенения фиксируется температура вспышки.
Метод закрытого тигля отличается тем, что бензин в емкости постоянно перемешивается. При открывании крышки огонь подносится автоматически.
Аппарат для определения температуры вспышки состоит из следующих компонентов:
- электрический нагреватель (мощность от 600 Ватт);
- емкость объемом 70 миллилитров;
- медная мешалка;
- электрический или газовый поджигатель;
- термометр.
В зависимости от результатов легковоспламеняемые вещества подразделяются:
- особо опасные (при температуре вспышки ниже -200С);
- опасные (от -200С до +230С);
- опасные при повышенной температуре (от 230С до 610С).
Пределы взрываемости
Граничные концентрации паров горючего в воздухе называются верхним и нижним пределом воспламенения. Они являются главными характеристиками взрывоопасности топлива. Если концентрация превысит верхний предел, то бензин не взорвется, а сгорит. Иногда процесс сопровождается резкими скачками давления.
Значение между пределами называется промежутком взрываемости. У бензина он составляет 0,7-8%. Горение в емкости обязательно сопровождается взрывом, по причине большого давления и низкой температуры кипения. При этом химическая энергия переходит в тепловую. Процесс сопровождается обширным выделением газов.
Верхний и нижний предел зависят от следующих параметров:
- состава реагентов;
- повышения температуры из-за роста энергии активации;
- добавления в топливо негорючих присадок.
Таблица содержит основные показатели пожароопасности бензина.
| Температура вспышки | -400С |
| Температура самовоспламенения | 200-5000С |
| Верхний предел | -50С |
| Нижний предел | -400С |
| Взрывоопасная концентрация паров в кислороде | 1-6% |
В двигателе автомобиля опасно детонационное горение. При нем теплота распространяется с большой скоростью. Процесс сопровождается износом деталей и нарушением газообмена.
Среди причин выделяют:
- нарушение условий эксплуатации;
- выбор низкого октанового числа;
- неподходящая калильность свечи зажигания.
Предотвратить детонацию можно:
- Эксплуатацией мотора на высоких оборотах. При разгоне сокращается период сгорания бензина.
- Применением интеркулера для охлаждения наддувочного воздуха перед цилиндром.
- Правильным подбором свечей.
- Переходом на высокое октановое число.
- Торможением двигателем.
Транспортировку бензина регламентирует ГОСТ Р 52734. Цистерны поездов и автомобилей должны иметь специальное обозначение.
Перед заполнением емкость моют и сушат. Бензовоз должен быть оборудован заземляющим устройством. Водители проходят подготовку, организациям выдается особая лицензия.
Оценка статьи:
(голосов: 1, средняя оценка: 5,00 из 5)
Загрузка…
Источник
С поверхности жидкостей (и даже твердых тел) происходит испарение. Среди множества молекул находятся такие, у которых скорость случайным образом оказывается достаточной, чтобы вылететь за пределы жидкости и смешаться с воздухом. Эти частицы образуют пар. Чем выше температура жидкости, тем больше средняя скорость молекул и тем чаще они вылетают в атмосферу (и реже конденсируются обратно). Таким образом, система находится в термодинамическом равновесии, а пар над жидкостью является насыщенным.
Температура вспышки и воспламенения
Чтобы смесь воздуха и пара (топливного) загорелась в присутствии огня, в ней должна быть достаточная концентрация горючих молекул. Нефть состоит из множества различных фракций – более или менее летучих. Таким образом, состав нефтепродукта определяет, при какой температуре загорится его насыщенный пар. Это одна из основных характеристик топлива.
Минимальная температура, при которой пары над поверхностью горючей жидкости способны вспыхнуть от огня – это температура вспышки. Смесь сгорает быстро, новые молекулы не успевают вылететь, и пламя затухает. При дальнейшем нагреве можно достичь температуры воспламенения. Вместо вспышки на поверхности будет наблюдаться устойчивое горение. Наконец, есть температура самовоспламенения (она еще выше), при которой для возникновения пламени или взрыва не нужен источник огня.
Определение температуры вспышки
Существует несколько методик для различных веществ. Детали проведения испытаний могут отличаться (тип применяемого аппарата, скорость нагрева и перемешивания и т.д.), но идея одна и та же.
Образец (горючую жидкость) помещают в специальную емкость – тигель. Он представляет собой латунный (или из аналогичного материала) сосуд определенной формы и размера (вроде кружки с фланцем). Тигель имеет крышку с отверстиями для термометра, источника зажигания и т.д. Емкость размещают внутри аппарата, который обеспечивает необходимые условия проведения испытаний и точность получаемых результатов.
Жидкость перемешивают и нагревают с постоянной скоростью. Через определенные температурные (либо временные) интервалы сквозь отверстие в крышке в тигель опускают источник зажигания. Когда происходит вспышка, регистрируют температуру. Приводят ее значение к стандартному атмосферному давлению.
Температура вспышки дизельного топлива в закрытом тигле измеряется по ГОСТ 6356. Это нормируемая величина, ее указывают в паспорте качества. Можно определять и по международному стандарту ISO 2719, который принят в России. Документ устанавливает 2 методики для различных веществ; используется испытательный аппарат Пенски-Мартенса. В открытом тигле также можно измерять температуру вспышки; она будет несколько выше. Тепло и молекулы топлива рассеиваются во внешней среде.
Классификация горючих жидкостей по температуре вспышки
Деление на категории в разных странах может различаться. В России из группы горючих жидкостей выделяют легковоспламеняющиеся: ≤ 61ºС в закрытом тигле (в открытом – не более 66ºС). В свою очередь, ЛВЖ делятся на 3 разряда. Дана температура вспышки в закрытом тигле, в скобках – в открытом.
- Особо опасные: ≤ -18 (-13)ºС – бензин, ацетон, диэтиловый эфир.
- Постоянно опасные: -18…+23ºС (-13…+27ºС) – лигроин, толуол, этилбензол, этиловый спирт.
- Опасные при повышенной температуре воздуха: +23…+61ºС (+27…+66ºС) – керосин, скипидар, пропилбензол.
Чем легче нефтяные фракции (раньше выкипают в ректификационной колонне), тем ниже их температура вспышки. Для ДТ общего назначения она должна быть от 40ºС (Л, Е) или от 30ºС (З, А) и выше. Летний и межсезонный дизель для судов, тепловозов и газовых турбин имеет не ниже 62ºС, т.е. он уже не относится к легковоспламеняющимся жидкостям.
Температура вспышки бензина – ниже -40ºС. Этот показатель не нормируется ГОСТ. Для керосина составляет +28…+60ºС, для моторного масла – от +130 до +325ºС. Температура вспышки нефти обычно находится в пределах -35…0ºС и зависит от состава.
Источник
Силовые агрегаты подавляющего большинства легковых автомобилей работают на бензине. Все знают, как выглядит бензин, но никто не знает его химической формулы. Все потому, что продукт перегонки нефти состоит из десятка различных веществ и еще большего количества производных. Выразить его состав одной химической формулой не представляется возможным. Во многом главные качества жидкости – температура вспышки, воспламенения, кипения – определены химическим составом. Начав поиск информации обо всех величинах, легко заметить один факт: свободные источники указывают разные значения одного параметра. Почему так происходит, и какие факторы влияют на конечную цифру?
Температура вспышки бензина
Топливо справедливо относится к числу наиболее пожароопасных нефтепродуктов. Под вспышкой считают минимальный показатель температуры, при которой свободно отделяющиеся фракции топлива вспыхивают от источника открытого огня. Бензины отличаются высокой летучестью и температурой вспышки в открытом тигле -40 градусов по Цельсию. На основании показателя делают предварительные заключения о свойствах и качестве жидкости.
Не менее важно учитывать температуру воспламенения – явление быстрого возгорания горячих паров топлива без источника огня. Бензин опасен тем, что величина его самовоспламенения зависит от углеродного состава (от 200 до 500 градусов). Важность определения значения параметра обусловлена необходимостью выбора оптимальных условий хранения и транспортировки бензина. Знание точного показателя позволяет:
- присваивать веществам классам пожароопасности;
- определить причины произошедшего возгорания.
В автомобилях перед подачей горючего в цилиндры топливно-воздушная смесь нагревается выше температуры вспышки. Воспламенение произойдет при условии правильного соотношения топлива и воздуха.
Методы определения температурной вспышки
Определить тепловой порог воспламенения легко испаряющегося топлива от источника открытого пламени согласно ГОСТ можно двумя способами. Для этого потребуются тигли – химические сосуды. С помощью открытых и закрытых тиглей можно нагревать, сжигать материал. На практике метод выглядит так:
- исследуемое топливо помещают в открытый тигель до установленной отметки;
- жидкость постоянно перемешивают и разогревают с помощью электроплиты или другого источника без привлечения открытого пламени;
- с каждым повышением температуры топлива на 1 градус по Цельсию над поверхностью емкости (на небольшой высоте) проводят источником огня (без прикосновения с исследуемым материалом);
- температура вспышки устанавливается в момент появления синего пламени.
Известные специальные аппараты для определения величины искомого параметра. Они состоят из мощного электрического нагревателя, стандартного сосуда вместительностью порядка 70 мл, мешалки, воспламенителя и термометра.
Пределы взрываемости
Пределы взрываемости выражены температурой горючего вещества и характеризуют граничные концентрации паров топлива в воздухе. Величиной определяют степень взрывоопасности бензина. С превышением концентрации верхнего предела происходит сгорание жидкости. Наименьшая концентрация паров горючего в воздухе, при которой происходит воспламенение от внешнего источника пламени с последующим распространением огня на весь объем, приводит к взрыву.
Взрывчатые смеси образуются при концентрации паров в воздухе от 70 до 120 г/м3. Значения между ВКПР и НКПР именуют промежуточной взрываемостью: у бензина она составляет 0.7-8%. Итоговая величина зависит от состава реагента, наличия в топливе негорючих присадок. Для автомобильного двигателя особенно опасно детонационное топливо. Оно способствует быстрому распространению теплоты. Процесс приводит к физическому износу деталей цилиндро-поршневой группы. Предотвратить детонации можно путем регулярного технического обслуживания мотора, покупки высокооктанового горючего, установки свечей зажигания с подходящим калильным числом.
Еще одна интересная величина – температура кипения бензина. Находится в пределах от 50 до 110 градусов. Показатель зависит от состава того или иного топлива. Лишь водители со стажем помнят, как летом закипевшее в карбюраторе горючее останавливало транспортное средство. Причиной становились пробки: легкие фракции отделялись от тяжелых под видом пузырьков горючего газа из-за чрезмерного разогревания. Достаточно было постоять на обочине некоторое время. Образованные газы вновь становились жидкостью, система освобождалась от образованных пробок – машина продолжала свой путь.
Правила транспортировки
Транспортировка большей части нефтепродуктов допускается всеми видами транспорта: автомобильным, железнодорожным, авиационным. Особые требования выдвигают к тарам – емкостям под нефтяные продукты. Они обычно изготовлены из алюминия с защитным внутренним слоем или стали. Емкости плотно закрывают крышкой с прокладкой, создаются все условия для полной герметичности. Тара должна быть обозначена соответствующей маркировкой – номер UN вещества, класс опасности. Бочки с горючим размещают вертикально и жестко фиксируют. Без оформления разрешения Минтранса и согласования маршрута допускается транспортировка 1000 литров бензина.
Цистерны автопоездов в обязательном порядке обозначают специальной маркировкой. Бензовоз должен быть оборудован заземляющим устройством. При необходимости транспортировки свыше 1000 литров горючего водитель обязан иметь при себе:
- маршрутный лист с указанным местом отправления и конечным пунктом;
- соглашение о перевозке опасных грузов;
- допуск к транспортировке грузов.
Доставкой взрывоопасных веществ, включая углеводородные смеси, могут заниматься обученные водители. У них должна быть медицинская справка. Документ подтверждает пройденный этап медицинского контроля. Компания-перевозчик обязательно должна располагать разрешением на перевозку опасных грузов внутри страны.
Оценка статьи:
(пока оценок нет)
Загрузка…
Источник
Любой, кто решит отыскать информацию о температуре кипения, горения или вспышки бензина обнаружит интересную вещь: даже в довольно авторитетных источниках между указываемыми значениями одного и того же параметра наблюдается существенная разница. Почему так происходит и каковы реальные величины?
Что такое бензин?
Этот пункт идёт первым, потому что он крайне важен для понимания вопроса. Забегая вперёд, скажем так: вы никогда не найдёте химической формулы бензина. Как, например, можно без проблем отыскать формулу метана или другого однокомпонентного нефтепродукта. Любой источник, который покажет вам формулу автомобильного бензина (не важно, будь то вышедший из оборота АИ-76 или наиболее распространённый сейчас АИ-95) однозначно заблуждается.
Дело в том, что бензин – это многокомпонентная жидкость, в которой как минимум присутствует не менее десятка различных веществ и ещё больше их производных. И это только база. Перечень присадок, используемых в различных бензинах, в разные промежутки времени и для различных условий эксплуатации, занимает внушительный лист из нескольких десятков позиций. Поэтому невозможно выразить одной химической формулой состав бензина.
Краткое определение бензина можно дать такое: легковоспламеняющаяся смесь, состоящая из лёгких фракций различных углеводородов.
Температура испарения бензина
Температура испарения – это тот тепловой порог, при котором начинается самопроизвольное перемешивание бензина с воздухом. Эта величина не может быть однозначно определена одной цифрой, так как зависит от большого количества факторов:
- базовый состав и пакет присадок – наиболее весомый фактор, который регулируется при производстве в зависимости от условий эксплуатации ДВС (климата, системы питания, степени сжатия в цилиндрах и т. д.);
- атмосферное давление – с повышением давления температура испарения незначительно снижается;
- способ исследования этой величины.
Для бензина температура испарения играет особую роль. Ведь именно на принципе испарения построена работа карбюраторных систем питания. Если бензин перестанет испаряться – он не сможет смешаться с воздухом и попасть в камеру сгорания. В современных авто с прямым впрыском эта характеристика стала менее актуальной. Однако после впрыска форсункой топлива в цилиндр именно испаряемость определяет, насколько быстро и равномерно туман из мелких капель перемешается с воздухом. А от этого зависит эффективность работы мотора (его мощность и удельный расход топлива).
В среднем температура испаряемости бензина находится в пределах от 40 до 50°C. В южных регионах эта величина часто бывает выше. Её не контролируют искусственно, так как в этом нет нужды. Для северных районов наоборот, её занижают. Обычно это делается не за счёт присадок, а за счёт формирования базового бензина из наиболее лёгких и летучих фракций.
Температура кипения бензина
Температура кипения бензина – также интересная величина. Сегодня мало кто из молодых водителей знает, что в своё время при жарком климате закипевший в топливопроводе или карбюраторе бензин мог обездвижить авто. Это явление просто создавало пробки в системе. Лёгкие фракции чрезмерно разогревались и начинали отделяться от более тяжёлых в виде пузырьков горючего газа. Автомобиль остывал, газы становились снова жидкостью – и можно было продолжать путь.
Сегодня бензин, реализуемый на АЗС, закипит (с очевидным бурлением с выделением газа) примерно при +80 °C с разбежкой в +-30% в зависимости от конкретного состава того или иного топлива.
Температура вспышки бензина
Температура вспышки бензина – это такой тепловой порог, при котором свободно отделяющиеся, более лёгкие фракции бензина воспламеняются от источника открытого пламени при нахождении этого источника непосредственно над исследуемым образцом.
На практике температуру вспышки определяют методом нагрева в открытом тигле.
В небольшую открытую ёмкость наливают исследуемое топливо. Далее его медленно разогревают без привлечения открытого пламени (например, на электроплите). Параллельно контролируется температура в режиме реального времени. Каждый раз при повышении температуры бензина на 1°C на небольшой высоте над его поверхностью (так, чтобы открытое пламя не соприкасалось с бензином) проводят источником пламени. В тот момент, когда появится огонь, и фиксируют температуру вспышки.
Проще говоря, температура вспышки отмечает тот порог, при котором концентрация в воздухе свободно испаряющегося бензина достигает величины, достаточной для воспламенения под воздействием открытого источника огня.
Температура горения бензина
Этот параметр определяет, какую максимальную температуру создаёт горящий бензин. И здесь также вы не найдёте однозначной информации, отвечающей на этот вопрос одной цифрой.
Как ни странно, но именно для температуры горения главную роль играют условия протекания процесса, а не состав топлива. Если посмотреть на теплотворную способность различных бензинов, то разницы межу АИ-92 и АИ-100 вы не увидите. На самом деле октановое число определяет исключительно стойкость топлива к появлению детонационных процессов. И на качество самого топлива, а уж тем более на температуру его горения, не влияет никак. Кстати, зачастую простые бензины, такие как вышедшие из оборота АИ-76 и АИ-80, более чистые и безопасные для человека, чем тот же AИ-98, модифицированный внушительным пакетом присадок.
В двигателе температура горения бензина находится в пределах от 900 до 1100°C. Это в среднем, при пропорции воздуха и топлива, близкой к стехиометрическому соотношению. Реальная температура горения может как опускаться ниже (например, активация клапана ЕГР несколько снижает тепловую нагрузку на цилиндры), так и повышаться при определённых условиях.
На температуру горения в значительной мере влияет и степень сжатия. Чем она выше, тем горячее в цилиндрах.
Открытым пламенем бензин горит при более низких температурах. Приблизительно, около 800-900 °C.
Источник