Топливные системы

СОДЕРЖДАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………………2

1. КЛАССИФИКАЦИЯ ТОПЛИВА.......................……………....3
2. ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ТОПЛИВА……..………..5
3. СВОЙСТВА ТОПЛИВА…………………………………………….7
4. НЕФТЯНОЕ ТОПЛИВО…………………………………………….8
5. АЛЬТЕРНАТИВНОЕ ТОПЛИВО…………………………..…….11
6. СМАЗОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ………………………………….…14
7. МОТОРНЫЕ МАСЛА………………………………………………15
8. ТВЕРДЫЕ И ПЛАСТИЧНЫЕ СМАЗКИ…………………..…….17

ЗАКЛЮЧЕНИЕ……………………………………………………..20

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ……………….21

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

Экономические преобразования, произошедшие в последние годы в  России, привели к кардиналь-ным переменам на товарном рынке. На фоне бурного роста парка автомобилей в несколько раз возрослочисло АЗС, а также значительно изменился ассортимент предлагаемых нефтепродуктов.  Все более жесткие требования сейчас предъявляются и к эксплуатационным материалам (бензинам, дизельным топливам, смазочным маслам) в плане повышения качества и экономичного использования. Поэтому знание состава, свойств, областей применения и эксплуатационных характеристик нефтепро-дуктов является необходимым всем, кто связан с их производством, транспортировкой, хранением, по-треблением, маркетингом. На внутреннем рынке нефтепродуктов в настоящее время появились также бензины, дизельные то-плива, моторные и трансмиссионные масла всевозможных зарубежных фирм. Обилие отечественных изарубежных нефтепродуктов требует ориентироваться в эксплуатационных характеристиках. Цель настоящей работы – дать основные сведения о составе, свойствах, особенностях применениятоплив и масел для автомобильного транспорта, сопоставить отечественные и зарубежные марки; осве-тить практические вопросы, связанные с количественным и качественным учетом нефтепродуктов, ме-тоды и средства определения плотности нефтепродуктов, содержания воды и механических примесей. 

 

 

 

 

 

 

1. Классификация Топлива.

Топливо — это горючие  вещества, основной составной частью которых является углерод, применяемые  с целью получения при их сжигании тепловой энергии.

Классификация. По физическому состоянию топливо бывает твердое, жидкое, газообразное. Стекловаренные печи работают на жидком и газообразном топливе.

К топливу, используемому  для стекловаренных печей, предъявляют  ряд требований: при сгорании оно  должно выделять значительное количество тепла на единицу своей массы  или объема, не должно выделять газов, вредно действующих на здоровье людей, а также отрицательно влияющих на материалы топок и печей, должно быть удобным для транспортирования  и сжигания.

Основной характеристикой  топлива является его теплотворность Q. Теплотворностью топлива называется количество тепла, выделяемое при полном сгорании единицы массы или объема топлива (1 кг жидкого топлива или 1 м³ газообразного). Теплотворность измеряется в ккал/кг или ккал/м³ (в СИ — кДж/кг, кДж/м³).

Теплотворность различных  видов топлива колеблется в широких  пределах — от 1000 до 10 000 ккал/кг.

По происхождению топливо  подразделяется на естественное и искусственное. Последнее получается в результате переработки естественного топлива. В табл. 3 приводится классификация промышленного топлива.

Теплота сгорания - количество теплоты, которое выделяется при полном сгорании 1 кг или 1 м³ топлива. Энергетическая ценность топлива в первую очередь определяется его теплотой сгорания.

Различают высшую и низшую теплоту сгорания. Низшая теплота  сгорания отличается от высшей количеством теплоты, затрачиваемой на испарение влаги, содержащейся в топливе и образующейся при сгорании водорода. Низшую теплоту сгорания учитывают для подсчета потребности в топливе и его стоимости при составлении тепловых балансов и определении коэффициентов полезного действия установок, использующих топливо. При сопоставлении различных видов топлива пользуются понятием условного топлива, характеризующимся низшей теплотой сгорания, равной 29 МДж/кг.

Влажность (содержание влаги) топлива снижает его теплоту сгорания вследствие увеличенного расхода теплоты на испарение влаги и увеличения объема продуктов сгорания (из-за наличия водяного пара).

Зольность - количество золы, образующейся при сгорании минеральных веществ, содержащихся в топливе. Минеральные вещества, содержащиеся в топливе, понижают его теплоту сгорания вследствие уменьшения содержания горючих компонентов (основная причина) и увеличения расхода тепла на нагрев и плавление минеральной массы.

Сернистость (содержание серы) относится к отрицательному фактору топлива, так как при его сгорании образуются сернистые газы, загрязняющие атмосферу и разрушающие металл. Кроме того, сера, содержащаяся в топливе, частично переходит в выплавляемый металл, сваренную стекломассу, снижая их качество. Например, для варки хрустальных, оптических и других стекол нельзя использовать топливо, содержащее серу, так как сера значительно понижает оптические свойства и колер стекла.

2. ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ТОПЛИВА

Достоверность и качество исходной информации предопределяют конечный результат. В сфере энергоснабжения  основную исходную информацию предоставляет  топливно-энергетический баланс территории (поселения). Согласно определению: «Топливно-энергетический баланс (ТЭБ) – соотношение для  экономического объекта или некоторой  территории объемов топливно-энергетических ресурсов, поступающих вследствие добычи или ввоза и убывающих вследствие потребления на месте или вывоза». Т.о. основная задача ТЭБа – показать реальную структуру наличия, использования энергоресурсов на данной территории. ТЭБ может составляться на уровне государства, отдельной территории, поселения. По состоянию на сегодняшний день практика составления и ведения текущих и перспективных топливно-энергетических балансов отсутствует.

В статистической практике Российской Федерации сводный  отчетный ТЭБ разрабатывался раз  в пять лет, начиная с 1960 г. Последний  сводный отчетный ТЭБ России был  разработан по полной программе и  развернутой схеме на отчетных данных 1990 г. В целях оценки изменений  в структуре производства и потребления  топлива и энергии, а также  определения направлений развития ТЭК страны разрабатывается ежегодный  расчетный ТЭБ на федеральном уровне по краткой схеме.

Расчетный топливно-энергетический баланс представляет собой аналитическую таблицу, содержащую перечень видов топливно-энергетических ресурсов и основные показатели, характеризующие  источники формирования ресурсов и  направления их использования. Этот баланс, несмотря на ограниченные размеры, в основных чертах повторяет сводный  отчетный ТЭБ страны, содержит все  основные его показатели, но имеет  меньшую степень детализации  и ряд отличий.

Территориальные ТЭБ практически не составляются, а локальные поселенческие ТЭБ  не востребованы в силу простого отсутствия практики энергетического.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. СВОЙСТВА ТОПЛИВА

Топливо различных видов, месторождений и шахт различается  по своему составу. При рассмотрении твердого и жидкого топлива принято  различать следующие его составляющие: углерод, водород, серу, кислород, азот, золу и влагу. Применительно к  газообразному топливу под составом понимают в основном: оксид углерода, водород, метан, этан, пропан, бутан, этилен, бензол, сероводород и др. Входящие в состав топлива кислород и азот относят к внутреннему органическому  балласту топлива, а золу и влагу - к внешнему.

Состав твердого и жидкого  топлива выражают в процентах  по массе, газообразного - в процентах  по объему.

Твердое и жидкое топливо  состоит из горючей и негорючей частей. К горючей части топлива относят углерод, водород, кислород, азот и серу. Кислород и азот не горят; их включают в состав горючей массы условно. Поэтому горючую часть топлива называют условно горючей массой. Негорючая часть топлива — балласт — состоит из влаги и золы. Органическую массу топлива составляют углерод, кислород и азот.

Топливо в том виде, в  каком оно поступает в топки  печи для сжигания, носит название рабочего топлива. Ввиду того что  содержание в нем влаги может  колебаться в широких пределах, состав топлива часто характеризуют  его сухой массой.

 

 

 

 

 

 

4. НЕФТЯНОЕ ТОПЛИВО

Как было указано  выше, доля нефти в энергобалансе  электростанций уменьшается. Ускорение  научно-технического прогресса ставит задачу не «топить ассигнациями», а  использовать нефть главным образом  для производства необходимых химических продуктов и как моторное топливо  для ТЭС. Сжигать не нефтепродукты (мазут) в котельных, а суспензию  размельченного угля.

При сжигании жидких видов топлива (мазуты) с дымовыми газами в атмосферный воздух поступают  сернистый и серный ангидриды, окиси  азота, газообразные и твердые продукты неполного сгорания топлива, соединения ванадия, солей натрия.

Нефть была известна человеку еще в глубокой древности. В трудах Геродота, Плутарха, Плиния Старшего приводятся сведения об источниках нефти и ее использовании как  в качестве топлива и для освещения, так и для изготовления лекарств и в военном деле. Первоначально  в светильниках сжигали натуральную  нефть, причем предпочитали ее светлые  виды, которые давали меньше копоти. Поскольку такая нефть встречалась  довольно редко, то родилась идея ее перерабатывать (история умалчивает имя великого изобретателя) для получения осветительного масла. Уже в конце XVII — начале XVIII вв. его возили в бочках в Москву, Петербург и другие города.

Для перегонки первоначально  использовали железный куб, помещенный в кирпичную печь. От куба шла  трубка, проходившая через чан  с водой. При нагревании куба летучая  часть нефти испарялась, охлаждалась  в чане и сконденсировавшаяся жидкость собиралась в деревянном ведре. Выход этой жидкости не превышал 40%. Наиболее легкокипящие фракции нефти (бензины) в основном терялись из-за недостаточного охлаждения.

Изобретение керосиновой  лампы, с которой не мог конкурировать  ни один из существовавших источников света, вызвало резкое увеличение добычи и переработки нефти.

В Баку первый нефтеперерабатывающий  завод появился в 1837 г., а в 1874 г. число  таких заводов уя^е достигало 123. Они производили 5 млн пудов керосина в год.

С появлением различных  машин и механизмов возникла необходимость  и в соответствующих смазочных  материалах. Основу их промышленного  производства в России заложил Д. И. Менделеев. После отгонки из нефти  светлых фракций оставшийся мазут  обрабатывали перегретым до 300° С водяным паром, который уносил масла через холодильник в приемник, где вода отделялась от масла.

Таким образом, основными  продуктами, получаемыми из нефти  в конце прошлого столетия, были керосин и смазочные материалы. По мере увеличения их производства совершенствовалась и технология нефтепереработки. На смену перегонным кубам пришли кубовые батареи, что позволило сделать процесс перегонки непрерывным. Нефть поступала в первый куб, где из нее отгонялись наиболее летучие компоненты, затем попадала во второй, где отгонялась более высококипящая фракция и т. д. Из последнего куба вытекал мазут, который либо направлялся на производство смазочных масел, либо использовался как топливо.

 Бензин считался в то время бесполезным и даже вредным (из-за взрывоопасное) продуктом. Ему не находили достойного применения, а потому — попросту уничтожали.

Изобретение двигателя  внутреннего сгорания и развивающееся  гигантскими темпами автомобилестроение произвели революцию в нефтепереработке. Бензин тут же превратился из «золушки»  в «принцессу». Чтобы резко повысить его производство, значительно усовершенствовалась нефтеперегонная технология и аппаратура. Так появилась тарельчатая ректификационная колонна, созданная В. Г. Шуховым.

Потребность в бензине  возрастала, а между тем в нефти  его содержание в большинстве  случаев не превышает 15%.

Поэтому, если нефтепереработку ориентировать исключительно на бензин, то в избытке будут оставаться керосин, газойль, масла и другие нефтепродукты.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. АЛЬТЕРНАТИВНОЕ ТОПЛИВО

Природный газ представляет собой  альтернативный вид топлива, которое  полностью сгорает и уже сейчас повсеместно доступно потребителям многих стран за счет снабжения природным  газом домов и производственных объектов. При использовании в  транспортных средствах, работающих на природном газе (автомобилях и  грузовиках со специально спроектированными  двигателями), природный газ дает значительно меньше вредных выбросов, чем бензин или дизельное топливо. Электричество может использоваться в качестве альтернативного вида топлива для транспортных средств с питанием от аккумуляторных батарей, или работающих на топливных элементах. Работающие от батарей электрические транспортные средства накапливают энергию в батареях, которые заряжаются путем подключения транспортного средства к стандартному источнику питания. Транспортные средства на топливных элементах работают на электрической энергии, которая вырабатывается за счет электрохимической реакции, имеющей место при соединении водорода и кислорода. Топливные элементы производят электроэнергию без внутреннего сгорания и загрязнения окружающей среды.Водород можно смешивать с природным газом для создания альтернативного вида топлива для транспортных средств, в которых используются некоторые виды двигателей внутреннего сгорания. Водород также используется в транспортных средствах с топливными элементами, работающими на электричестве, вырабатываемом в результате реакции, которая происходит при соединении водорода и кислорода в топливной ячейке. Пропан, также называемый сжиженным нефтяным газом, представляет собой побочный продукт переработки природного газа или сырой нефти. Он уже широко используется в качестве топлива при приготовлении пищи и для отопления; пропан также является распространенным альтернативным видом топлива для транспортных средств. При использовании пропана производится меньше вредных выбросов в атмосферу, чем при использовании бензина, кроме того, имеется высокоразвитая инфраструктура для транспортировки, хранения и распространения пропана. Биодизельное топливо представляет собой альтернативный вид топлива на основе растительных масел или животных жиров, даже тех, которые остаются в ресторанах после приготовления пищи. Двигатели транспортных средств можно модифицировать так, чтобы можно было сжигать биодизельное топливо в чистом виде; биодизельное топливо можно также смешивать с углеводородным дизельным топливом и использовать в неадаптированных двигателях. Биодизельное топливо безопасно, поддается биохимическому разложению и снижает содержание веществ, загрязняющих воздух таких как, твердые примеси, монооксид углерода и углеводороды. Метанол, также известный, как древесный метиловый спирт, может использоваться в качестве альтернативного вида топлива в транспортных средствах с универсальной топливной системой, которые спроектированы для работы на M85, смеси, содержащей 85% метанола и 15% бензина. Но в наши дни не производят транспортных средств с метаноловыми двигателями. Тем не менее, в будущем метанол может стать важным альтернативным видом топлива в качестве источника водорода, который необходим для работы топливных элементов.