Температура кипения, горения и вспышки бензина АвтоЖидкость

Температура кипения бензина

Бензин в двигателе автомобиля ведет себя совсем не так, как любая другая жидкость на его месте, потому что бензин – это смесь множества жидкостей. Поэтому сгорание и испаряемость бензина в топливном баке происходят иначе, чем это было бы с водой, или, например, сжиженным водородом: каждый элемент вступает в реакцию в определенный момент. Разбираясь в этих тонкостях, можно максимально точно определять, какой именно бензин нужен автомобилю и как продлить срок службы двигателя.

Физико-химические свойства бензина

Какие физические и химические свойства топлива нужно знать автолюбителю? Жидкости в составе бензина называются фракциями и различаются температурой кипения, плотностью, вязкостью, скоростью вступления в реакцию с воздухом и так далее. Помимо углеводородных фракций, в нем содержатся природные соединения серы, водорода, кислорода, со своими свойствами. Какой окажется доля разных фракций в конкретном бензине чаще всего определить нельзя. Есть и разные прибавки, которые нужны для улучшения качества топлива, его хранения, устойчивости к детонации. Большую часть этих характеристик важно знать скорее инженерам, которые проверяют качество бензина перед тем, как он попадет на заправку.

Для обывателя важно понимать, на что влияет температура кипения бензина и октановое число. Для разных марок бензина это будут разные показатели.

Октановое число входит в название марки бензина. Так, название АИ-92 означает, что бензин тестировался исследовательским способом (АИ), который показал, что его октановое число 92. Эта цифра показывает, насколько бензин устойчив к детонации, или взрыву. За точку отчета, то есть 100, принят изооктан – очень устойчивый к детонации углеводород; октановое число показывает, каков процент изооктана в смеси с гептаном, у которого детонационные свойства низкие. Фактически октановое число 92 означает, что бензин этой марки устойчив к детонации так же, как смесь изооктана и гептана 92:8; в бензине АИ-95 эта пропорция 95:5, то есть детонационная устойчивость выше, и так далее. Число может быть и выше 100, если свойства топлива выше, чем у изооктана.

Температура кипения бензина

Какое значение имеет кипение бензина в двигателе? Производители отдельно отслеживают температуру начала кипения бензина, а также точки, когда перегоняются 10, 50 и 90% объема, а потом температуру конца кипения.

Точка начала кипения и сгорание первых 10% горючего – это зона ответственности легких фракций. От нее зависят пусковые характеристики, испаряемость и, что особенно важно, вероятность образования паровых пробок в двигателе. Конечно, паровые пробки образуются не только за счет легких фракций, но и вообще из-за состава бензина, доли и свойств тех его фракций, которые способны переходить из жидкого в газообразное состояние. Чтобы бензин запускал холодный двигатель, температура кипения первых 10% топлива должна быть не выше 55°С зимой, и 70°С летом. Зимние сорта бензина содержат больше легких фракций, чем летние.

Половина объема топлива кипит при температуре легких фракций бензина. Эти 50% называют рабочей фракцией бензина. От нее зависит продолжительность прогрева, переход на разные режимы двигателя.

Точки конца кипения и перегонки 90% бензина – это показатель тяжелых фракций. При высоких температурах конца кипения тяжелых фракций бензина он распределяется по двигателю неравномерно. Часть бензина вообще не успевает сгореть, конденсируется на стенках цилиндра, смывает с них масло, отчего образуется нагар и снижается срок эксплуатации цилиндров и поршневых колец. Потом эти остатки сползают в картер и там смывают масляную пленку, разжижая масло и ухудшая его качество. Увеличивается расход бензина, падает экономичность двигателя и его ресурс. Оптимальная температура, при которой неравномерность распределения бензиновой смеси по цилиндрам двигателя самая низкая, составляет 110-115°С. Такой показатель нужен в авиации, а для обычных автомобилей госстандарт конца выкипания бензина – 180°С.

Читайте также:  Разъемы мониторов (VGA, DVI, HDMI, Display Port)

В целом снижение температуры конца кипения бензина и перегонки 90% повышает его качество, но снижает ресурс, потому что чем она ниже, тем выше детонационная стойкость и склонность к конденсации, и тем ниже химическая стойкость, то есть тем больше вероятность, что по ходу хранения и использования бензин поменяет свои свойства. Температуру кипения 90% топлива называют также точкой росы.

Температура испарения бензина

Какая температура нужна, чтобы превратить бензин в пар? Процесс этот начинается, когда теплее 30°С, а для тяжелых фракций достигает 205°С. Тут бензин начинает смешиваться с воздухом и попадает в камеру сгорания, запуская движение автомобиля. Чем холоднее на улице, тем больше энергии затрачивается на испарение, и тем сложнее запустить двигатель и продолжать движение. Поэтому зимние сорта бензина включают фракции, которые легко испаряются при низких температурах.

Современные автомобили имеют систему прямого впрыска, поэтому температура испарения бензина уже не так важна, но до сих пор только она определяет, насколько быстро и равномерно бензиновые пары смешиваются с воздухом в цилиндре, а значит, насколько эффективно будет работать мотор. Эту величину занижают с помощью присадок или с помощью повышения доли высоких фракций.

Имеет значение, как долго во время хранения и транспортировки химический состав бензина сохраняется неизменным. Если в бензин добавлять сжиженный газ, он превращается в пар при достаточно низкой температуре и возможно еще до того, как будет израсходован бак. На практике даже только что купленный бензин уже может иметь свойства ниже марочных. Такое бывает, если продавец к топливу, у которого истек срок хранения, добавил пропан или метан (именно от этого на заправках сильно пахнет газом), получив из 92 бензина 95.

Температура вспышки бензина

испарения бензина могут вспыхнуть при наличии открытого огня. Это происходит, когда концентрация бензиновых паров превышает 70-120 грамм на куб. В момент детонации скорость пламени в тысячу раз выше, чем обычно, что постепенно разрушает цилиндро-поршневую группу двигателя. Чем выше октановое число, тем выше температура вспышки, поэтому в бензин добавляют присадки или меняют его фракционный состав.

Температура горения бензина

Температура сгорания бензина не зависит от октанового числа: оно влияет на стойкость к возникновению детонационных процессов. У автомобильных бензинов А-72, А-76, АИ-92, АИ-95 фракционный состав и все характеристики кипения, испаряемости и горения почти одинаковы. Современные бензины с высоким октановым числом даже менее экологически безопасны, чем устаревшие, потому что в них добавляют множество присадок, например тетраэтилсвинец, который ядовит и разрушают каталитический нейтрализатор автомобиля.

Сгорание бензина зависит от того, где он горит. В двигателе бензин горит в среднем при температуре 900-1100 градусов, может гореть и при более низких температурах. Она зависит в том числе от давления в цилиндрах. Открытым пламенем бензин горит при более низких температурах – 800-900 градусов.

Температура вспышки бензина

Температуру вспышки бензина определяют для выбора условий хранения и транспортировки. Нефтепродукт относится к легковоспламеняющимся жидкостям. В автомобилях используются тяжелые сорта.

Читайте также:  Что лучше гидроусилитель или электроусилитель руля Невредные советы

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 40 0 С).

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:

  1. Бензин находится в газообразном состоянии.
  2. 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:

  1. Очистку бензина от влаги при помощи хлорида натрия.
  2. Заполнение тигля до определенного уровня.
  3. Нагрев емкости до температуры на 10 градусов ниже ожидаемого результата.
  4. Поджиг газовой горелки над поверхностью.
  5. 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 -20 0 С);
  • опасные (от -20 0 С до +23 0 С);
  • опасные при повышенной температуре (от 23 0 С до 61 0 С).

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 -40 0 С
Температура самовоспламенения 200-500 0 С
Верхний предел -5 0 С
Нижний предел -40 0 С
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:

  1. Эксплуатацией мотора на высоких оборотах. При разгоне сокращается период сгорания бензина.
  2. Применением интеркулера для охлаждения наддувочного воздуха перед цилиндром.
  3. Правильным подбором свечей.
  4. Переходом на высокое октановое число.
  5. 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.

Температура вспышки нефтепродуктов

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.

Читайте также:  Ремонт рулевого управления Express Service

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.

Ссылка на основную публикацию
Тахограф VDO DTCO 3283 — характеристики, особенности, инструкции
Тахограф vdo 3283 инструкция Установка тахографов на автотранспорте стала уже привычным событием. Для многих транспортных предприятий и водителей цифровые самописцы...
Съемник шаровой опоры нива шевроле; АвтоТоп
Замена верхней шаровой опоры НИВА своими руками без съёмника, фото и видео инструкция Покажем вам подробную фото и видео инструкцию...
Сыр Маасдам рецепт в домашних условиях, калорийность, полезные свойства
Маасдам (Maasdam) Маасдам — полутвердый сорт сыра. В его приготовлении используют коровье молоко только высшего качества, проверенное на отсутствие антибиотиков....
Тачки за копейки; 86 Ханты-Мансийск ВКонтакте
Трубка латунь 8 мм Латунная труба Л63 Латунная труба Л68 Латунная труба – один из наиболее популярных и востребованных видов...
Adblock detector