ZAKAD POJAZDÓW SAMOCHODOWYCH I SILNIKÓW SPALINOWYCH ZPSiSS WYDZIA BUDOWY MASZYN I LOTNICTWA

Transkrypt

1 ZAKAD POJAZDÓW SAMOCHODOWYCH I SILNIKÓW SPALINOWYCH ZPSiSS WYDZIA BUDOWY MASZYN I LOTNICTWA POLITECHNIKA RZESZOWSKA im. IGNACEGO UKASIEWICZA Al. Powsta!ców Warszawy 8, Rzeszów, Tel: , Fax: ; Tlx: prz pl LABORATORIUM MATERIAÓW EKSPLOATACYJNYCH INSTRUKCJA LABORATORYJNA Temat wiczenia: OZNACZANIE G$STO%CI PALIW CIEKYCH

2 1. WST$P Oznaczanie g:sto;ci paliw ciek=ych Operacje magazynowania, transportu i dystrybucji paliw p=ynnych, olejów i innych cieczy eksploatacyjnych, wymagaje rozlicze! materia=owych wykonywanych w jednostkach masy (kg, tony, itp.) lub obj:to;ci (litry, m 3 itp.). Obrót paliwami p=ynnymi i rozpuszczalnikami cz:sto jest dokonywany w jednostkach masy, podczas gdy pomiar ilo;ci produktu do celów formalnych i finansowych wykonywany w jednostkach obj:to;ci. Przy masowym obrocie produktami, brak umiej:tno;ci wzajemnego przeliczania jednostek masy i obj:to;ci moie byj Kród=em powainych strat lub nieuzasadnionych zysków. W skrajnych przypadkach b=ed pomiaru moie dochodzij do 1,5% warto;ci rzeczywistej. W przypadku olejów i innych cieczy roboczych najcz:;ciej stosowanymi w obrocie jednostkami se litry, podczas gdy pomiar jest najcz:;ciej wykonywany w kilogramach. Wielko;ciE pozwalajece na wzajemne przeliczanie masy i obj:to;ci jest g:sto;j. G:sto;J jest takie wielko;cie charakteryzujece jako;j niektórych cieczy eksploatacyjnych i pozwalajece na odróinienie poszczególnych gatunków tych cieczy, a niekiedy nawet ustalenie, z jakiego zak=adu produkcyjnego pochodze. 2. POJ$CIE G$STO%CI G:sto;J jest jedne z podstawowych cech materii, jest ona definiowana nast:pujeco: Gsto (masa waciwa) jest to masa jednostki objtoci ciaa, lub stosunek masy ciaa do jego objtoci. Z definicji tej wynika, Ie g:sto;j *, moie byj wyraiona jako stosunek masy cia=a m, do jego obj:to;ci V, mierzonych w tej samej temperaturze, co wyraia wzór (1). m = (1) V ObowiEzujEcE jednostke g:sto;ci, w uk=adzie SI, jest kilogram na metr sze;cienny [kg/m 3 ], a takie tona na metr sze;cienny [t/m 3 ]. W praktyce takie jeszcze jest stosowana jednostka CGS [g/cm 3 ] lub [g/ml], a takie [kg/dm 3 ] lub [kg/l]. W Polsce obowiezujece jednostke g:sto;ci jest [kg/m 3 ], a dopuszczalnymi tona na metr sze;cienny [t/m 3 ] oraz kilogram na litr [kg/l]. Aktualnie podstawowe temperature, dla której podaje si: g:sto;j produktów naftowych jest 15 C. G:sto;J cia=a jest zaleina od ci;nienia i temperatury. Wraz ze wzrostem ci;nienia g:sto;j cia= wzrasta. ZaleIno;J ta jest szczególnie istotna w przypadku gazów. W przypadku olejów, paliw p=ynnych i innych cieczy eksploatacyjnych - 2 -

3 Oznaczanie g:sto;ci paliw ciek=ych moie byj pomini:ta, natomiast moie miej istotne znaczenie w przypadku cieczy hydraulicznych. Ze wzrostem temperatury przebieg zmian g:sto;ci dla cieczy i cia= sta=ych staje si: zaleiny od ich budowy chemicznej i krystalograficznej. ZaleIno;J g:sto;ci od temperatury dla przetworów naftowych o róinej g:sto;ci przedstawiono na rys. 1. Rys. 1. ZaleIno;J g:sto;ci niektórych zwiezków chemicznych i produktów naftowych od temperatury: 1 glikol etylenowy, 2 woda, 3 eter monoetylowy glikolu etylenowego, 4 benzen, 5 metanol, 6 etanol, 7 cykloheksan, 8 izooktan (2,2,4 - trimetylopentan), 9 n-heksan, 10 n-pentan, 11 n-butan, 12 n-propan Wzajemne przeliczanie masy na obj:to;j oraz g:sto;ci w róinych temperaturach, dla celów formalnych i finansowych powinno byj wykonywane metodami znormalizowanymi, zgodnie z PN-ISO oraz PN-ISO wg specjalnych tabel ASTM D IstniejE równiei odpowiednie komputerowe programy przeliczeniowe. 3. POMIAR G$STO%CI Pomiar g:sto;ci moie byj wykonywany wieloma przyrzedami. Najprostszym sposobem jest pomiar przy uiyciu areometru, z jednoczesnym pomiarem temperatury lub cz:;ciej odmiane areometru z wbudowanym termometrem tzw. termoareometrem. Budow: areometru i termoareometru 1 PN-ISO 91-1: 1999 Tablice przeliczeniowe dla przetworów naftowych Tablice oparte na temperaturach odniesienia 15 C i 60 F. 2 PN-ISO 91-2: 1999 Tablice przeliczeniowe dla przetworów naftowych Tablice oparte na temperaturze odniesienia 20 C. 3 ASTM D Petroleum Measurement Tables

4 Oznaczanie g:sto;ci paliw ciek=ych przedstawia rys. 2. Najcz:;ciej se stosowane termoareometry o najmniejszej podzia=ce 0,0005 lub 0,001 g/ml. Zasada pomiaru g:sto;ci areometrem polega na wlaniu badanej cieczy do szklanego cylindra, w=oieniu do cieczy areometru i odczytaniu, do jakiego poziomu zanurzy si: jego nóika. G:sto;J p=ynu eksploatacyjnego odczytuje si: na skali termoareometru; dla produktów jasnych (np. paliwa p=ynne) na poziomie cieczy (rys. 3A), dla produktów ciemnych (np. oleje) na wysoko;ci, do której ciecz zwilia nóik: areometru (rys. 3B). Rys. 2. Termoareometr (A) i areometr (B) 1 skala g:sto;ci, 2 skala temperatury, 3 obcieinik, 4 zbiornik rt:ci termometru Rys. 3. Sposób odczytu g:sto;ci produktów przy uiyciu areometru A dla produktów jasnych, B dla produktów ciemnych - 4 -

5 Oznaczanie g:sto;ci paliw ciek=ych Jak wynika z wzoru (1), g:sto;j produktu (*) moina obliczyj gdy znamy jego mas: (m) i obj:to;j (V). UmieszczajEc produkt w naczyniu o znanej obj:to;ci moina wyznaczyj jego mas:, waiec naczynie z produktem, a nast:pnie odejmujec mas: naczynia. Wi:kszo;J wymaga! na przetwory naftowe, przy pomiarze g:sto;ci wymienia norm: EN-ISO 3675 (PN-EN ISO 3675) lub EN-ISO (PN-EN ISO 12185). Wed=ug tych norm jako standardowe temperatury odniesienia przyjmuje si: 15 C lub 20 C, natomiast pomiary se dokonywane w dowolnej temperaturze. W zaleino;ci od tego, w jakiej temperaturze by= kalibrowany areometr, odczyty jego moina przeliczyj odpowiednio na g:sto;j w 15 C lub 20 C. W tym celu norma PN-ISO 3675 wymaga stosowania tabel przeliczeniowych, ISO 91-1 (PN-ISO 91-1) dla temperatury 15 C i ISO 91-2 (PN-ISO 91-2) dla temperatury 20 C. Normy ISO 91-1 i 91-2 powo=uje tabele zawarte w ASTM D Tabele te zosta=y opracowane przez API, ASTM oraz IP (dalej tabele API-ASTM-IP). PozwalajE one na przeliczenia g:sto;ci, obj:to;ci i masy ropy naftowej oraz przetworów naftowych, z róinych temperatur na temperatury standardowe. Tabele te powinny byj stosowane do legalizowanych pomiarów paliw, ropy naftowej oraz innych produktów naftowych. Dok=adne oznaczenie g:sto;ci lub g:sto;ci wzgl:dnej ropy naftowej i jej przetworów jest konieczne do przelicze! obj:to;ci zmierzonej, na obj:to;j w temperaturze 15 C lub 20 C, a takie do przeliczania obj:to;ci na mas: i odwrotnie. 4. WIELKO%CI MIERZONE I WYZNACZANE S [g/cm 3 ], S m [g], S V [cm 3 ], S T[ C]. Tabela pomiarowa dla g8sto:ci oleju nap8dowego Lp. 1. Masa ON m [g] Objto' ON V[cm 3 ] Temperatura ON T[ C] Gsto' ON [g/cm 3 ]

6 5. PRZEBIEG >WICZENIA Oznaczanie g:sto;ci paliw ciek=ych 1) PomierzyJ g:sto;j oleju nap:dowego i benzyny ekstrakcyjnej przy pomocy areometru: wlaj badane ciecz do szklanego cylindra, w=oiyj do cieczy areometr, odczytaj do jakiego poziomu zanurzy si: jego nóika. 2) DokonaJ pomiaru g:sto;ci oleju nap:dowego w funkcji temperatury. zwaiyj naczynie o znanej obj:to;ci w celu wytarowania wagi, wlaj badany olej nap:dowy do naczynia i zmierzyj jego temperatur: i zapisaj w tabeli, waiec ca=o;j na wytarowanej wadze otrzymamy same mas: oleju nap:dowego, naczynie z olejem nap:dowym umieszczamy na grza=ce, podgrzewamy o zadane warto;j UT, po osiegni:ciu IEdanej temperatury usuwamy nadmiar cieczy w celu uzyskania sta=ej obj:to;ci, a nast:pnie waiymy i mierzymy temperatur: cieczy, w/w czynno;ci wykonujemy kilka razy, a wyniki zapisujemy w tabeli. 6. SPRAWOZDANIE Sprawozdanie powinno zawieraj: wst:p teoretyczny, krótki opis pomiarów, schemat stanowiska pomiarowego, wyniki pomiarów g:sto;ci oleju nap:dowego i benzyny ekstrakcyjnej mierzonej przy pomocy areometru, tabel: pomiarowe dla g:sto;ci oleju nap:dowego, wykres g:sto;ci oleju nap:dowego w funkcji temperatury. Wnioski. LITERATURA [1] Golec K., St:pie! Z.: Paliwa i oleje silnikowe. Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej, Kraków [2] Podnia=o A.: Paliwa, oleje i smary w ekologicznej eksploatacji. Poradnik, WNT, Warszawa Opracowa=: dr ini. Hubert KUSZEWSKI, dr ini. Pawe= WOJEWODA Rzeszów Instrukcja zaktualizowana