Новости Энциклопедия
Библиотека Новые книги
Анекдоты Ссылки
Карта сайта О сайте

ТОПЛИВО

ТОПЛИВО, горючее вещество, выделяющее при сжигании значительное количество тепла. Однако не все горючие вещества используются как топливо, а лишь те, к-рые имеют широкое распространение в природе и при горении не выделяют вредных веществ.

Классификация. По физ. состоянию различают Т. твёрдое, жидкое и газообразное, а по происхождению - естественное и искусственное (табл. 1).

В с. х-ве применяют все виды Т., но значение их неодинаково. Наиболее важным является искусственное жидкое Т. (бензин, лигроин, керосин, дизельное и моторное Т.), необходимое для тракторов, автомобилей, самоходных комбайнов, нефтянок и т. п. Естественное твёрдое Т. применяют для бытовых нужд, для сжигания в топках, паросиловых установках, газогенераторах. Каменный уголь, кроме того, расходуется в кузницах. Искусственное твёрдое Т. пока применяется сравнительно мало. Из газообразных топлив в с. х-ве находит применение газ, получаемый в стационарных и передвижных автотракторных генераторах, употребляемый в двигателях внутреннего сгорания вместо жидкого топлива.

Табл. 1. Физическое состояние топлива
Табл. 1. Физическое состояние топлива

Состав топлива (табл. 2). Любое Т. состоит из органической массы и неорганической части (балласта). Горючую массу образуют углеродистые вещества, состоящие из сложных соединений углерода С, водорода Н, серы S, кислорода О, азота N. Негорючая часть твёрдого и жидкого Т. состоит из минеральных соединений, дающих при сжигании топлива золу А и воду W, а негорючая часть газообразного Т. - из негорючих газов, углекислого газа СО2, паров воды Н2О, сернистого газа SО2, азота N2. Ценность Т. зависит от количества содержащегося в нём углерода и водорода, к-рые при сгорании, т. е. при соединении с кислородом воздуха, выделяют большое количество тепла и не образуют вредных продуктов. Так, при сгорании 1 кг углерода выделяется 8140 ккал тепла, а при сгорании 1 кг водорода до 34000 ккал тепла. Сера, сгорающая со сравнительно небольшим выделением тепла (до 2500 ккал/кг) и образующая после сгорания кислоты, является нежелательной составной частью Т., так как продукты её сгорания корродирующе действуют на металл. Кислород и азот Т. не выделяют тепла и поэтому представляют собой внутренний балласт.

Табл. 2. Средний состав горючей массы наиболее распространённых топлив
Табл. 2. Средний состав горючей массы наиболее распространённых топлив

Количество воды, содержащейся в Т., не постоянно, оно зависит от способа добычи и хранения Т. Рабочим состоянием Т. считается такое, в каком Т. доставляется потребителю. Содержащаяся в твёрдом Т. влага состоит из внешней и внутренней. Внешняя влага находится на поверхности Т. и удаляется при высушивании его на воздухе. Внутренняя - гигроскопическая, или лабораторная, влага находится в порах Т. и удаляется при 102 - 105°. Содержание минеральных соединений колеблется в широких пределах - от десятых долей % (для нефти, древесины) до нескольких десятков % (бурые угли, горючие сланцы). Негорючая часть Т. не только понижает количество выделяемого при горении тепла, но часто затрудняет использование топлива.

Твёрдое топливо. Наиболее распространёнными показателями, определяющими качество Т., служат влажность, количество золы, теплотворная способность, количество и качество летучих веществ и кокса.

Влажность. Наличие в Т. влаги понижает его ценность т. к. уменьшает количество горючей массы и, кроме того, часть развиваемого Т. тепла расходуется на испарение воды. При подсушивании Т. легче всего удаляется вода, находящаяся на его поверхности (внешняя влага). Чтобы определить количество содержащейся в Т. внешней влаги, навеску Т. высушивают при комнатной темп-ре и по убыли веса находят содержание воды. Количество внешней влаги обозначают WBH. Содержание внутренней (гигроскопической) влаги определяют высушиванием навески Т. до постоянного веса при 105°. Гигроскопическую влагу обозначают Wгигр. Сумма внешней и гигроскопической влаги даёт содержание влаги в рабочей массе Т., обозначаемой Wpaб. Рабочая влажность Т. обычно приводится в абсолютных величинах. Под абсолютной" влажностью Т. понимают процентное отношение содержащейся в Т. влаги к весу абсолютно сухого топлива:


где G1 - вес образца Т. в его рабочем состоянии; G2 - вес того же образца, доведённого до постоянного веса при 105°. Относительная влажности - процентное отношение содержащейся в Т. влаги, отнесённое к весу сырого Т., т. е.


Зола - твёрдый минеральный остаток, получающийся при сжигании Т., вследствие содержания в нём различных минеральных веществ (см. Зола). Для определения золы навеску Т. сжигают при 700 - 800° и количество полученной золы находят взвешиванием. Большое значение при сжигании твёрдого Т. в топках и генераторах имеет темп-pa плавления золы. Зола, плавящаяся при темп-pax ниже 1200°, считается легкоплавкой, а плавящаяся выше 1600° тугоплавкой. При низкой темп-ре плавления золы образуется шлак, заливающий колосниковую решётку, что нарушает нормальный процесс горения.

Теплотворная способность - количество тепла (в больших калориях), выделяемое при полном сгорании 1 кг твёрдого или жидкого Т. или 1 м3 газообразного. Теплотворную способность обозначают Q ккал/кг (для твёрдого и жидкого) или Q ккал м3 (для газообразного). Для определения теплотворной способности навеску Т. сжигают в спец. приборе - калориметрической бомбе, погружённой в воду, причём все развиваемое Т. тепло поглощается водой и точно измеряется. В этих условиях получают высшую теплотворную способность (Qвыc), т. к. вода, содержащаяся в топливе, а также полученная в результате сгорания водорода топлива, находится в капельно-жидком состоянии. На практике получают низшую теплотворную способность (Qниз), потому что темп-pa выхлопных или дымовых газов выше 100° и вода превращается в пар. На превращение воды в пар затрачивается тепло, к-рое равно скрытой теплоте парообразования, умноженной на количество воды, получившейся в результате сгорания топлива. Таким образом Qниз=Qвыс-600q. Если нет возможности определить тепло, творную способность опытным путём, то её можно подсчитать по элементарному составу, пользуясь наиболее распространённой формулой Менделеева:


где С, Н, Q, S и W - содержание в Т. углерода, водорода, кислорода, серы и влаги в процентах.

Летучие вещества и кокс. Летучими веществами называют газообразные и парообразные продукты, выделяющиеся при нагревании Т. до 840° без доступа воздуха. После удаления летучих веществ получается твёрдый остаток - кокс, внешний вид и физ. свойства к-рого служат указаниями для определения марки каменного угля.

Виды твёрдого топлива. Дрова обладают след. преимуществами перед др. видами твёрдых Т.: лёгкостью получения в лесистых р-нах. лёгкой воспламеняемостью, отсутствием военных продуктов горения, небольшим количеством золы. Однако качество дров в первую очередь зависит от содержания влаги, к-рое в дровах свежей рубки достигает 55 - 60%. Дрова, содержащие не больше 25 % влаги, считают сухими; с влажностью 25 - 35 % полусухими; выше 35 % сырыми Количество золы составляет ок. 1%. Теплотворная способность дров различных пород при пересчёте на органическую массу составляет ок. 4800 ккал/кг, а низшая теплотворная способность рабочей массы для полусухих дров ок. 3000 ккал/кг. Кубический метр дров твёрдых пород (дуба, берёзы) весит больше 600 кг, а мягких пород (осины, липы) ок. 400 кг (при равной влажности). Если дрова расходовать не по объёму, а по весу, то разница в породах не имеет значения. Качество дров определяют по удельной теплотворной способности, получаемой умножением теплотворной способности на удельный вес дров.

Суррогаты древесины. К этой группе относят различные с.-х. отходы, состав органических масс к-рых близок к древесине, (солома, костра, лузга), а также отходы древесины (корьё, отдубина и пр.). Обычно отходы с. х-ва используются в безлесных областях, их рабочая теплотворная способность составляет в среднем 2500 - 3300 ккал/кг.

Торф (см. Торф) употребляют в виде кирпичей или крошки. Качество торфа как Т. зависит от содержания воды. Обычно используют торф с W=25-30%. Зольность торфа сильно колеблется (от 1 - 4 до 15 - 20 %). Рабочая теплотворная способность в ср. составляет ок. 2700 ккал/кг. Температура плавления золы торфа в большинстве случаев низкая - 900 - 1000°.

Ископаемые угли. Наиболее важным видом твёрдого Т., имеющим громадное значение в развитии народного х-ва, являются ископаемые угли. Различают угли бурые, каменные и антрациты. Бурые угли содержат много балласта - воды и золы (до 50 - 60%), теплотворная способность их составляет в ср. 2800 - 2900 ккал/кг. При высушивании, а также при газификации бурые угли легко рассыпаются и крошатся. Бурые угли в зависимости от размера кусков делят на след. сорта: крупный уголь (БК) - более 50 мм, орех (ВО) - 50 - 20 мм, мелкий (БМ) - меньше 20 мм и рядовой (БР) - от 0 до 50 мм. Каменные угли значительно прочнее бурых; теплотворная способность их выше, в ср. 6 200 ккал/кг; содержание золы 4 - 16%, воды 1 - 12%. Их используют в виде Т., для получения металлургического кокса и в виде сырья в хим. пром-сти: поэтому их классифицируют не по размеру кусков, а по хим. составу.

Существуют различные классификации для углей разных месторождений; примером может служить классификация донецких каменных углей, к-рые подразделяют на след. сорта (марки): 1) длиннопламенные (Д) содержат больше 42% летучих веществ и дают порошкообразный или слипшийся кокс; 2) газовые (Г) с 35 - 44% летучих веществ; кокс спекающийся вспученный, рыхлый; 3) паровично-жирные (ПЖ) с 26 - 35% летучих веществ; кокс спекающийся, сплавленный, плотный; 4) коксовые с 18 - 26% летучих веществ; кокс спекающийся, сплавленный, очень плотный; 5) паровично-спекающийся (ПС) с 12 - 18% летучих веществ; кокс такой же, как у сорта марки ПЖ; 6) тощие (Т) содержат меньше 17% летучих веществ; кокс порошкообразный или слипшийся.

Т. для кузнечных горнов служат каменные угли малосернистые с небольшим содержанием летучих веществ (ок. 20%), с высокой теплотворной способностью 6200 - 6500 ккал/кг и обладающие способностью спекаться. По приведённой классификации для кузнечных горнов м. б. использованы угли марок ГОК, К, ПС. Антрациты имеют более высокую рабочую теплотворную способность, составляющую ок. 7 000 ккал/кг; они содержат 2 - 12% золы и 1 - 7% воды. Антрациты дают порошкообразный кокс; количество летучих веществ невелико, почему они не перерабатываются в химической промышленности. Антрациты широко используют в качестве Т., причём делят на сорта в зависимости от размера кусков. Наиболее распространены след. марки: 1) антрацит плита (АП) размер больше 100 мм; 2) антрацит крупный орех (АК) - размер 25 - 100 мм; 3) антрацит штыб (АШ) - размером от 1 до 3 мм; 4) антрацит рядовой со штыбом (АРШ) размером до 100 мм. Основной недостаток всех ископаемых углей - значительное содержание серы, достигающее 3 - 4%.

Горючие сланцы отличаются высоким содержанием золы (от 30 - 40 до 70 - 75%); количество воды 10 - 25%. Рабочая теплотворная способность 1200 - 1500 ккалкг. Горючие сланцы частично используются в качестве Т., но в основном их подвергают сухой перегонке для получения моторного Т., осветительных масел нек-рых сернистых препаратов. Золу сланцев используют как строительный материал для изготовления кирпичей и цемента.

Брикеты изготовляют из различных Т., легко рассыпающихся, нестойких при хранении или занимающих большой объём, напр. из фрезерного торфа, угольной мелочи, соломы, лузги, костры, и др. отходов с. х-ва, опилок и т. п. Путём брикетирования удаётся получать из этих материалов прочное, водоустойчивое, удобное для перевозки и хранения малообъёмистое Т. Теплотворная способность брикетов зависит от вида и качества употребляемого для их изготовления Т Для скрепления частиц брикетируемого Т. к нему добавляют связующее вещество и в холодном состоянии подвергают сжатию под давлением по 1500 - 2000 кг/см2. Термобрикеты отличаются тем, что связующим веществом служит смола, выделяемая самим Т. С этой целью брикетируемое Т. нагревают до 270 - 300° без доступа воздуха, отчего оно разлагается и выделяет смолу. В нагретом состоянии материал подвергают сравнительно невысокому давлению (ок. 200 кг/см2) и получают прочные и водоустойчивые брикеты.

Пылевидное топливо приготовляют из бурых и каменных углей путём измельчения на спец. мельницах, превращающих их в мельчайшую пыль. Пылевидное Т. даёт возможность действенно использовать низкосортные виды Т. Посредством аппаратов, напоминающих форсунки для жидкого Т., пыль перемешивают с воздухом, и она сгорает и выделяет большое количество тепла.

Древесный уголь и кокс. Эти виды Т. получают нагреванием без доступа воздуха различных Т.; из древесины получают древесный уголь, а из торфа и каменных углей - полукокс и кокс. Полукокс получают при темп-ре ок. 550°, кокс при 1000°, а древесный уголь при 350 - 600°. Теплотворная способность древесного угля вдвое больше, чем древесины, из к-рой получен уголь; для хороших сортов превышает 7000 ккал/кг. Хороший древесный уголь отличается блестящим чёрным цветом, значительной плотностью, издаёт звенящий звук, горит без пламени и дыма и не пачкает рук. Полукокс обладает небольшой прочностью, легко загорается и горит некоптящим пламенем; содержит 12 - 18% летучих веществ; мало гигроскопичен; теплотворная способность зависит от зольности топлива. Кокс отличается от полукокса высокой прочностью, незначительным, содержанием летучих веществ, золы 9 - 13%, влаги в ср. 6%; серы допускается до 2,5%. Теплотворная способность торфяного кокса ок. 7000 ккал/кг, а каменноугольного ок. 8000 ккал/кг. Полукокс используют в котельных и для бытовых нужд, а кокс в литейном производстве и в металлургии. Древесный уголь и торфяной кокс применяют в газогенераторах, кузнечном и литейном производстве. Пользуясь способностью древесного угля поглощать газы, акад. Н. Д. Зелинский предложил применять его во время 1-й мировой войны в противогазах.

Газогенераторное топливо. В применяемых в с. х-ве генераторах (см. Газогенератор) Т. служат древесные чурки и древесный уголь. Помимо этого, м. б. использованы и другие виды Т.: отходы с. х-ва (солома, лузга, костра), торф, ископаемые угли п т. п. Свойства применяемого Т. оказывают большое влияние на качество получаемого силового газа, на радиус действия машины, на мощность, приёмистость и экономичность двигателя. Для хорошей работы газогенератора необходимы однообразные куски Т. Форма чурок м. б. различной, но размеры их для каждого типа генератора д. б. более или менее одинаковые.

Наиболее распространённые размеры чурок след. (первое число показывает площадь поперечного сечения чурки в см2, а второе - её длину в см): для автомобилей ЗИС - 36×7; для тракторов ГБ-5 8 и КТ-12 - 42×7.При пользовании древесными чурками большего размера нарушается нормальный процесс газификации из-за образования сводов и зависания Т. Для углей, торфа и др. видов Т. наиболее целесообразным размером является 25 - 50 мм, причём содержание мелочи не должно превышать 10 - 12%, чтобы избежать нарушения процесса газификации и уноса мелочи вместе с силовым (генераторным) газом. Газогенераторное Т. должно обладать возможно более высокой теплотворной способностью, т. к. с повышением её темп-pa в шахте газогенератора повышается, улучшается состав силового газа, уменьшается удельный расход топлива и увеличивается радиус действия машины. Поэтому желательно применять плотные породы древесины (берёзу, бук, ясень), как обладающие более высокой удельной теплотворной способностью. Хвойные породы требуют более тщательной очистки генераторного газа из-за высокого содержания в них смолистых соединений. На процесс газификации и на качество получаемого газа влияет влажность Т., которая д. б. от 18 до 25%. Т. с большей влажностью требует предварительной подсушки. Имеет значение для работы газогенератора количество и свойства золы. Обычно в генераторах используют Т. с зольностью не выше 7%. Малозольным Т. (1 - 2%) являются чурки и древесный уголь.

Использовать ископаемые угли и отходы с. х-ва трудно, т. к. они содержат много зольных элементов и имеют низкую темп-ру плавления золы, что требует спец. конструкций газогенераторов. Т. не должно также содержать много летучих веществ, к-рые, выделяясь в зоне сухой перегонки, загрязняют генераторный газ различными смолистыми продуктами и органическими кислотами. Обычно битуминозное Т. с большим содержанием летучих веществ, к к-рому относятся древесные чурки, торф, бурый уголь, используются в газогенераторах опрокинутого типа. Небитуминозное Т. - древесный уголь, каменноугольный и торфяной кокс, полукокс, антрацит используют в генераторах с прямым и горизонтальным процессами. Очень вредное действие на качество получаемого газа оказывает содержащаяся в Т. сера, к-рая при сгорании переходит в сернистый газ и вызывает коррозию деталей генератора и двигателя. Помимо рассмотренных свойств Т., на работу газогенератора оказывают влияние и др. свойства, напр. реактивная способность, механическая прочность, спекаемость, гигроскопичность.

Жидкое топливо. Нефть и её переработка. По запасам нефти СССР занимает 1-е место в мире. Нефть - это не только источник для получения различных жидких Т. и смазочных материалов, но также сырьё, из к-рого вырабатывают множество разнообразных продуктов (рис. 1). Нет ни одной отрасли народного хозяйства, к-рая не потребляла бы продуктов переработки нефти. Вследствие этого партия и правительство постоянно уделяют огромное внимание добыче и переработке нефти. За годы советской власти были разведаны огромные новые нефтеносные р-ны, значительно увеличившие нефтяные ресурсы СССР. Изучением нефти занимались выдающиеся русские учёные: Д. И. Менделеев, В. В. Марковников, В. Г. Шухов, В. А. Летний, Н. С. Оглоблин, Н. П. Петров и др. В советское время вопросы развития нефтяной пром-сти разрабатывают различные исследовательские ин-ты. Выдающиеся работы в этой области принадлежат акад. И. М. Губкину, акад. Н. Д. Зелинскому, акад. С. С. Намёткину, акад. С. В. Лебедеву и др. Эти работы не только расширили познания о нефти, но и наметили пути, по к-рым в дальнейшем должна идти нефтяная промышленность.

Pис. 1. Продукты, получаемые при переработке нефти: 1 - прямая перегонка; 2 - крекинг; 3 - бензин; 4 - керосин, газойль; 5 - душистые вещества; 6 - этилен; 7 - газы крекинга пропилен; 8 - бутан; 9 - бутилен; 10 - соляровое масло, мазут; 11 - нафтеновые углеводороды; 12 - этиловый спирт; 13 - уксусная кислота; 14 - синтетический каучук; 15 - фотокиноплёнка; 16 - капрон; 17 - ароматические углеводороды; 18 - хлороформ; 19 - парафин; 20 - духи; 21 - лекарства; 22 - пищевые продукты; 23 - пластмасса; 24 - взрывчатые вещества; 25 - ацетон; 26 - глицерин; 27 - жиры
Pис. 1. Продукты, получаемые при переработке нефти: 1 - прямая перегонка; 2 - крекинг; 3 - бензин; 4 - керосин, газойль; 5 - душистые вещества; 6 - этилен; 7 - газы крекинга пропилен; 8 - бутан; 9 - бутилен; 10 - соляровое масло, мазут; 11 - нафтеновые углеводороды; 12 - этиловый спирт; 13 - уксусная кислота; 14 - синтетический каучук; 15 - фотокиноплёнка; 16 - капрон; 17 - ароматические углеводороды; 18 - хлороформ; 19 - парафин; 20 - духи; 21 - лекарства; 22 - пищевые продукты; 23 - пластмасса; 24 - взрывчатые вещества; 25 - ацетон; 26 - глицерин; 27 - жиры

Нефть - маслянистая жидкость от светло- до темнокоричневого цвета с характерным запахом (уд. в. 0,79 - 0,97). Нефть-сложная смесь различных углеводородов, т. е. соединений, состоящих из углерода и водорода. Нефти различных месторождений очень близки по своему хим. составу (84 - 87% углерода, 12 - 14% водорода, 0 - 3% сернистых, кислородных и азотистых соединений). В зависимости от строения углеводородов, входящих в состав нефти, физ. и хим. свойства её различны. Теплотворная способность сырой нефти ок. 10000 ккал/кг. Обычными спутниками нефти являются нефтяной газ и буровая вода. Нефтяной газ растворён в нефти, но при добыче её выделяется (испаряется), захватывая при этом частицы содержащегося в нефти легчайшего, т. н. "газового" бензина, являющегося прекрасным пусковым бензином для авиационных двигателей, а также хорошим растворителем каучука, красок и т. п. Поэтому при добыче нефти принимают меры для улавливания газового бензина. Сырую нефть в качестве Т. не применяют, а подвергают переработке, получая при этом большое число различных продуктов, используемых в качестве Т., смазочных материалов (см.), а также являющихся сырьём для многих отраслей хим. пром-сти. Первый в мире завод по перегонке нефти был сооружён в 1823 на Кавказе в г. Моздоке крепостными крестьянами братьями Дубиниными, чтобы, как они говорили, "очищать чёрную натуральную нефть в белую", т. е. получать керосин. Примерно через 50 лет после постройки 1-го завода начинается бурное развитие нефтеперерабатывающей промышленности.

При переработке нефти получают след. виды Т.: 1) для карбюраторных двигателей - бензин, лигроин, керосин; 2) для быстроходных дизельных двигателей - газойле-соляровые фракции; 3) моторное Т., для дизелей средней и малой оборотности и для калоризаторных двигателей - нефтянок; 4) котельное Т. - мазуты и др. тяжёлые продукты переработки нефти. Содержание лёгких фракций, используемых как Т. для двигателей внутреннего сгорания в нефтях различных месторождений, колеблется в широких пределах, от неск. процентов до 50 - 60%. В ср. считают, что перегонкой из нефти получают ок. 20% светлых продуктов. Перегонка нефти осуществляется в кубах путём постепенного нагревания её л последующей конденсации и охлаждения выделяющихся паров, причём получаются продукты, различные по темп-ре кипения, удельному весу и другими физ. свойствами. Так как при этом трудно добиться чёткого разделения отдельных погонов, их подвергают вторичной перегонке, получая после очистки товарные продукты, отвечающие требованиям ГОСТ. Более чёткое разделение погонов достигают в трубчатых установках, работающих по принципу однократного испарения. В этих установках нефть, нагретая в трубчатой печи до 34 0-360°, поступает в спец. колонны (ректификационные), в к-рых разделяется на 2 части: жидкую - мазут, к-рый опускается вниз, и парообразную, представляющую смесь паров Т., к-рая поднимается в верх колонны через особые тарелки, постепенно охлаждается и конденсируется на них. Сначала отбирают более тяжёлые топливные части газойль, а затем более лёгкие; бензин отбирают в самой верхней части колонны. Трубчатые установки перед кубовыми имеют ряд преимуществ: получают продукты более однородного состава; процесс разделения фракций происходит при более низких темп-pax; производительность значительно выше и т. п.

Сильно увеличившаяся потребность в Т. для двигателей внутреннего сгорания побудила изыскивать пути для повышения выхода Т. из нефти. Крупным русским инженером В. Г. Шуховым в конце прошлого столетия был найден способ дробной перегонки нефти с разложением, называемый теперь крекинг-процесс. Термическая переработка не только значительно увеличивает топливные ресурсы, но и позволяет получить Т. с более высокими антидетонационными свойствами. Широкое пром. развитие эти способы получили с 30-х годов текущего столетия. Сущность крекинг-процесса заключается в том, что под действием высоких темп-р (150 - 550°) и при давлении до70 атм., а иногда и при наличии спец. катализаторов, тяжёлые и более сложные по составу части нефти (соляровое масло, мазут) подвергают разложению, т. е. превращают в более лёгкие и более простые по составу частицы. При крекинг-процессе главное получают бензин, иногда лигроин и керосин, побочными продуктами являются крекинговый газ, а также тяжёлые крекинг-остатки, используемые как котельное Т., и в небольшом количестве кокс. Качество и количество получаемых продуктов зависит от крекируемого материала и от условий ведения процесса. Большие достижения в развитии крекинг-процесса были получены акад. Н. Д. Зелинским, к-рый разработал метод каталитического крекинга, т. е. получение бензина из отходов нефти с помощью катализатора- хлористого алюминия.

Очистка светлых нефтепродуктов. Получаемые из нефти светлые нефтепродукты (бензин, керосин и др.) подвергают очистке для удаления смолистых и асфальтовых веществ, органических кислот сернистых и др. вредных соединений, ухудшающих эксплуатационные свойства Т. Кроме того, многие Т., гл. обр. крекинг-продукты, являются нестабильными и изменяют свойства при хранении и транспортировке. Чтобы замедлить процесс окисления (улучшить стойкость), к Т. добавляют незначительные количества (сотые доли %) спец. антиокислителей (ингибиторов) - альфа-нафтол или спец. фракцию берёзовой смолы, богатую фенолами, отгоняемую при 260 - 290°. Очистку Т. производят небольшим количеством серной кислоты с последующей нейтрализацией щёлочью и промывкой водой. Для крекинг-топлив, богатых непредельными соединениями, легко вступающими в реакцию с серной кислотой, применяют др. способы очистки, напр. очистку отбеливающими землями, к-рые имеют сильно пористую поверхность. Эти земли поглощают (адсорбируют) различные высокомолекулярные соединения (смолистые вещества, органические кислоты и т. п.). Т., получаемые из сернистых нефтей, обрабатывают хлористыми металлами для удаления смолистых веществ и активных сернистых соединений.

Основные свойства жидких топлив. Используемое в с. х-ве Т. для автомобильных, комбайновых, тракторных и стационарных двигателей внутреннего сгорания м. б. разделено на 2 основные группы: Т. для карбюраторных двигателей, работающих с зажиганием от искры, и Т. для дизельных двигателей, работающих с воспламенением от сжатия.

Топливо для карбюраторных двигателей. В зависимости от конструкции двигателя и условий его работы Т. должно обладать рядом свойств, обеспечивающих правильное образование рабочей смеси, нормальное течение рабочего процесса в двигателе, полное сгорание Т., необходимую мощность и экономичность двигателя и т. п. Наиболее важные свойства Т. следующие.

Рис. 2. Прибор для определения фракционного состава: 1 - колба с исследуемым топливом; 2 - термометр; 3 - холодильник; 4 - приёмник
Рис. 2. Прибор для определения фракционного состава: 1 - колба с исследуемым топливом; 2 - термометр; 3 - холодильник; 4 - приёмник

Фракционный состав характеризует способность Т. переходить из жидкого состояния в парообразное. Нефтепродукты и, в частности, бензин, лигроин, керосин представляют смеси углеводородов, имеющих различные темп-ры испарения. Испаряемость на аппарате (рис. 2) определяют так: нагревают 100 мл испытуемого Т. и регистрируют количество испарившегося при определённой темп-ре Т., собранного в приёмнике. Нанося данные наблюдения на график, получают кривую разгонки, на к-рой наиболее характерными являются: темп-ра начала кипения Т. и темп-ры выкипания 10%, 50%, 90% и 98% общего количества Т. (рис. 3). Нижняя часть кривой - ст начала кипения до выкипания 10% - характеризует наличие лёгких пусковых или т. н. "головных" фракций Т., которые определяют его пусковые свойства и склонность к образованию газовых пробок в топливопроводах. Для обеспечения лёгкого запуска двигателя 10% топлива должны выкипать не выше 80°. Если темп-ра выкипания значительно выше, то для использования такого Т. его приходится подогревать, а для запуска холодного двигателя пользоваться более лёгким (пусковым) топливом.

Рис. 3. Кривые разгонки карбюраторных топлив: 1 - бензин; 2 - лигроин; 3 - керосин тракторный
Рис. 3. Кривые разгонки карбюраторных топлив: 1 - бензин; 2 - лигроин; 3 - керосин тракторный

Средняя часть кривой - от 10 до 90% представляет основную массу Т. - его рабочие фракции. От их испарения зависит образование горючей смеси, время, необходимое для перевода двигателя с холостого хода на нагрузку, приёмистость и устойчивость работы двигателя (ГОСТ нормируется темп-pa выкипания 50% топлива). Верхняя часть кривой относится к наиболее тяжёлым, трудно испаряющимся "хвостовым" частям Т. Наличие их вызывает неравномерное распределение горючей смеси по цилиндрам двигателя, а также сильное разжижение картерного масла конденсатом Т. Последняя - 98%-ная точка показывает конец кипения; чем выше эта точка, тем хуже Т., тем больше конденсируется и не сгорает топлива, больше накапливается смолистых соединений, получается нагара. Чем легче испаряется Т., тем большее давление оно оказывает на стенки всасывающего коллектора цилиндра, тем большей упругостью паров оно обладает. Упругость паров определяют так: испытуемое Т. помещают в закрытый сосуд (рис. 4), нагревают до 39° и измеряют манометром давление (в мм ртутного столба) образующихся паров. При повышенной упругости паров уменьшается наполнение цилиндра, отчего рабочая смесь становится более бедной, двигатель перегревается и не развивает полной мощности; кроме того, может нарушиться подача рабочей смеси вследствие образования газовых пробок в топливопроводе. Упругость паров автомобильных бензинов д. б. не выше 500 мм ртутного столба.

Скрытая теплота испарения характеризует количество тепла, необходимого для перехода жидкости, нагретой до темп-ры кипения, в парообразное состояние. Так как при испарении Т. затрачивается нек-рое количество тепла, то это влияет на процесс образования рабочей смеси. Вследствие испарения темп-pa в карбюраторе и во всасывающей системе может настолько понизиться, что содержащиеся в воздухе пары воды превратятся в лёд, закупоривающий отверстия в жиклёре и др. частях карбюратора.

Рис. 4. Прибор для определения упругости паров: 1 - бензиновая камера; 2 - воздушная камера; 3 - соединительная трубка; 4 - манометр
Рис. 4. Прибор для определения упругости паров: 1 - бензиновая камера; 2 - воздушная камера; 3 - соединительная трубка; 4 - манометр

Октановое число определяет способность Т. для карбюраторных двигателей противостоять детонации, при к-рой сгорание рабочей смеси происходит с чрезвычайно высокой скоростью (ок. 1500 - 2000 м/сек). При детонации происходит неправильное сгорание рабочей смеси в цилиндре, сопровождаемое неустойчивой работой, падением мощности двигателя, металлическим стуком, наличием чёрного выхлопа, перегревом и повышенным износом двигателя. Детонационное сгорание отличается от нормального не только скоростью распространения фронта пламени, но и характером протекания самого процесса. Советскими учёными акад. Н. Н. Семёновым, Соколиком, Е. И. Забрянским и др. много сделано для изучения этого очень сложного процесса. Согласно распространённой теории окисления Баха-Энглера, возникновение детонации объясняется образованием в Т. очень нестойких, легко взрывающихся веществ, называемых перекисями (пероксидами). Распад нестойких веществ в последней фазе сгорания топлива и вызывает детонацию. Чем благоприятнее условия для их образования, тем раньше нормальное горение переходит в детонационное, тем большее количество смеси детонирует и тем сильнее проявляется детонация. Антидетонационную стойкость топлива - октановое число определяют на одноцилиндровом двигателе, степень сжатия к-рого можно изменять. Для определения октанового числа на двигателе сгорание испытуемого Т. сравнивают со смесью двух эталонных углеводородов, из к-рых один - изооктан - обладает высокими антидетонационными свойствами, а другой - гептан - низкими. Октановое число изооктана принимают равным 100, а гептана равным 0. Процентное содержание изооктана в смеси эталонных Т., равноценное по антидетонационным свойствам испытуемому Т., обозначает его октановое число. Схематично определение октанового числа показано на рис. 5. Чем больше октановое число, тем выше антидетонационные свойства топлива.

Для уменьшения склонности Т. к детонации к ним добавляют вещества, называемые антидетонаторами. Наиболее распространённым антидетонатором является тетраэтил-свинец [Рb(С2Н5)4], сокращённо обозначаемый ТЭС. Тетраэтилсвинец - бесцветная жидкость, сильно ядовитая, оказывающая вредное действие даже в небольших количествах. Кроме того, после сгорания в двигателе Т., содержащего ТЭС, на различных деталях (камера сгорания, клапаны, свечи) отлагается слой свинца или свинцовых окислов. Для удаления свинца с выхлопными газами, к ТЭС добавляют бромистые или хлористые органические соединения, способствующие образованию летучих соединений свинца с бромом. Такая смесь, содержащая ок. 50 - 60 % ТЭС, называется этиловой жидкостью. В Т. для карбюраторных двигателей вводят 1 - 3 см3 этиловой жидкости на 1кг Т. Такое Т. называют этилированным, причём его подкрашивают анилиновой краской в красный цвет для предупреждения потребителей о его ядовитости. Приёмистость топлива к ТЭС неодинакова. Наиболее сильный результат (до 10 единиц) получается при введении первого см3 этиловой жидкости на 1 кг топлива. Добавление второго см3 этиловой жидкости повышает октановое число на 5 - 3 единицы. Поэтому чаще в Т. добавляют ок. 2 см3 этиловой жидкости на 1 кг.

Рис. 5. Схематическое изображение определения октанового числа
Рис. 5. Схематическое изображение определения октанового числа

Нагарообразование и корродирующие свойства. Т. не должно содержать вредных примесей, обусловливающих образование различных отложений на деталях двигателя или коррозию их. Такого рода вредными примесями являются сера и разнообразные сернистые соединения, дающие при сгорании сернистый ангидрид, к-рый в присутствии влаги вызывает значительную коррозию. Кроме того, корродирующим действием обладают органические кислоты. Для удаления всех этих веществ светлые нефтепродукты подвергают очистке, после к-рой реакция Т. должна быть нейтральной, что контролируется, согласно ГОСТ, определением воднорастворимых кислот и щелочей. Помимо примесей, вызывающих коррозию, в Т. должно быть возможно меньше высокомолекулярных кислородных соединений - смолистых веществ, к-рые при испарении Т. образуют отложения в топливопроводах, жиклёрах, на тарелках клапанов и т. п., а при высоких темп-pax дают нагар, отлагающийся на деталях двигателя. Смолы в Т. встречаются в двух видах: фактические и потенциальные. Количество фактических смол, допускаемых в каждом виде Т., ограничено соответствующими стандартами, они оцениваются количеством остатка в миллиграммах, полученного после испарения 100 см3 испытуемого топлива. Потенциальные смолы представляют нестойкие непредельные соединения, к-рые под действием темп-ры, воздуха и света легко превращаются в смолообразные продукты, они характеризуют стабильность топлива. Такого рода соединений особенно много в крекинг-продуктах, почему обычно в них вводят небольшие количества (сотые доли процента) антиокислителей Антиокислители сохраняют свои свойства в течение определённого срока - ок. 6 мес. Вследствие этого крекинг-продукты не следует хранить длительное время, а надо расходовать по мере поступления. Согласно ГОСТ 4039 - 48, стабильность бензинов оценивают индукционным периодом, представляющим промежуток времени, в течение к-рого проба подвергается окислению при 100° и повышенном давлении и практически не поглотает кислорода. Индукционный период нефтепродуктов определяют на спец. приборе (рис. 6). Чем больше индукционный период (в мин.), тем выше качество бензина и тем меньше смол образуется в нём при хранении. Т. также не должно содержать механических примесей (песка, пыли и т. п.) и воды, т. к. они вызывают повышенный износ деталей и засоряют топливопровод осадками или льдом. Наличие примесей и воды свидетельствует о неудовлетворительных условиях хранения и транспортировки топлива.

Рис. 6. Прибор для определения индукционного периода нефтепродуктов: 1 - баня; 2 - пластина с гнездом для бомбы; 3 - бомба; 4 - стеклянный колпачок; 5 - стаканчик для испытуемого нефтепродукта; 6 - электрообогреватель
Рис. 6. Прибор для определения индукционного периода нефтепродуктов: 1 - баня; 2 - пластина с гнездом для бомбы; 3 - бомба; 4 - стеклянный колпачок; 5 - стаканчик для испытуемого нефтепродукта; 6 - электрообогреватель

Топливо для дизельных двигателей. В двигателях с воспламенением от сжатия используются высоко кипящие фракции прямой перегонки нефти-керосино-газойлевых фракций до тяжелых остаточных продуктов - в зависимости от типа, конструкции и числа оборотов двигателя. Качество дизельного Т. должно обеспечить лёгкость пуска двигателя, плавное и бездымное горение, наименьший износ и коррозию деталей, минимальное нагарообразование. Основные требования, предъявляемые к дизельному Т., следующие.

Фракционный состав. Для быстроходных дизелей лучшим считается Т., выкипающее в пределах 200 - 360°; наличие в Т. большого количества лёгких фракций вызывает значительное повышение давления при горении Т., а также стуки в двигателе. Применение же тяжёлых Т. с высоким кипением ведёт к значительному загрязнению деталей углеродистыми отложениями (нагарами) и неполному сгоранию топлива. Для двигателей с низким числом оборотов конец кипения может повышаться. Тихоходные двигатели вполне удовлетворительно работают на остаточных продуктах с концом кипения выше 360°.

Цетановое число характеризует качество воспламенения Т. для быстроходных дизелей. С момента подачи Т. в цилиндр и до его горения проходит нек-рое время, к-рое обычно называют "периодом запаздывания воспламенения". Чем короче этот период, тем более плавно, по мере поступления из форсунки, происходит сгорание Т. без резкого нарастания давления, толчков и ударов, т. е. обеспечивается "мягкая" работа дизеля. Чем длительнее период запаздывания воспламенения, тем больше накапливается Т., к-рое самовоспламеняется не постепенно, а одновременно с резким нарастанием давления, обусловливающим "жёсткую" работу дизеля, по внешним признакам напоминающую детонацию карбюраторных двигателей. Период запаздывания воспламенения зависит от конструкции дизеля, режима его работы и, главное, свойств топлива. Хотя "жёсткая" работа дизельного двигателя и детонация карбюраторного имеют общие внешние признаки и дают аналогичные результаты, но природа этих явлений неодинакова. Так, детонация увеличивается при повышении темп-ры и перегреве карбюраторного двигателя, тогда как в дизельном двигателе с повышением темп-ры сокращается запаздывание самовоспламенения и режим работы становится менее жёстким. Цетановое число, аналогично октановому, устанавливают на спец. одноцилиндровом двигателе, для чего применяют смесь двух углеводородов: цетана - углеводорода парафинового ряда, имеющего малый период запаздывания самовоспламенения и поэтому обеспечивающего "мягкую" работу двигателя, и альфа-метилнафталина - углеводорода ароматического ряда, отличающегося длительным периодом самовоспламенения и дающего "жёсткую" работу двигателя. Процентное содержание цетана в смеси, обеспечивающей одинаково жёсткую работу двигателя, как и на испытуемом Т., определяет цетановое число данного дизельного топлива. Чем выше цетановое число, тем выше качество дизельного топлива. Согласно ГОСТ 3122 - 46, цетановое число дизельных Т. должно быть не ниже 40. Топливо с цетановым числом 60 обеспечивает очень хорошую работу дизеля. Цетановое число определяет также ряд других эксплуатационных показателей дизельных Т.: пусковые свойства, дымность выхлопа, количество и характер углистых отложений в цилиндрах и выхлопной системе и т. п.

Вязкость. Большое значение для всех дизельных Т. имеет их вязкость, от к-рой зависит подача Т. в цилиндры и тонкость его распыла. Обычно ГОСТ нормирует верхний и нижний пределы вязкости. Слишком малая вязкость ведёт к повышенному износу плунжерных пар форсунок, т. к. ухудшается их смазка и увеличивается подтекание Т. через форсунку. Высокая же вязкость затрудняет протекание Т. через фильтры, трубопроводы и отверстия форсунок и тем самым усложняет работу топливных насосов. Кроме того, при большой вязкости ухудшается качество распыливания, наблюдается неполнота сгорания Т. и дымный выхлоп.

Температура застывания имеет большое значение для транспортных двигателей и для установок, работающих на открытом воздухе при низкой температуре. От темп-ры застывания зависит возможность применения Т. без подогрева при низкой темп-ре окружающего воздуха. Важным эксплуатационным показателем является также темп-pa помутнения, т. е. темп-pa, при к-рой происходит выпадение кристаллов парафина из Т., вызывающих засорение топливных фильтров, что ведёт к прекращению подачи топлива. Температура застывания д. б. на 7 - 10° ниже предполагаемой темп-ры, при к-рой применяют топливо.

Зола. Содержание золы в дизельном Т. должно быть минимальным, т. к. она после сгорания Т. остаётся в цилиндрах двигателя и увеличивает образование нагароотложений, что ведёт к износу гильз цилиндров. Максимально допустимое содержание золы для Т. быстроходных дизелей до 0,01 %, а для тихоходных до 0,08%.

Нагарообразование и корродирующие свойства. Отложение нагара на деталях двигателя происходит за счёт различных смолистых, сернистых и др. нестабильных соединений топлива. Величиной коксового числа характеризуется склонность Т. к образованию твёрдых отложений. Коксовое число для различных сортов дизельных Т. меняется в широких пределах; так, Т. для быстроходных дизелей содержат ок. 0,1% кокса, но высоковязкие тяжёлые Т. содержат 3 - 4% кокса и могут применяться только в стационарных тихоходных двигателях. Наличие серы, а также повышение кислотности Т. вызывает коррозию топливоподающей аппаратуры, цилиндров, поршневых колец и др. деталей двигателя. Допустимое содержание серы определяется типом и конструкцией двигателя и колеблется в широких пределах - от 0,1 до 2 % (для тихоходных дизелей с цилиндром большого диаметра).

Виды жидких топлив. В качестве Т. для карбюраторных двигателей применяют бензин, лигроин и керосин. Для дизельных двигателей, как транспортных, так и стационарных, служат, в зависимости от оборотности двигателя, различные виды дизельных и моторных топлив. К группе жидких котельных Т. относятся мазуты, а также нек-рые сырые нефти, не используемые для переработки.

Бензин - бесцветная или желтоватая жидкость, уд. в. 0,70 - 0,75, легко испаряющаяся и легко воспламеняющаяся, получаемая прямой гонкой или крекинг-процессом. Бензин - лучшее Т. для карбюраторных двигателей; его теплотворная способность 10700 - 11000 ккал/кг. Так как для сгорания 1 кг бензина требуется ок. 15 кг воздуха, то теплотворная способность рабочей смеси составляет ок. 800 ккал/кг. При горении в сжатом кислороде бензин развивает темп-ру до 2800°. Пары бензина ядовиты, и их вдыхание может вызвать отравление. В зависимости от качества различают бензины авиационные, автомобильные, специальные и другие. В с. х-ве авиационный бензин используют в хим. лабораториях как растворитель. Автомобильные бензины служат основным Т. для двигателей автомобилей и комбайнов, а также для запуска керосиновых и лигроиновых тракторных двигателей. Основную массу автомобильных бензинов получают смешением бензинов прямой гонки с крекинг-бензинами или же используют крекинг-бензины. В зависимости от типа автомобильных двигателей к бензину предъявляют определённые требования, к-рые по действующему ГОСТ 2084 - 48 предусматривают выпуск трёх сортов автомобильного бензина А-66, А-70 и А-74 (табл.3). Цифры при сорте бензина указывают на наименьшее октановое число, допустимое для данного сорта. Различие между сортами А-66 и А-70 заключается в разных октановых числах, а остальные свойства одинаково близки.

Табл. 3. Основные показатели автомобильных бензинов
Табл. 3. Основные показатели автомобильных бензинов

Бензин А-66 применяют для автомобильных двигателей старых типов со степенью сжатия ок. 4,5 (ГАЗ-АА, М-1, ЗИС-5 и т. п.). Для автомобильных двигателей ноьых марок с более высокими степенями сжатия (более 5), напр. ГАЗ-51, ЗИС-150, М-20 и др., используют бензин А-70. На бензине А-74 работают автомобильные двигатели типа ЗИС-110. Расход бензина автомобилями колеблется в пределах от 280 до 300 г на 1 л. с. в час и нормируется на 100 км или на 1 т-км пробега автомобиля.

Лигроин - бесцветная или, чаще, желтоватая жидкость, уд. в. 0,76 - 0,78, получаемая из нефти путём прямой перегонки и, реже, крекинг-процессом. Лигроин занимает промежуточное положение между бензином и керосином. Теплотворная способность ок. 10 500 ккал/кг. Октановое число не ниже 54. Так как лигроин не содержит легко испаряющихся углеводородов, то начало кипения его ок. 100 - 110°. Поэтому запуск холодного двигателя на лигроине затруднителен, и их запускают на бензине, а потом переводят на питание лигроином. Смесь лигроина с бензином в случае крайней необходимости можно применять в качестве заменителя бензина, а смесь лигроина с керосином может служить заменителем керосина.

Керосин - жидкость жёлтого цвета, уд. в. 0,815 - 0,832, получаемая из нефти после отгонки лигроина. Теплотворная способность 10300 - 10500 ккал/кг, Керосин бывает двух видов: тракторный и осветительный. Тракторные керосины служат Т. для тракторов СХТЗ, АСХТЗ-НАТИ, "Универсал" и выпускаются по действующему ГОСТ 1842 - 52 двух типов: тракторный и тракторный высокооктановый. Тракторные керосины представляют собой б. ч. смеси керосина прямой перегонки с керосином термического крекинга, поэтому в них нормируется содержание фактических смол и длительно хранить их нежелательно, т. к. могут накопиться смолистые продукты, к-рьте образуют нагар в двигателе. Октановое число тракторного керосина д. б. возможно более высоким - не ниже 40, кроме того, тракторный керосин должен содержать достаточное количество "головных" фракций, выкипающих до 200°. Наличие высококипящих частей, к-рые не полностью сгорают в двигателе, вызывает перерасход Т., разжижение партерного масла и повышенный износ двигателя. Условия, к-рым должно отвечать тракторное топливо, приведены в таблице 4.

Табл. 4. Основные показатели тракторных топлив
Табл. 4. Основные показатели тракторных топлив

Керосин осветительный вырабатывают из парафинистых нефтей, т. е. таких, к-рые дают Т., склонное к детонации. Октановое число осветительного керосина низкое - 9, поэтому применять его вместо тракторного керосина нельзя. Осветительный керосин д. б. хорошо очищен, обладать свойством подниматься по фитилю, не засоряя его, и сгорать ровным пламенем, не давая нагара.

Дизельное топливо - слегка маслянистая жидкость от жёлтого до светлокоричневого цвета, уд. в. 0,84 - 0,86, с теплотворной способностью ок. 10200 ккал/кг. Дизельные Т. являются дестиллатными продуктами и получаются, гл. обр., из газойле-соляровых фракций нек-рых нефтей. Для быстроходных транспортных и стационарных дизелей типов КД-35, ДТ-54, ЯАЗ-204 и подобных им имполтных применяют Т., отвечающее требованиям ГОСТ 4749 - 49, ГОСТ 305 - 42 (табл. 5). Нефтяная пром-сть выпускает след. сорта дизельных топлив: 1) дизельное арктическое ДА - для эксплуатации при темп-pax окружающего воздуха ниже -30°; это Т. имеет несколько облегчённый фракционный состав, пониженные вязкость и темп-ру застывания; 2) дизельное зимнее марок ДЗ и 3 для областей с темп-рой окружающего воздуха от 0 до 30°; это Т. по своему составу представляет утяжелённый осветительный керосин; 3) дизельное летнее марок ДЛ и Л - для работы при темп-ре окружающего воздуха выше 0°, имеет несколько утяжелённый фракционный состав, повышены цетановое число и вязкость-оно приготовляется из газойле-соляровых фракций парафинистых нефтей. Дизельное Т. марки Л. широко используют в с х-ве для дизельных тракторов.

Дизельные Т. взаимозаменяются, если только это допускают температурные условия; равным образом возможным заменителем зимнего топлива является осветительный керосин. Применение тракторного керосина, содержащего крекинг-продукты и имеющего пониженное цетановое число, недопустимо.

Моторное топливо для среднеоборотных тракторных дизелей (от 500 до 1000 об/мин.), напр. ЧТЗ С-65 ЧТЗ С-80, двигатель КДМ-4 6, а также для стационарных установок применяют Т. более тяжёлое по фракционному составу и с большей вязкостью. Обычно эти двигатели работают на соляровом масле, получаемом как чистый дестиллатный продукт прямой перегонки нефти. Полноценным заменителем солярового масла служит дизельное летнее топливо. Тихоходные дизели с числом оборотов до 500 и нефтянки (калоризаторные двигатели) работают на тяжёлых сортах моторных Т. - ДТ-1, ДТ-2 и ДТ-3, являющихся тяжелыми остаточными продуктами прямой перегонки нефти. Моторное топливо ДТ-1 применяют для бескомпрессорных двигателей со струйным распиливанием, делающих 200 - 500 об/мин. Топливо ДТ-2 и ДТ-3 применяют в тихоходных двигателях (меньше 300 об/мин.). Все три сорта перед использованием необходимо очищать от механических примесей (фильтровать или центрифугировать), а топливо ДТ-2 и ДТ-3 предварительно подогревать до 50 - 60°.

Табл. 5. Основные показатели топлив для быстроходных дизелей
Табл. 5. Основные показатели топлив для быстроходных дизелей

Котельное топливо применяют, гл. обр., для различных пром. печей и паровых котлов. В с. х-ве из этой группы используют, гл. обр., мазут - топливо марок "20", "40" и "80". Одним из основных показателей мазутов является вязкость, согласно ГОСТ 1501 - 52. Марки топлива показывают его вязкость при темп-ре 50° в условных единицах.

Газообразное топливо. Газообразное Т. по сравнению с твёрдым и жидким имеет ряд преимуществ: лёгкость воспламенения, полноту сгорания при небольшом избытке воздуха, высокую темп-ру горения, простоту обслуживания и т. п. Использование газообразного Т. в двигателях внутреннего сгорания даёт возможность работать при более высоких степенях сжатия, т. к. газообразное Т. не склонно к детонации. При работе на газообразном Т. улучшается запуск двигателя, благодаря чему значительно меньше изнашиваются его детали, получается меньше отложений в камере сгорания и т. п. Недостатками газообразного Т. являются малая плотность и летучесть, что до нек-рой степени усложняет транспортировку, хранение и эксплуатацию, а также ядовитость нек-рых газов и их сравнительно лёгкая взрываемость. Газообразное Т. бывает природное и искусственное. К природному относятся газы, выделяющиеся при добыче нефти (нефтяные газы), и газы, выделяющиеся самостоятельно из недр земли. Среди горючих газов, используемых в технике и в быту, большое место занимают искусственные газы: полукоксовый, светильный, генераторный, водяной, смешанный, доменный и многие др. Всё газообразное Т. по его теплотворной способности м. б. разделено на 3 группы: высококалорийное - с теплотворной способностью выше 5 000 ккал/м3; среднекалорийное - 2500 - 5000 ккал/м3 и низкокалорийное - до 2500 ккал/м3. В с. х-ве пользуются, гл.обр., низкокалорийными газами, получаемыми при газификации твёрдого Т. в газогенераторах, к-рые используются как на стационарных газовых установках, так и на передвижных (газогенераторные тракторы и автомобили). Газификацией называется процесс превращения твёрдого Т. в газообразное. Получаемый при газификации генераторный газ имеет теплотворную способность около 1000 ккал/м3, горючей частью является окись углерода. Кроме того, в качестве Т. для газобаллонных автомобилей применяют средне- и высококалорийные газы в сжатом и сжиженном состоянии. В соответствии с этим автомобили, работающие на газообразном Т., подразделяются на газогенераторные и газобаллонные (см. Газогенератор). Газобаллонные Т. разделяют на 2 основные группы: газы сжатые при обычной темп-ре, к-рые даже при высоком давлении не переходят в жидкое состояние, и газы сжиженные, т. е. превращённые в жидкость при обычной темп-ре путём небольшого повышения давления. В качестве сжиженных газов используют бутано-пропановые фракции нефтяных газок. Этот бутано-пропановый газ при низком давлении (15 - 20 атм.) превращается в жидкость, к-рой наполняют спец. баллоны на автомобилях. Двухступенчатым редуктором жидкость превращают в газ, на к-ром и работает автомобиль. Низкое давление в баллонах, небольшой их вес, хорошие эксплуатационные свойства газа, высокая его калорийность (св. 15000 ккал/кг), высокая антидетонационная стойкость, отсутствие разжижения картерного масла и др. положительные свойства показывают, что использование бутано-пропанового Т. является очень перспективным.

Уменьшение потерь топлива. С. х-во - наиболее крупный потребитель нефтепродуктов, вследствие этого борьба с потерями Т. в с. х-ве имеет огромное гос. значение. Общие потери нефтепродуктов складываются из потерь при транспортировке, хранении и применении. На всех этих этапах потери происходят вследствие испарения Т., различных подтеканий и разливов, а также от попадания воды в загрязнения. Кроме того, перерасход Т., наблюдаемый при неправильной эксплуатации машин и неудовлетворительном состоянии машинно-тракторного парка, также д. б. отнесён к потерям нефтепродуктов. Большое количество и притом наиболее ценных частей нефтепродуктов (лёгкие) теряются при испарении. При транспортировке любых нефтепродуктов ни в коем случае нельзя пользоваться неплотно закрывающимися цистернами, бочками, бидонами и т. п. Вся тара, применяемая для хранения нефтепродуктов, перед наполнением обязательно д. б. тщательно проверена на исправность и герметичность; малейшие неисправности необходимо устранить полностью немедленно. Заправка машин в стационарных условиях должна производиться посредством колонок или ручных насосов, а в полевых условиях необходимо пользоваться автозаправщиками или спец. заправочным инвентарём (см.), обеспечивающим полную сохранность Т. от различных загрязнений, переливов, разливов, а также дающих возможность точно учитывать количество отпускаемого горючего. Пользование для заправки обычными вёдрами абсолютно недопустимо (см. Топливное хозяйство).

Н. Итинская

Литература: Брусянцев Н., Автомобильные топлива, М., 1948; Вильямс В., Топливо, смазочные материалы и вода, 2 изд.. М., 1951; Лосипов Б., Пучков Н., Энглин Б., Основы применения нефтепродуктов, М., 1955; Моторные топлива, масла и жидкости. Под ред. К. К. Папок и Е. Г. Семенидо, М.-Л., 1949; Папок К., Бензины, 2 изд., М., 195 5; Папок К., Рагозин Н., Технический словарь по топливу и маслам, 2 изд., М., 1955; Пучков Я., Дизельные топлива, М.-Л., 1953; Сперансов Я., Горючее и смазочные материалы, М., 1954; Технические нормы на нефтепродукты [Справочник], 15 изд., М.-Л., Гостоптехиздат, 1955; Топливо и смазка отечественных тракторов, М.-Л., Гостоптехиздат, 1952.


Источники:

  1. Сельскохозяйственная энциклопедия. Т. 5 (Т - Я)/ Ред. коллегия: П. П. Лобанов (глав ред) [и др.]. Издание третье, переработанное - М., Государственное издательство сельскохозяйственной литературы, М. 1956, с. 663





Пользовательского поиска



© Злыгостев Алексей Сергеевич, подборка материалов, оцифровка, статьи, оформление, разработка ПО 2001-2017
При копировании материалов проекта обязательно ставить активную ссылку на страницу источник:
http://agrolib.ru/ "AgroLib.ru: Библиотека по агрономии"