Pomiar prężnoći par paliwa - Hubert Kuszewski

ZAKŁAD POJAZDÓW SAMOCHODOWYCH
I SILNIKÓW SPALINOWYCH
ZPSiSS
WYDZIAŁ BUDOWY MASZYN I LOTNICTWA
POLITECHNIKA RZESZOWSKA im. IGNACEGO ŁUKASIEWICZA
Al. Powstańców Warszawy 8, 35-959 Rzeszów, Tel: 854-31-12, Fax: 854-31-12; Tlx: 0632224 prz pl
LABORATORIUM MATERIAŁÓW
EKSPLOATACYJNYCH
INSTRUKCJA LABORATORYJNA
Temat ćwiczenia:
OZNACZANIE PRĘŻNOŚCI PAR NASYCONYCH
BENZYNY SILNIKOWEJ
Oznaczanie prężności par nasyconych benzyny silnikowej
1. WSTĘP
Prężność par jest to ciśnienie, które wywierają pary cieczy nad jej powierzchnią.
Wartość prężności pary nasyconej zależy od rodzaju cieczy i od temperatury. Temperatura, w
której prężność pary nasyconej nad cieczą osiąga wartość pn = 101,325 kPa, nosi nazwę
normalnej temperatury wrzenia cieczy. Dla cieczy jednoskładnikowej prężność pary
nasyconej zależy od: temperatury, molowego ciepła parowania cieczy, objętości molowej
cieczy i mechanicznego równoważnika ciepła. W stałej temperaturze prężność pary nasyconej
jest wielkością stałą i nie zależy od stosunku ilości cieczy i pary. Zależy natomiast od rodzaju
cieczy i jest dla niej wielkością charakterystyczną. W odniesieniu do cieczy, która jest
związkiem chemicznym, prężność par jednoznacznie charakteryzuje jej lotność. Natomiast w
odniesieniu do cieczy, które są mieszaninami (tak jak benzyny silnikowe), prężność pary
zależy od udziału składników lekkich w fazie parowej.
Prężność par ma istotny wpływ na zdolność odparowania paliwa w silniku, w jego
układzie zasilania oraz w procesach przechowywania, transportowania i dystrybucji. Im
większa jest prężność par, tym łatwiej paliwo paruje i tym lepsze sąjego właściwości
rozruchowe. Jednak paliwo o zbyt dużej prężności par przechodzi częściowo w stan lotny już
w układzie zasilania, tworząc tzw. korki parowe (vapour locks), które powodują zakłócenia w
pracy silnika – utrudniony rozruch gorącego silnika, zubożenie mieszanki, spadek mocy.
Paliwo o zbyt dużej prężności par ma większą skłonność do przenikania do otoczenia.
Dlatego prężność par benzyny jest ograniczana normatywnie m.in. w zależności od
temperatury otoczenia. W okresie letnim powinno się stosować benzyny o prężności par
45...60 kPa, a w zimowym 55...105 kPa z tendencją do wartości mniejszych.
Metoda mokra oznaczania prężności nie powinna być stosowana dla paliw
zawierających więcej niż 2,8 % masowo tlenu. Ponadto tlen może pochodzić tylko od eterów.
2. STANOWISKO POMIAROWE I PRZEBIEG ĆWICZENIA
Schemat stanowiska pomiarowego
A – łaźnia wodna, B – bomba Reida, D – manometr rtęciowy, E – urządzenie termostatujące
Laboratorium Materiałów Eksploatacyjnych
ZAKŁADU POJAZDÓW SAMOCHODOWYCH I SILNIKÓW SPALINOWYCH
-2-
Oznaczanie prężności par nasyconych benzyny silnikowej
Odpowiednio pobraną próbkę paliwa i schłodzoną do temperatury 0 4 C należy
umieścić w komorze cieczy bomby B. Po ustaleniu ciśnienia otoczenia i pomiarze
temperatury początkowej – wykonać oznaczenie. Po przekręceniu komory cieczy do komory
par odwrócić bombę komorą cieczy do góry i silnie wstrząsnąć, powtarzając tę czynność kilka
razy. Następnie zanurzyć bombę w łaźni wodnej tak, aby kurek był zakryty wodą.
Temperaturę łaźni wodnej w czasie trwania pomiaru utrzymywać na poziomie 37,8 ±0,1°C.
W przypadku wydostawania się pęcherzyków gazu, pomiar należy powtórzyć po uprzednim
uszczelnieniu bomby, pobierając nową próbkę. Po zanurzeniu bomby w łaźni wodnej
otworzyć kurek, odczekać 5 min i odczytać ciśnienie wg wskazań manometru rtęciowego.
Następnie zamknąć kurek, wyjąć bombę z łaźni, odwrócić komorą cieczy do góry, silnie
wstrząsnąć i ponownie umieścić w łaźni wodnej. Czynności te powtarzać co 2 min. Przed
każdym wstrząsaniem kurek zamykać, a po zanurzeniu bomby w łaźni – otwierać.
Wstrząsanie wykonywać możliwie szybko, aby nie nastąpiło ochłodzenie się bomby i jej
zawartości. Gdy wskazania manometru przestaną się zmieniać, na co potrzeba zwykle około
20 min, odczytać ciśnienie i przerwać pomiar.
Prężność par nasyconych badanego paliwa Px obliczyć w kPa wg wzoru:
Px
Px
P
P
P
P
– prężność par nasyconych badanego paliwa, kPa,
– ciśnienie odczytane na manometrze (przeliczone), kPa,
– poprawka uwzględniająca ciśnienie pary wodnej i ciśnienie powietrza, wynikająca z
różnicy temperatur między początkową temperaturą pomiaru a temperaturą łaźni
wodnej, kPa.
Poprawkę P obliczyć w kPa wg wzoru:
P
(Pa
Pt ) ( t 37,8)
(P37,8 Pt )
273 t
gdzie:
Pa
– ciśnienie atmosferyczne w czasie wykonywania pomiaru, kPa,
Pt
– prężność nasyconej pary wodnej w temperaturze t (odczytana z tablic i przeliczona),
kPa,
t
– początkowa temperatura pomiaru, C,
P37,8 – prężność nasyconej pary wodnej w temperaturze 37,8 °C, równa 6,56 kPa.
3. SPRAWOZDANIE
Sprawozdanie powinno zawierać:
wstęp teoretyczny,
schemat stanowiska pomiarowego,
opis pomiarów,
wyniki pomiarów i odpowiednie obliczenia,
wnioski.
LITERATURA
[1] Baczewski K., Kałdoński T.: Paliwa do silników o zapłonie iskrowym, WKŁ Warszawa
2005.
[2] Normy dotyczące oznaczania prężności par nasyconych paliw.
Laboratorium Materiałów Eksploatacyjnych
ZAKŁADU POJAZDÓW SAMOCHODOWYCH I SILNIKÓW SPALINOWYCH
-3-