Библиографическое описание:

Мокроусов А. С., Нефедкин М. В., Назаров С. В., Згоржельский А. В., Есин Е. Д. Изменение углеводородного состава автомобильного бензина в результате обработки электрическим полем // Молодой ученый. — 2012. — №2. — С. 33-35.


Разработан лабораторный стенд, который обеспечивает обработку дисперсионных сред топлива электрическим полем с заданными параметрами поля и тока, который позволяет исследовать изменения физико-химических свойств углеводородных топлив под воздействием электрического поля.

Ключевые слова: качество топлива, электрическое поле, кинематическая вязкость, углеводородные топлива, фракционный состав.


The laboratory stand which provides processing dispersive environments of fuel by an electric field with the set parameters of a field and a current which allows to investigate(research) changes of physical and chemical properties hydrocarbonic fuels under influence of an electric field Is developed.

Keywords: quality of fuel, an electric field, kinematic viscosity, hydrocarbonic fuel, fractional structure.


При хранении, транспортировании, перекачке и заправке техники в результате физических и химических процессов происходит изменение качества топлив. Интенсивность изменения качества зависит от физико–химических свойств топлив, а так же от условий их производства, транспортирования, хранения и применения [1, с. 117].

Для снижения интенсивности понижения качества топлив был разработан лабораторный стенд, который обеспечивает обработку дисперсионных сред топлива электрическим полем с заданными параметрами поля и тока. Он позволяет исследовать изменения физико-химических свойств углеводородных топлив (кинематическая вязкость, октановое и цетановые числа, фракционный и углеводородный состав, содержание фактических смол и др.) под воздействием электрического поля.

Стенд состоит из следующих основных элементов (рисунок 1): источник питания, формирователь прямоугольных импульсов, мультиметр, повышающий трансформатор с усилителем, блок обработки топлива электрическим полем, высоковольтный делитель напряжения, регистрирующее устройство (осциллограф).

Рис. 1 – Общий вид стенда для исследования изменения показателей качества углеводородных топлив под воздействием электрического поля


В качестве блоков электрической обработки топлива разработаны следующие устройства (рисунки 2, 3, 4):

Рис. 2 – Усовершенствованный вискозиметр Пинкевича (ВПЖ-4)


Для исследования изменения кинематической вязкости под воздействием электрического поля перед капилляром стандартного вискозиметра Пинкевича (ВПЖ 4) (рисунок 2) установлен катод, выполненный в виде медной втулки внутренним диаметром 8 мм, а внутрь вискозиметра установлен анод, в виде медного электрода диаметром 1,2 мм соединенные с усилителем проводами высокого напряжения.

Рис. 3 – Усовершенствованная делительная воронка


Для исследования изменения фракционного и углеводородного состава, содержания фактических смол под воздействием электрического поля, после крана стандартной делительной воронки (рисунок 3) установлен катод, выполненный в виде медной втулки внутренним диаметром 8 мм, а внутрь воронки установлен анод в виде медного электрода диаметром 1,2 мм соединенные с усилителем проводами высокого напряжения [2, с. 488].

Для исследования изменения октанового и цетанового чисел топлив под воздействием электрического поля блок электрической обработки топлива устанавливается во впускном топливопроводе перед цилиндром стедов УИТ – 85 и ИДТ – 69.

Генератор прямоугольных импульсов формирует прямоугольные импульсы с постоянным периодом подаваемые на счетчик числа импульсов периода, например двоично-десятичный счетчик, выходы счетчика подключены к устройство совпадения кодов периода импульсов, при совпадении выходного кода счетчика с заданным в регистре, формируется импульс, подаваемый на вход триггера включенного в счетном режиме, на выходе которого формируются импульсы с длительностью заданного периода импульсов [3, с. 347].

Рис. 4 – Высоковольтный делитель напряжения


Импульсное высоковольтное напряжение до (30кВ) подается на вход резистора верхнего плеча высоковольтного делителя напряжения и вход вспомогательного высоковольтного делителя напряжения, отводы от которого соединены с эквипотенциальными экранами, экранирующими резистор верхнего плеча высоковольтного делителя напряжения и уменьшающими влияние паразитных емкостей. Выходное напряжение снимается с резистора и конденсатора и усиливается усилителем.

Повышающий трансформатор с усилителем предназначен для усиления заданных параметров электрического поля. Он состоит из катушки зажигания и коммутатора.

В качестве объекта исследования выбран бензин марки Регуляр-92 по ГОСТ Р 51105. Исследования проводили методом ИК-спектрометрии ASTM D 5845 - ASTM D 6277 - EN 238.


Таблица 1

Изменение углеводородного состава автомобильного бензина Регуляр 92 в результате обработки электрическим полем

Наименование

углеводородов

Массовая доля углеводородов, в %

до

обработки

после обработки

E= 30 кВ

=460 Гц

E= 40 кВ

=670 Гц

E= 35 кВ

=1000 Гц

Бензол, С6Н6

0.71

0.70

0.72

0.69

Толуол, С7Н8

7.60

7.80

8.50

8.20

Мета-ксилен, С8Н10

5.00

5.50

6.10

5.60

Орто- ксилен, С8Н10

1.60

1.60

2.10

1.80

Пара-ксилен, С8Н10

2.30

2.50

2.60

2.60

Пропилбензол, С9Н12

2.20

3.80

5.10

3.50

2, этилтолуол; С7Н12

2.30

2.60

2.70

2.20

3, этилтолуол; С7Н12

4.40

3.40

3.70

3.80

4, этилтолуол; С7Н12

1.50

1.80

2.30

1.70

Мецитилен, С9Н12

1.20

1.40

1.60

1.30

Псевдокумол, С9Н12

3.80

4.20

4.40

4.20

Изодурол, С9Н12

1.50

1.80

2.20

1.70

Нафталин, С10Н8

0.20

0.30

0.20

Ароматические у/в

30.30

33.20

37.60

33.40

Предельные у/в

11.00

11.20

9.40

10.70


Наблюдали увеличение содержания ароматических углеводородов в автомобильном бензине марки Регуляр 92 на 7,6 % при частоте 460 Гц, напряжении 40 В, с одновременным уменьшением непредельных углеводородов на 0,6 % и предельных – на 5,7 %.

При анализе ИК-спектров необработанного автомобильного бензина марки Регуляр 92 и обработанного электрическим полем с частотами 460, 670 и 1000 Гц и напряжением 30, 35 и 40 кВ выявлены отличия, заключающиеся в том, что под действием электрического поля алифатические эфиры вступают во взаимодействие с метилированными производными бензола в результате чего, образуются различные замещенные производные бензола и эфирные соединения ароматического типа, а так же ненасыщенные спирты. Кроме того, происходит снижение концентрации циклических углеводородов типа алкилциклобутана и рост концентрации - алкилциклопропана.

Наиболее интенсивно этот процесс наблюдается в пробе после обработки электрическим полем 670 Гц и напряжением 40 кВ.

Стенд для исследования изменения показателей качества углеводородных топлив под воздействием электрического поля работает следующим образом: формирователь прямоугольных импульсов формирует прямоугольные импульсы с регулируемым периодом и длительностью, подаваемые через усилитель на первичную обмотку повышающего трансформатора. С вторичной обмотки сигнал по проводам высокого напряжения поступает на катод и анод блока электрической обработки топлив. Контроль характеристик электрического поля производится при помощи высоковольтного делителя напряжения, выход которого подключен к региструющему устройству (осциллографу или ПЭВМ).

Таким образом, стенд позволяет исследовать изменения физико-химических свойств углеводородных топлив (кинематическая вязкость, октановое и цетановые числа, фракционный и углеводородный состав, содержание фактических смол и др.) под воздействием электрического поля.


Литература:

  1. Логинов Н.В., Галкин В.Б. и др. Химмотология нефтепродуктов и технических жидкостей. Учебное пособие. /Под ред. А.Н. Литвиненко. – Ульяновск: УВВТУ, 2006.

  2. Сафонов А.С., Ушаков А.И., Гришин В.В. Химмотология горюче - смазочных материалов. НПИКЦ, 2007.- 488 с.

  3. Файзуллин Р.Р., Волков Н.В., Логинов Н.В. и др. Химмотология горючего. Учебное пособие. /Под ред. А.Н. Литвиненко. – Ульяновск: УФВАТТ, 2004.

Основные термины (генерируются автоматически): воздействием электрического поля, электрическим полем, углеводородных топлив, свойств углеводородных топлив, топлива электрическим полем, высоковольтного делителя напряжения, обработки электрическим полем, физико-химических свойств углеводородных, изменения физико-химических свойств, исследования изменения, автомобильного бензина, качества углеводородных топлив, прямоугольных импульсов, сред топлива электрическим, состава автомобильного бензина, углеводородного состава, углеводородного состава автомобильного, результате обработки электрическим, формирователь прямоугольных импульсов, высокого напряжения.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle
Задать вопрос