CC BY
61
УДК 681.20:665.5
ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТОДА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ВСПЫШКИ НЕФТЕПРОДУКТОВ НА АНАЛИЗАТОРЕ СИМ-5
Геннадий Владимирович Шувалов
ФГУП «СНИИМ», 630004, Россия, г. Новосибирск, пр. Димитрова, 4, кандидат технических наук, и. о. директора, тел. (383)210-17-26, e-mail: shuvalov@sniim.ru
Игорь Владиленович Минин
Сибирский государственный университет геосистем и технологий, 630108, Россия, г. Новосибирск, ул. Плахотного, 10, доктор технических наук, профессор кафедры метрологии и технологии оптического производства, тел. (383)361-07-45, e-mail: prof.minin@gmail.com
Олег Владиленович Минин
Сибирский государственный университет геосистем и технологий, 630108, Россия, г. Новосибирск, ул. Плахотного, 10, доктор технических наук, профессор кафедры метрологии и технологии оптического производства, тел. (383)361-07-45, e-mail: kaf.metrol@ssga.ru
Иван Владимирович Клековкин
ФГУП «СНИИМ», 630004, Россия, г. Новосибирск, пр. Димитрова, 4, зам. начальника лаборатории, тел. (383)210-12-65, e-mail: klekovkin@sniim.ru
Мария Геннадьевна Клековкина
ФГУП «СНИИМ», 630004, Россия, г. Новосибирск, пр. Димитрова, 4, инженер, тел.(383)210-12-65
Ольга Александровна Ясырова
Омский институт водного транспорта, 644099, Россия, г. Омск, ул. Ивана Алексеева, 2, доцент кафедры физики, тел. (3812)31-89-29, e-mail: 300520@mail.ru
Екатерина Андреевна Костенко
Сибирский государственный университет геосистем и технологий, 630108, Россия, г. Новосибирск, ул. Плахотного, 10, аспирант
В статье приведены результаты экспериментальных исследований экспресс-метода определения температуры вспышки нефтепродуктов.
Ключевые слова: нефтепродукты, температура вспышки, экспресс-метод.
DEVELOPMENT AND RESEARCH OF THE METHOD OF DETERMINATION OF TEMPERATURE OF FLASH OF OIL PRODUCTS
Gennady V. Shuvalov
Federal State Unitary Enterprise SNIIM, 630004, Russia, Novosibirsk, Dimitrov Ave., 4, Cand. Tech. Sci. of sciences, acting director, tel. (383)210-17-26, e-mail: shuvalov@sniim.ru
Igor V. Minin
Siberian State University of Geosystems and Technology, 630108, Russia, Novosibirsk, 10 Plakhotnogo St., doctor of technical sciences, professor of the department of metrology and optical technology, tel. (383)361-07-45, e-mail: prof.minin@gmail.com
Oleg V. Minin
Siberian State University of Geosystems and Technologies, 630108, Russia, Novosibirsk, 10 Plakhotny St., doctor of technical sciences, head of a department of metrology and optical technology, tel. (383)361-07-45, e-mail: prof.minin@gmail.com
Ivan V. Klekovkin
Federal State Unitary Enterprise SNIIM, 630004, Russia, Novosibirsk, 4 Dimitrov Ave., deputy chief of laboratory, tel. (383)210-12-65, e-mail: klekovkin@sniim.ru
Maria G. Klekovkina
Federal State Unitary Enterprise SNIIM, 630004, Russia, Novosibirsk, 4 Dimitrov Ave., engineer, tel. (383)210-12-65
Olga A. Yasyrova
Omsk Institute of water transport, 644099, Russia, Omsk, 2 Ivan Alekseev St., associate professor of physics, tel. (3812)31-89-29, e-mail: 300520@mail.ru
Ekaterina A. Kostenko
Siberian State University of Geosystems and Technologies, 630108, Russia, Novosibirsk, 10 Plakhotny St., graduate student
In article results of pilot studies of an express method definitions of temperature of flash of oil products are given.
Key words: oil products, flash temperature, express method.
Одним из наиболее важных показателей нефтепродуктов является температура вспышки, которая определяет теплофизические свойства нефтепродуктов и характеризует их способность к воспламенению при нагреве.
Ранее было показано [1], что стандартные приборы различных типов по своему конструктивному исполнению устарели, вследствие чего определение температуры вспышки осуществляется в течение длительного времени (до 1,5 ч). Таким образом, существующие приборы не дают возможности оперативного определения вспышки на местах применения и эксплуатации масел и топлива.
Решение этой задачи может быть связано с уменьшением объема испытуемого нефтепродукта, что позволяет уменьшить время определения температуры вспышки. Кроме того, уменьшение объемов топлива, смазочных и моторных масел при проведении экспресс-диагностики обеспечит существенную экономию нефтепродуктов [2].
В этой связи были проведены экспериментальные исследования экспресс-метода определения температуры вспышки нефтепродуктов с помощью анализатора СИМ-5.
Для сокращения времени анализа и адаптации прибора по метрологическим характеристикам к требованиям технического регламента, анализатор подвергался модернизации. Модернизация заключалась в изменении объема
тигля анализатора, которое было достигнуто с помощью специально изготовленных горизонтальных и вертикальных вставок.
Материалом для изготовления вставок послужил алюминий, так как он обладает повышенной теплопроводностью.
Объем тигля без вставок составляет 100 мл, а схематическое изображение тигля с различными вариантами исполнения вставок и полученным объемом испытательного тигеля представлено на рис. 1.
Тигель без вставок 100 мл.
вставка 1 55 мл.
вставка 2 40 мл.
Вставка 3 20 мл.
Вставка 6 20 мл.
Вставка 4 40 мл.
Вставка 7 10 мл.
Вставка 5 25 мл.
Вставка 8 20 мл.
Вставка 9 Вставка 10 Вставка 11
15 мл. 10 мл. 5 мл.
Рис. 1. Варианты исполнения вставок и объем испытательного тигеля
Измерение температуры вспышки с помощью анализатора СИМ-5 производилось согласно национальным стандартам ГОСТ 4333-87 и ГОСТ 6356-75 «Методы определения температуры вспышки».
При исследованиях проводилось по 2 измерения температуры вспышки трансформаторного масла.
На рис. 2 приведена типичная зависимость температуры тигля при его нагреве и полученные при испытаниях значения температуры вспышки.
время мин
Рис. 2. Зависимость температуры от времени с вставкой 3 (и=60 В; Т1=136,5 °С; Т2=137,9 °С; Т3=139,4 °С; Тср=137,9 °С; Ускорость=15 °С /мин)
Кроме того, по результатам измерений была получена зависимость температуры вспышки от скорости нагрева нефтепродукта, представленная на рис. 3.
(0
р
(б
р е
148 146 144 142 140 138 136 134 132
7
9
15
Скорость изменения температуры, С/мин
Рис. 3. Зависимость температуры вспышки от скорости нагрева нефтепродукта
Из рисунка видно, что с увеличением скорости нагрева температура вспышки нефтепродукта уменьшается. Это связано с тем, что при большой скорости нагрева происходит интенсивное испарение вблизи нагреваемых стенок тигля, в то время как центральная часть нефтепродукта, где установлена измерительная термопара не успевает прогреться. Это приводит к заниженным значениям по температуре вспышки.
Таким образом, в результате проведенных исследований установлено, что уменьшение объема тигля мало влияет на значение температуры вспышки нефтепродукта. На значение температуры вспышки нефтепродукта оказывает влияние скорость изменения температуры нефтепродукта. Чем выше скорость изменения температуры нефтепродукта (скорость нагрева), тем меньше температура вспышки, в связи с чем при проведении испытаний необходимо контролировать скорость нагрева нефтепродукта.
Кроме того было установлено, что для создания метода экспресс-анализа наиболее оптимальной (с точки зрения времени проведения анализа) является вставка 3. При её использовании расход ГСМ уменьшился на 80 %.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Сравнительный анализ средств измерений показателей нефтепродуктов, применяемых для подтверждения технического регламента / Г. В.Шувалов, В. Н. Половинкин, И. В. Клековкин, М. Г. Клековкина, О. А. Ясырова // Научные проблемы транспорта Сибири и Дальнего Востока. - 2014. - № 3. - С. 119-123.
2 Шувалов Г. В. Перспективы создания метрологического комплекса для определения параметров судовых горюче-смазочных материалов // Научные проблемы транспорта Сибири и Дальнего Востока. - 2012. - № 1. - С. 306-309.
© Г. В. Шувалов, И. В. Минин, О. В. Минин, И. В. Клековкин, М. Г. Клековкина, О. А. Ясырова, Е. А. Костенко, 2015
