CC BY
44
Kravtsova Ekaterina Gennadievna, Senior Teacher, rina_986 @,mail.ru, Russia, Krasnoyarsk, Siberian Federal University, Institute of Oil and Gas,
Bezborodov YUri Nikolaevich, doctor of technical sciences, Labsm@mail. ru, Russia, Krasnoyarsk, Siberian Federal University, Institute of Oil and Gas,
Lysaya Mariya Aleksandrovna, postgraduate, Labsm@mail. ru, Russia, Krasnoyarsk, Siberian Federal University, Institute of Oil and Gas
УДК 621.892.1
МЕТОД КОНТРОЛЯ ВЛИЯНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ НА ПРОЦЕССЫ ОКИСЛЕНИЯ ЧАСТИЧНО-СИНТЕТИЧЕСКИХ МОТОРНЫХ
МАСЕЛ
Б.И. Ковальский, Е.Г. Кравцова, Ю.Н. Безбородов, М.С. Лысая
Представлены результаты исследования влияния температуры на процессы окисления частично-синтетического моторного масла с применением фотометрического метода. Установлено два вида продуктов окисления, различающиеся оптическими свойствами. Предложен критерий термоокислительной стабильности, учитывающий количество поглощенной тепловой энергии продуктами окисления и испарения. Установлена экспоненциальная зависимость скорости окисления от температуры термостатирования.
Ключевые слова: коэффициент поглощения светового потока, термоокислительная стабильность, испаряемость, скорость процесса окисления, потенциальный ресурс, продукты окисления.
Ранее были приведены результаты исследования термоокислительной стабильности минерального моторного масла МоЬіІ 10’^40 БО/СС в диапазоне температур от 170 до 200 °С. В данной работе изложены результаты исследования частично-синтетического моторного масла МоЬіІ 10’^ 40 БІ/СИ. Масло является универсальным и всесезонным. Методика исследования аналогична той, которая применялась при испытании минерального масла, что позволяет выявить влияние базовой основы и группы эксплуатационных свойств на процессы окисления.
На рис.1 представлены зависимости коэффициента поглощения светового потока КП от времени и температуры окисления частичносинтетического моторного масла. В температурном интервале от 170 до 200 °С зависимости имеют изгиб, что подтверждает образование при окислении двух продуктов окисления, различающимися оптической плотно-
69
стью. Каждый из участков зависимости до и после изгиба описываются линейными уравнениями, характеризующими процессы образования первичных и вторичных продуктов окисления.
Общий вид уравнения, характеризующего процесс окисления масла при температурах от 170 до 200 °С в областях образования первичных и вторичных продуктов окисления имеет вид
^п — а(Х ~ Ьц), (1)
где а - скорость процесса окисления при заданной температуре, с- ; ? - время испытания, час; tн - время начала образования первичных и вторичных продуктов окисления.
Рис. 1. Зависимости коэффициента поглощения светового потока КП (а) от времени и температуры окисления частично синтетического моторного масла Mobil 10W-40 SJ/CH: 1 - 200 °С; 2 - 190 °С; 3 -180 °С; 4 -170 °С
Уравнения регрессии процесса окисления при температурах имеют
вид:
в области образования первичных продуктов
при 200 °С Кп =0,08(t-0,5); 190 °С Кп =0,067(t-1);
при 180 °С Кп =0,04(t-1); 170°С Кп =0,0029(t-1,5); (2)
в области образования вторичных продуктов:
при 200 °С Кп =0,07(t-1,5); 190 °С Кп =0,08(t-2);
при 180 °С Кп =0,457(t-2); 170 °С Кп =0,0333(t-3). (3)
Коэффициент корреляции составил 0,995.. .0,99.
Показано, что как области образования первичных, так и в области образования вторичных продуктов с понижением температуры окисления скорость процесса окисления замедляется, а, значит, потенциальный ресурс увеличивается. Согласно данным (рис. 2) скорость процесса окисле-
ния УКп увеличивается по экспоненте с увеличением температуры испытания и описывается уравнением
Укп = а - еКТ. (4)
Р,Ч
Рис. 2. Зависимости потенциального ресурса от температуры окисления частично-синтетического моторного масла ИоЬИ 10W-40 81/СН:
1 - область образования первичных продуктов (КП =0,2 ед.);
2- область образования вторичных продуктов (КП =0,8 ед.)
Зависимости потенциального ресурса в области образования первичных продуктов окисления при коэффициенте КП =0,2 ед. (кривая1) описывается регрессионным уравнением
Р± = 2,2 • 104 • е-°'04Г, (5)
а в области образования вторичных продуктов при коэффициенте КП
=0,8 ед. - уравнением
Р2 = 12 • 104 • е-°,°35Т. (6)
Коэффициент корреляции соответственно равен 0,99 и 0,97. Зависимости скорости процессов окисления в областях образования первичных и вторичных продуктов представлены на рис. 3. Показано, что с увеличением температуры термостатирования скорость окисления увеличивается и описывается регрессионным уравнением:
в области образования первичных продуктов окисления при коэффициенте КП =0,2 ед.
УКП1 = 6,88 • 10-5 • е°,°36Т, (7)
а в области образования вторичных продуктов при коэффициенте КП =0,8
ед.
уКп2 = 4,3 • 10~5 • е°,°4Т. (8)
Коэффициент корреляции равен 0,97.
___і_____і_____і______і_____і______і_____і г°с
170 180 190 200
Рис. 3. Зависимость скорости окисления частично-синтетического масла МоЬіІ 10Ж-40 83/СН от температуры испытания:
1 - область первичных продуктов окисления (КП = 0,2 ед.);
2 - область вторичных продуктов окисления (КП =0,8 ед.)
Летучесть частично-синтетического масла увеличивается с повышением температуры термостатирования (рис. 4). Так, 10 граммов масла испаряется при температурах: 200 °С за 6 часов; 190 °С - за 10,5 часов; 180 °С - 19,5 часов и 170 °С за 30,5 часов.
Согласно данным (рис. 4) видно, что при температурах окисления 200 и 190 °С зависимости 0=/(і) имеют линейный характер, а с уменьшением температуры - экспоненциальный, поэтому температуры 200 и 190 °С являются для этого масла высокими.
Рис. 4. Зависимости летучести от времени и температуры окисления частично-синтетического масла МоЬіІ 10Ж-40 83/СН: 1 - 200 °С;
2 -190 °С; 3 -180 °С; 4 -170 °С
Регрессионное уравнение зависимости летучести от температуры окисления после 10 часов испытания имеет вид
С = 0,001 • е°’046Т. (9)
Коэффициент корреляции 0,95.
На рис. 5 представлены зависимости коэффициента термоокислительной стабильности от времени и температуры окисления, которые имеют изгиб. Участки зависимости до точки изгиба определяют область образования первичных продуктов окисления, а после изгиба - область образования вторичных продуктов.
____I____I___I____I___I____I____lJ°C
170 180 190 200
Рис. 5. Зависимость летучести от температуры окисления частично-синтетического моторного масла Mobil 10W-40 SJ/CH
(время окисления 10 часов)
Независимо от температуры окисления данные участки описываются линейными уравнениями. Для области образования первичных продуктов уравнения имеют вид:
при 200 °С Етос=0,081; 190 °С ЕТОс=0,067(1-0,5);
при 180 °С Етос=0,05(М); 170 °С ЕТОс=0,033(М,5). (10)
Для области образования вторичных продуктов уравнения имеют
вид:
при 200 °С ЕТОс=0,123(М,5); 190 °С ЕТОс=0,089(М,5); при 180 °С ЕТОс=0,048(М); 170 °С ЕТОс=0,036(1-2,5). (11)
Поскольку скорость окисления зависит от температуры термостати-рования, то потенциальный ресурс также определяется температурой (рис. 6, б). Установлено, что в диапазоне температур от 170 до 190°С потенциальный ресурс уменьшается по линейной зависимости.
Регрессионное уравнение потенциального ресурса от температуры окисления имеет вид
Р = 2,9 • 104 • е-°'04Т (12)
Коэффициент корреляции 0,99.
Скорость процессов окисления в областях образования первичных и вторичных продуктов окисления определена по уравнениям (10) и (11), а
ее зависимость от температуры представлена на рис. 7. Установлено, что в области образования первичных продуктов окисления скорость изменения коэффициента ЕТОС с увеличением температуры изменяется по линейной зависимости
Утос£ = а(т - Тн), (13)
где а - коэффициент, характеризующий суммарную скорость окисления и испарения от температуры окисления, Т/ч^°С; Т - температура окисления; ТН - температура начала окисления и испарения.
Еіос
а 1
10 20 SQ
Рис. б. Зависимости коэффициента термоокислительной стабильности ЕТОС (а) и потенциального ресурса Р (б) от времени и температуры испытания частично-синтетического моторного масла Mobil 10W-40 SJ/CH: 1 - 200 °С; 2 -190 °С; 3 - 1S0 °С; 4 -170 °С
*тос
Рис. 7. Зависимости скорости изменения коэффициента термоокислительной стабильности от температуры испытания частично синтетического моторного масла МоЬіІ 10Ж-40 83/СН:
1 - при образовании первичных продуктов окисления (КП =0,2 ед.);
2 - при образовании вторичных продуктов окисления (КП =0,8 ед.)
Регрессионное уравнение зависимости УТОС=/(Т) в области образования первичных продуктов имеет вид
VTQCt = 0,0016(7 - 150).
В области образования вторичных продуктов зависимость УТОС=/(Т) описывается кусочно-линейной функцией в температурной области до 180 °С
уТОС = 0,0016(Т - 150).
Коэффициенты 150 и 167 определяют соответственно температуры начала образования первичных и вторичных продуктов окисления.
Выводы
1. На основании проведенных исследований с применением фотометрического метода оценки процессов окисления частично-синтетического моторного масла установлены два вида продуктов окисления, различающихся оптическими свойствами и вызывающих изгиб зависимостей коэффициентов поглощения светового потока и термоокислительной стабильности от времени окисления.
2. Потенциальный ресурс частично-синтетического моторного масла с увеличением температуры окисления уменьшается по экспоненте.
3. Летучесть частично-синтетического мала в диапазоне температур от 170 до 200 °С увеличивается по экспоненте.
4. Зависимости коэффициента термоокислительной стабильности от времени окисления описываются линейными уравнениями в области образования первичных и вторичных продуктов окисления, скорости изменения данного коэффициента с увеличением температуры окисления в области образования первичных продуктов описываются линейным уравнением, а в области образования вторичных продуктов - кусочно-линейной функцией.
Ковальский Болеслав Иванович, д-р техн. наук, проф., Labsm@,mail.ru, Россия, Красноярск, Сибирский федеральный университет, Институт нефти и газа,
Кравцова Екатерина Геннадьевна, ст. преподаватель, rina 9H6@mia.il.ru, Россия, Красноярск, Сибирский федеральный университет, Институт нефти и газа,
Безбородов Юрий Николаевич, д-р техн. наук, проф., Iathsm a mail.ru, Россия, Красноярск, Сибирский федеральный университет, Институт нефти и газа,
Лысая Мария Александровна, аспирант, Labsm@,mail. ru, Россия, Красноярск, Сибирский федеральный университет, Институт нефти и газа
METHOD FOR CONTROLLING THE TEMPERATURE EFFECT ON OXIDATION PROCESS MOTOR OILS OF VARIOUS BASIC FUNDAMENTALS
B.I. Kowalski, E.G. Kravtsovа, YU.N. Bezborodov, M.A. Lysaya
The results of investigation of temperature influence on the processes of oxidation partially-synthetic motor oil with the use of a photometric method are presented. Two types of products of oxidation, differing optical properties are established. The criterion of thermal-oxidative stability, taking into account the amount of absorbed heat energy products of oxidation and evaporation is proposed. Exponential dependence rate of oxidation temperature thermostat is obtained.
Key words: absorption coefficient of luminous flux, thermal-oxidative stability, evaporation, oxidation process speed, a potential resource, oxidation products.
Kowalski Boleslav Ivanovich, doctor of technical sciences, Labsm@,mail.ru, Russia, Krasnoyarsk, Siberian Federal University, Institute of Oil and Gas,
Kravtsova Ekaterina Gennadievna, Senior Teacher, rina_986 @,mail.ru, Russia, Krasnoyarsk, Siberian Federal University, Institute of Oil and Gas,
Bezborodov YUri Nikolaevich, doctor of technical sciences, Labsm@,mail. ru, Russia, Krasnoyarsk, Siberian Federal University, Institute of Oil and Gas,
Lysaya Mariya Aleksandrovna, postgraduate, Labsm@,mail.ru, Russia, Krasnoyarsk, Siberian Federal University, Institute of Oil and Gas
УДК 621.646.98
АНАЛИЗ ВЕСОВОГО ВЛИЯНИЯ ФАКТОРОВ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИХ СОГЛАСОВАННОСТЬ СИСТЕМ «ЭЛЕКТРОПРИВОД - ЗАПОРНАЯ АРМАТУРА»
Е.В. Плахотникова
Приводится анализ основных факторов, влияющих на рассогласование силовых характеристик систем «электропривод - запорная арматура» с точки зрения из значимости и дальнейшей оптимизации, что позволит минимизировать влияние электродинамических нагрузок при функциональном совмещении электропривода и запорной арматуры.
Ключевые слова: электропривод, запорная арматура, согласованность электродинамических систем, совместимость, качество.
Исследование вопросов отклонения фактических и расчетных значений силовых характеристик (усилий и крутящих моментов) при функциональном совмещении электропривода и запорной арматуры в рамках единой электродинамической системы позволило выделить ряд факторов, оказывающих существенное влияние на рассогласование систем рассмат-
