CC BY
117
РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ ПРИБОРА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ВСПЫШКИ НЕФТЕПРОДУКТОВ
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
Валерий Николаевич Половинкин
ФГУП ГНЦ «ЦНИИ имени академика А. Н. Крылова», 196158, Россия, г. Санкт-Петербург, Московское шоссе, 44, доктор технических наук, профессор, референт научного руководителя - директора, тел. (812)328-90-41
Игорь Владиленович Минин
Сибирская государственная геодезическая академия, 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
Сибирская государственная геодезическая академия, 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
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
Ольга Александровна Ясырова
Омский институт водного транспорта ФГБОУ ВПО «НГАВТ», Россия, г. Омск, ул. Ивана Алексеева, 2, доцент кафедры физики, тел. (3812)31-89-29, e-mail: 300520@mail.ru
В статье приведены результаты работ по созданию прибора для определения температуры вспышки нефтепродуктов, его описание и технические характеристики.
Ключевые слова: нефтепродукты, температура вспышки, прибор.
DEVELOPMENT AND DEVICE RESEARCH FOR DETERMINATION OF TEMPERATURE OF FLASH OF OIL PRODUCTS
Gennady V. Shuvalov
Federal State Unitary Enterprise SNIIM, 630004, Russia, Novosibirsk, 4 Dimitrov Ave., Cand. Tech. Sci. of sciences, acting director, tel. (383)210-17-26, e-mail: shuvalov@sniim.ru
Valery N. Polovinkin
Federal State Unitary Enterprise GNTs «Central research institute of a name of the academician A. N. Krylov», 196158, Russia, St. Petersburg, 44 Moskovskoye Highway, the Dr.Sci.Tech., professor, the assistant of the research supervisor - the director, tel. (383)210-17-26
Igor V. Minin
Siberian State Academy of Geodesy, 630108, Russia, Novosibirsk, 10 Plakhotny St., Ph.D., Prof. of Department Metrology and Technology of Optical Production chair, tel. (383)361-07-45, email: prof.minin@gmail.com
Oleg V. Minin
Siberian State Academy of Geodesy, 630108, Russia, Novosibirsk, 10 Plakhotny St., Dr.Sci.Tech., professor of Metrology and Technology of Optical Production chair, 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
Olga A. Yasyrova
Omsk institute FGBOU VPO «NGAVT's» water transport, 644099, Russia, Omsk, 2 Ivan Alekseev St., associate professor of physics, tel. (3812)31-89-29, e-mail: 300520@mail.ru
Results of works on device creation are given in article for determination of temperature of flash of oil products, its description and technical characteristics.
Key words: oil products, flash temperature, device.
Одним из основных показателей качества нефтепродуктов является значение температуры вспышки. Технический регламент «О требованиях к автомобильному и авиационному бензину, дизельному и судовому топливу, топливу для реактивных двигателей и топочному мазуту» предъявляет обязательные требования к качеству отечественных судовых топлив в виде двух показателей: содержание серы и температура вспышки. Содержание серы характеризует экологические показатели топлива, а температура вспышки определяет теплофизические свойства нефтепродуктов и характеризует их способность к воспламенению при нагреве, а также их пожароопасные свойства.
Нормативная база, регламентирующая вопросы метрологического обеспечения учета нефтепродуктов, в основном сложилась в 70 - 80 годах прошлого века и морально устарела, в связи с чем, в настоящее время она активно обновляется. Принципиально она может быть существенно модернизирована только с принятием проекта Технического регламента «О требованиях к средствам измерений показателей нефти и нефтепродуктов», устанавливающего метрологические и технические требования к средствам и методам измерений показателей нефтепродуктов. Показатели точности измерений температуры вспышки в дизельном и судовом топливе согласно Технического регламента не должна превышать значений, указанных в табл. 1.
В связи с важностью показателя температура вспышки для его практического определения существует ряд приборов отечественного и зарубежного производства. Данные о некоторых приборах для определения температуры вспышки нефтепродуктов приведены в табл. 2.
Показатели точности измерения температуры вспышки
Температура вспышки Сходимость Воспроизводимость
До 104 2 4
Свыше 104 5 8
Таблица 2
Приборы для определения температуры вспышки нефтепродуктов
1 Анализатор АК-5Д Россия ГОСТ 6356-75 Определение температуры вспышки до 300 °С
2 Аппарат ТВЗ-ЛТ Россия ГОСТ 6356-75 Температура вспышки ,°С (30 - 360)
3 Аппарат ТВЗ-1М Россия ГОСТ 6356-75 Диапазон рабочих температур,°С (30 - 360)
4 Аппарат ТВЗ-ЛАБ-01 Россия ГОСТ 6356-75 Диапазон рабочих температур, °С (35-350)
5 Анализатор СИМ-5Д Россия ГОСТ 6356-75 Определение температуры вспышки до 300°С
6 Прибор ВСПЫШКА-А Россия ГОСТ 4333 и ГОСТ 6356-75 Температур вспышки в закрытом тигле,°С (30260)
Анализ технических характеристик и конструктивного исполнения приборов для определения температуры вспышки показывает, что в настоящее время нет единых принципов их конструирования. Это связано с отсутствием методологии расчета приборов для определения температуры вспышки [1].
В этой связи при проведении испытаний по определению температуры вспышки нефтепродуктов возникла необходимость установить стабильность определения этого показателя в зависимости от числа испытаний, проводимом на одном и том же образце. Для этого проводили многократные измерения по определению температуры вспышки трансформаторного масла и динамики его испарения в зависимости от количества измерений. Нагрев нефтепродукта осуществлялся со скоростью (6 - 8)°С/мин при подводимом напряжении на тигле - 150 В.
Результаты этих экспериментов представлены в табл. 3.
Из таблицы видно, что температура вспышки трансформаторного масла при проведении 10 последовательных испытаний на одной и той же пробе незначительно меняется (в пределах 2-3 °С). Это означает, что двухкратное испытание, необходимое для получения результата измерения температуры вспышки, можно проводить на одной пробе. Это особенно актуально в
условиях, когда имеется незначительное количество нефтепродукта при проведении измерений.
Таблица 3
Температура вспышки трансформаторного масла и динамики его испарения в зависимости от количества измерений
Номер измерения Т ° Г' 1 всп1, С Твсп2, °С Твсп.ср, °С т * Ь , мм
1 153,1 154 153,5 22,3
2 153,8 154,4 154,1 22,6
3 153,5 154,5 154 22,8
4 154,3 155 154,6 23,0
5 154,9 155,7 155,3 23,1
6 156,1 156,8 156,4 23,2
7 156,4 157,3 156,8 23,3
8 155,5 156,8 156,1 23,4
9 155,7 156,8 156,2 23,5
10 154,9 156 155,4 23,6
*Ь - расстояние от верхнего края тигля до нефтепродукта, перед началом испытания равно (22,3±0,1) мм
Кроме того, ранее [2] было показано, что уменьшение объема моторного масла и площади поверхности испарения при испытаниях не влияет на значения температуры вспышки
С учетом данных этих исследований разработана конструкция прибора для определения температуры вспышки нефтепродуктов СИМ-5 [3]. Прибор предназначен для определения температуры вспышки дизельного топлива, моторных и автотракторных масел экспресс-методом и может применяться при оперативном контроле их качества.
Технические характеристики прибора:
1 Диапазон измерений температуры вспышки дизельного топлива анализатором СИМ-5Д - от 17 до 350 °С
2 Предел допускаемой абсолютной погрешности измерения температуры вспышки ± 5 °С
3 Время измерения температуры вспышки образца не более 1 часа
4 Габаритные размеры, мм, не более - 280х160х240
5 Масса анализатора не более 6,5 кг.
Принцип действия анализатора основан на нагревании контролируемого нефтепродукта электронагревателем, периодическом поджигании паров нефтепродукта и измерение температуры, при которой происходит вспышка.
Функциональная схема анализатора приведена на рис. 1.
В состав функциональной схемы входят нагревательный блок 1, блок электроники и управления 2.
Сверху в нагревательный блок вставляется тигель с испытываемым ГСМ. Нагрев жидкости в тигле осуществляется с помощью электронагревателя (Эл.Н). Для поджига паров нефтепродукта служит газовая горелка с регулятором расхода газа, газ в которую поступает из газового баллона (Г.Б.). Температура образца испытуемого ГСМ снимается измерительной термопарой (ДТ) и отображается на цифровом индикаторе (ТРМ).
Рис. 1. Схема электрическая функциональная
Управление перемещением поворотного устройства с газовой горелкой над тиглем осуществляется с помощью таймера и электродвигателя (ЭД1), вращающего вилку привода крышки.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Экономия горючесмазочных материалов при работе двигателей внутреннего сгорания / А. В. Бондарев, И. С. Новиков [и др.] // Сибирский научный вестник / Вып. VI. - Новосибирск: Новосиб. гос. акад. вод. трансп., 2003. - С. 49-52.
2. Анализатор температуры вспышки нефтепродуктов / М. А. Мишагин, А. В. Бондарев [и др.] // 2-я междун. науч.-техн. конф., 8-11 сентября 2004 «Энергетика, экология, энергосбережение, транспорт»: Часть 2 / Под ред. В. П. Горелова, Н. Н. Лизалека, В. В. Охотниковой. - Тобольск: Новосиб. гос. акад. вод. трансп., 2004. - С. 153155.
3. Приборы экспресс-анализа диэлектрических жидкостей / В. П. Горелов, А. В. Бондарев [и др.] // Физика. - 2004. - Т. 47. - № 11. - С. 200-202.
© Г. В. Шувалов, В. Н. Половинкин, И. В. Минин, О. В. Минин, И. В. Клековкин, О. А. Ясырова, 2014
