Что такое температура вспышки масла

Температура возгорания моторного масла

В оборудовании, автомобильном моторе в качестве смазки используется масло. Температурные показатели жидкости заметно влияют на проявляемые свойства. Но наиболее опасно превышение тепловых характеристик.

Какие же значения считаются нормой? Чем угрожает вспышка и воспламенение субстанции? Как действовать в таких ситуациях?

  1. Оптимальная температура моторного масла
  2. Вспышка и воспламенение индустриального масла
  3. Определение
  4. Причины
  5. Признаки
  6. Опасность
  7. Что делать при возгорании моторного масла

Оптимальная температура моторного масла

Используемые в промышленности группы материалов, предназначенные для смазывания гидравлических передач, оборудования, измерительной аппаратуры, станков, имеет разнообразный режим эксплуатации.

Как правило, рабочая температура находится в диапазоне 40–60 °C. Но с развитием технологий все чаще стали появляться механизмы с повышенным уровнем нагрузок, требованиями к стойкости масла к окислению в течение нескольких тысяч часов эксплуатации, функциональным режимом до 100 °C.

Рабочая температура материала зависит от его вязкости. Чем выше ее уровень, тем при больших тепловых нагрузках будут сохраняться эксплуатационные свойства индустриального масла.

Нормирование параметров для мало- и средневязкого материала производится при температуре 50 °C, а тяжелого (высоковязкого) – при 100 °C.

Рабочий диапазон эксплуатации масла ограничивается двумя величинами. Нижнее значение – это температура застывания, а верхнее – воспламенения паров.

Для механизмов опасна любая крайность, а при достижении больших тепловых показателей появляется угроза загорания мотора.

Вспышка и воспламенение индустриального масла

Эти два параметра относятся к высокотемпературным критическим точкам эксплуатации.

Определение

При повышении температуры материала начинается его испарение с образованием газовой смеси над поверхностью. Если к возникшему облаку поднести источник открытого огня, произойдет быстрогаснущая вспышка, которая не приведет к возгоранию масла.

Наименьшая температура, при которой происходит описанный процесс, называется температурой вспышки вещества.

Если продолжать нагрев материала, то в определенный момент загорится само масло, причем огонь продержится в течение пяти секунд и дольше. В этот момент фиксируется температура возгорания масла.

Причины

Во-первых, тепловые параметры вещества могут изменяться в течение его эксплуатации. Во время использования смазки происходят процессы окисления, внутренние химические реакции. Образуются смеси с лаками, красками, появляются нагар, вкрапления мелких частиц, образующихся при трении деталей мотора.

Данные процессы ускоряются при работе агрегата в условиях повышенных температур, самовоспламенении.

Во-вторых, при возникновении подтекания горючего, например, в автомобильном двигателе. Бензин или дизельное топливо имеют более низкие тепловые показатели вспышки. Смешиваясь со смазкой, они понижают значения температуры возгорания моторного масла.

Для жидких веществ наиболее часто устанавливают и используют показатели вспышки. Есть два метода определения ее температуры в открытой емкости (Кливленда) и закрытом тигле (Пенкси-Мартенса). Эти два способа дают приблизительно одинаковые значения, погрешность составляет не более 20 °C.

Для топлива температуру вспышки определяют в закрытом тигле в соответствии с ГОСТ 6356-75, тогда как для моторных масел применяют метод Кливленда (открытый).

Рассмотрим значения тепловых показателей для некоторых жидкостей.

Из таблицы видно, что тепловые показатели топлива заметно ниже, чем у веществ, применяющихся для смазки двигателей.

Для масел, применяемых в процессе приготовления пищи, используется показатель «точка дымления». Это температура, при которой субстанция начинает разлагаться и терять свойства.

Например, подсолнечное нерафинированное масло становится непригодным для употребления уже при 107 °C. А самую высокую тепловую обработку допускается проводить с использованием топленого масла (гхи). Оно сохраняет характеристики до 252 градусов Цельсия.

Признаки

Основанием для того, чтобы заподозрить критическое повышение температуры в двигателе, могут стать:

  • показания приборов, которые монтируются в автомобилях и на некотором промышленном оборудовании: если стрелка термостата приближается к красной зоне, необходимо принять меры для охлаждения механизма;
  • характерный звук закипания смазки или хлопо́к при вспышке;
  • появление дыма вокруг оборудования или из-под капота машины;
  • выхлопы автомобиля черного цвета.

При возникновении одного или нескольких признаков перегрева мотора стоит немедленно приступить к устранению появившейся проблемы.

Опасность

При перекаливании снижается вязкость смазывающего состава.

Это, в свою очередь, приводит к:

  • уменьшению зазора между деталями механизма;
  • ускорению процессов окисления, вступлению состава в химические реакции, старению масла;
  • появлению нагаров, отложений, способных спровоцировать детонационный взрыв двигателя;
  • образованию пленки, которая запекается на внутренних поверхностях;
  • вспышке и возгоранию механизма, который может уничтожить оборудование или автомобиль за считаные минуты.

Что делать при возгорании моторного масла

Если все-таки первые признаки перегрева оборудования были проигнорированы, и начался процесс горения, то прежде всего надо вызвать бригаду МЧС. Затем остановить работу механизма, по возможности его обесточить и приступить к тушению пламени.

Гасить огонь, возникший в масляной среде, водой нельзя. Вода тяжелее масла и не растворяет его, а опускается ниже, начинает испаряться и затруднять мероприятия по ликвидации пожара. Лучше всего использовать углекислотный или порошковый огнетушитель, который перекроет доступ воздуха к пламени и остановит реакцию окисления.

Чтобы не допустить возгорания моторного масла, надо постоянно контролировать температурный режим работы агрегатов, заботиться об охлаждении нагревающихся механизмов и своевременно производить замену смазочного материала.

Температура вспышки моторного масла

Температура вспышки моторного масла в последние годы, среди автомобилистов нашей страны, стала серьезной проблемой. Особенно это касается весеннее-летнего периода, когда наличие высоких положительных температур провоцируют повышение температуры внутри корпуса автомотора.

Оптимальные параметры температуры масла

В процессе работы автомотора в его корпусе создается повышенное давление и достаточно высокая температура, которые негативно влияют на основные детали. Для борьбы с этими негативными нагрузками в силовой агрегат заливается масло, которое должно поддерживать оптимальный температурный режим внутри агрегата. Согласно данных справочной литературы нормальная температура смазывающего материала должна составлять 90-105 градусов. Даже незначительное отклонение может существенно влиять на нормальную работу силового агрегата.

Особо серьезно обстоит дело с превышение данного порога, когда появляется риск закипания масла. Вероятность вспышки вышеупомянутого материала напрямую зависит от наличия определенных присадок и колеблется в диапазоне от 180 до 195 градусов. Процесс закипания сопровождается возникновением пузыристых образований и увеличения испаряемости.

Все виды смазочного материала характеризует один главный параметр – температура вспышки масла. В справочниках указывается что вспышка возможна при +230-240 градусов, но со слов бывалых автомобилистов такая ситуация может возникнуть уже с +150 градусов и напрямую связана с объемом накопившихся паров.

Основные признаки вспышки масла

Согласно наблюдений опытных автомобилистов имеется четыре главных признака вспышки смазочного материала:

  1. Резкое изменение показаний термостата. В каждом автомобиле установлен специальный индикатор отслеживающий уровень нагретости смазочного материала. При нормально прогретом двигателе стрелка прибора указывает на среднее значение. Если стрелка начинает приближаться к красной границе, то это говорит что возникла проблема с темлообменом масла.
  2. Характерный звук кипения. При закипании смазки и последующей вспышке автомобилист может услышать характерный звук.
  3. Появление дыма. Если из подкапотного пространства пошел дым то, скорее всего, произошло закипание и вспышка смазывающей жидкости.
  4. Появление черного дыма из выхлопной трубы. Этот признак говорит о том, что проблеме с чрезмерной температурой смазки вышел на непредсказуемый уровень.

Что предпринять, когда закипела смазка

  1. Немедленно заглушит автомотор.
  2. Свести до минимума объем нагрузок на силовой агрегат путем снижения оборотов.
  3. Включить работу автомобильной печи на максимально возможный обдув, что позволит эффективно и быстро вывести из рабочей части автомотора перегретый воздух.
  4. Если есть такая возможность, то желательно проехаться по дороге с накатом для быстрого охлаждения моторного отсека.
  5. После полной остановки автомобиля нужно подождать не менее 5 минут и только после этого заглушить двигатель.

Причины возникновения данной проблемы

1. Главной причиной данной проблемы является низкое качество применяемого смазочного материала. Если в погоне за более дешевым маслом через некоторое время возникают проблемы с системой смазки авто, то в этом не нечего неожиданного. Ведь низкокачественное масло не может справиться с регулярными скачками уровня температуры внутри агрегата, тем самым провоцируя его на испарение и возгорание.
2. К сожалению такая ситуация может возникать и при использовании качественного материала после его старения.
3. Возникновение проблемы в системе охлаждения, таких как поломка насоса, неисправность гидромуфты вентилятора.

Читайте также  Что в приоритете знак или разметка

В чем опасность высокой температуры смазывающего вещества

  • Если вышеупомянутый показатель превысил показатель + 105 градусов, то будет гарантированно происходить снижение вязкости, что вызовет уничтожение защитного слоя и перегрев рабочих деталей двигателя.
  • Такие негативные процессы спровоцируют снижение теплового зазора между деталями.
  • Кроме этого повышенный температурный режим негативно будет воздействовать на качество смазки, вызывая ее окисление и ускоренное старение.
  • Возгорание в моторе некачественной смазки будет сопровождаться накоплением различных отложений, которые могут спровоцировать детонационный взрыв.
  • Благодаря процессу окисления в силовом агрегате формируется масляная пленка, которая под действием высокой температуры запекается на поверхности основных деталей смазочной системы.
  • При вспышке моторного масла может возникнуть пожар, который за считанные минуты может уничтожить весь автомобиль в целом.

Подведение итогов

Температура вспышки моторного масла является достаточно негативным явлением и напрямую зависит от температуры смазывающей жидкости. Повышение температурного режима смазочного материала в основном зависит от его качества и правильности функционирования смазочной системы в целом. При обнаружении характерных признаков данной проблемы необходимо немедленно преступить к устранению поломки. Желательно доверить решение этой проблемы специалистам и обратится за помощью в ближайшую СТО.

Все о характеристиках моторных масел

Характеристики моторных масел регламентируют стандарты международного уровня.

Содержание

  • 1. Вязкость моторного масла
  • 2. Индекс вязкости
  • 3. Температура застывания
  • 4. Температура вспышки
  • 5. Щелочное число (Total Base Number, TBN)
  • 6. Зольность
  • 7. Стандарты и спецификации
  • 7.1. SAE J300
  • 7.2. API
  • 7.3. ILSAC

Вязкость моторного масла

Характеристика определяет способность жидкого материала сопротивляться течению за счет внутреннего трения. Значение рассчитывают при разных условиях, поэтому различают два ее типа:

  • кинематическая вязкость показывает способность материала сопротивляться течению под действием силы тяжести. Измеряется в стоксах (Ст) или в квадратных миллиметрах в секунду (мм 2 /с). Чаще всего характеристику определяют для температур 40 и 100 °С;
  • динамическая вязкость определяет отношение силы к скорости сдвига. Характеристика показывает способность моторного масла к течению при разных температурах, измеряется в сантипуазах (Сп) или в (Н·с/см 2 ).

Индекс вязкости

Вязкость смазочных материалов меняется обратно пропорционально температуре. При нагревании масла показатель снижается, а при охлаждении – увеличивается. В продуктах разных марок изменение характеристики происходит с различной скоростью. Для измерения динамики существует специальное понятие – индекс вязкости. Чем выше его значение, тем меньше вязкостные свойства материала зависят от температуры. Продукты с большим индексом обеспечивают надежную защиту двигателя в разных климатических условиях. Масла с низким значением показателя эксплуатируются в узком диапазоне температур, так как при нагревании материалы утрачивают смазывающую способность, а при охлаждении быстро густеют.

Температура застывания

Показатель определяют в момент увеличения вязкости масла вплоть до потери текучести. В лабораторных условиях температурой застывания считают нижний предел, при котором жидкость в пробирке под наклоном 45 градусов не стекает в течение 1 минуты и остается неподвижной. Низкотемпературные характеристики масла напрямую зависят от состава, от качества компонентов. В продуктах переработки нефти вязкость возрастает при кристаллизации парафинов нормального строения. Поэтому основа проходит тщательную очистку или химическую модификацию для разветвления структуры компонентов и снижения температуры застывания. Синтетические масла имеют более однородный и прогнозируемый состав, что снижает порог кристаллизации и обеспечивает материалу стабильные свойства на морозе.

Температура вспышки

Величина этой характеристики зависит от вида и количества легколетучих фракций в составе масла. Температура вспышки косвенно указывает на потери масла на угар, испарение через вентиляционную систему картера. Параметр также позволяет оценить риск самопроизвольного воспламенения или взрыва материала при экстремальном нагревании.

Щелочное число (Total Base Number, TBN)

Общая щелочность моторного масла зависит от характеристик диспергирующих и моющих присадок, от антиокислительных свойств материала. Параметр указывает на стойкость продукта к окислению при высоких температурах и давлении в присутствии химически активных сред. От щелочного числа также зависит скорость образования отложений, величина межсервисного интервала. Характеристика определяется в (мг КОН/г). Значения щелочного числа варьируются в широком диапазоне. Выбор зависит от типа топлива, а точнее, от содержания серы, которая является главным окисляющим агентом. Например, в двигателях, работающих на мазуте, требуется высокая степень защиты, поэтому выбирают масло с показателем щелочности до 40 мг КОН/г. Моторы легковых авто работают с материалами 7–15 мг КОН/г.

Зольность

Сульфатная зола образуется при сгорании смазочного материала. Базовые масла очищаются и являются практически беззольными, но присадки вносят в состав нежелательные примеси, такие как магний, кальций, фосфор, цинк и другие. В процессе сгорания веществ на поверхности деталей двигателя образуются отложения, которые способствуют преждевременному воспламенению топливной смеси, то есть повышают детонацию. Зола также загрязняет каталитические нейтрализаторы выхлопных газов, сажевые фильтры. Соответственно, чем ниже показатель, тем меньше отложений на деталях.

Стандарты и спецификации

SAE J300

Классификация вязкостно-температурных свойств смазывающих материалов SAE J300 разработана американским обществом автомобильных инженеров Society of Automotive Engineers. Система делит масла на два типа: летние и зимние (маркировка W – winter). Для материалов, предназначенных для эксплуатации при низких температурах, дополнительно регламентируют предел прокачиваемости (тест MRV – Mini Rotary Viscometer) и проворачиваемости (CCS – Cold Cranking Simulator) коленвала. Для летних сортов определяют прочность на сдвиг при экстремальном нагревании (тест HTHS – High Temperature High Shear Rate). Класс вязкости по SAE J300 указывает на диапазон температур эксплуатации конкретной марки моторного масла. Обозначение всесезонных сортов сочетает два показателя: зимний и летний. Например, 5W-40.

Классы вязкости зимних моторных масел SAE J300

Низкотемпературная вязкость

Высокотемпературная вязкость

CCS, МПа-с. Max, при темп.,°С

MRV, МПа-с, Max, при темп.,°С

Кинематическая вязкость, мм 2 /с при 100 °С

HTHS, МПа-с. Min при 150 °С и 10 Л 6 с-1,

Классы вязкости летних моторных масел SAE J300

Класс вязкости SAE

Высокотемпературная вязкость

Кинематическая вязкость, мм 2 /с при 100 °С

HTHS, МПа-с. Min при 150 °С и 10 Л 6 с-1,

Классификация разработана специалистами American Petroleum Institute (API) совместно с American Society for Testing and Materials (ASTM) и Society of Automobile Engineers (SAE). Система опирается на эксплуатационные характеристики моторных масел и устанавливает стандарты для бензиновых, дизельных, двухтактных моторов и трансмиссий. По API смазочные материалы делятся на три категории:

  • S – Service (spark ignition). Категория включает масла для бензиновых двигателей легковых автомобилей;
  • C – Commercial (compression ignition). В нее включена продукция для дизельных двигателей;
  • EC – Energy Conserving. Категория описывает энергосберегающие масла.

Классификация материалов внутри категорий начинается с буквы А (SA, SB, SC…) и далее в алфавитном порядке. Каждая последующая марка может использоваться в двигателях, для которых рекомендованы предыдущие. Категории с SA до SG являются устаревшими. Знак SH маркируют только в качестве дополнения к C. Начиная с SJ все категории действующие, а SN считается высшей на сегодняшний день. Марки масел с API CA до API CG-4 признаны устаревшими. Остальные категории действующие, высшей является API CK-4.

ILSAC

Классификация международного комитета по стандартизации и апробации моторных масел ILSAC (INTERNATIONAL LUBRICANTS STANDARDISATION AND APPROVAL COMMITTEE) – это результат совместного труда американской ассоциации American Automobile Manufacturers Association (AAMA) и японских специалистов Japan Automobile Manufacturers Association (JAMA). Стандарт устанавливает требования к смазочным материалам для бензиновых двигателей легковых автомобилей. Знак ILSAC получают масла с высокими показателями экономии топлива, энергосбережения, фильтруемости в условиях низких температур. Для продуктов характерна низкая испаряемость, стойкость к вспениванию и сдвигу, минимальное содержание фосфора. Категории моторных масел по ILSAC:

GF-1. Устаревшая спецификация с минимально допустимыми требованиями к качеству материалов для японских и американских автомобилей. Категория охватывает масла классов SAE: 0W-30, -40, -50, -60, 10W-30, -40, -50, -60 и 5W-30, -40, -50, -60. Спецификация соответствует EC-II и API SH;

Читайте также  Тормозные диски какой фирмы лучше выбрать

GF-2. Соответствует EC-II и API SJ. Категория включает все марки масел GF-1 и дополнительно 0W-20, 5W-20. Строгие ограничения по содержанию фосфора, улучшенные низкотемпературные свойства, стойкость к пенообразованию и образованию отложений;

GF-3. Соответствует EC-II и API SL. Улучшены противоизносные и противоокислительные свойства, снижена испаряемость, увеличены показатели экономии топлива, стабильности вязкостных свойств. Спецификация устанавливает строгие требования к долгосрочным последствиям влияния моторных масел на системы нейтрализации выхлопных газов;

GF-4. Соответствует API SM. Масла проходят испытания на топливную экономичность. Категория включает классы вязкости SAE: 0W-20, 5W-20, 5W-30, 10W-30. Улучшены моющие и противоизносные свойства, снижен риск образования отложений. Содержание фосфора – не более 0,08 %;

GF-5. Соответствуют API SM с жесткими требованиями к совместимости к системам катализаторов, к топливной экономичности, к испаряемости, к стойкости к образованию отложений. Спецификация устанавливает параметры совместимости с эластомерами, защиту систем турбонаддува, возможность применения биотоплива.

Знание основных характеристик необходимо для грамотного выбора моторного масла.

Характеристики моторных масел

Технические характеристики моторных масел показывают, при каких условиях они способы защищать двигатель от износа, коррозии, загрязнений, возникающих в ходе работы. Информацию о типовых характеристиках можно найти в листе технического описания (TDS, Technical Data Sheet).

Основные технические характеристики моторных масел

Динамическая вязкость

Динамическая вязкость показывает зависимость изменения вязкости масла от скорости перемещения смазываемых деталей относительно друг друга. Определяется на имитаторе холодной прокрутки (CCs) при -30°С.

Вязкость кинематическая

Кинематическая вязкость показывает текучесть моторного масла при нормальной и высокой температуре. Равна отношению динамической вязкости к плотности масла. Для замера используют стеклянный вискозиметр: засекают период, за который масло стекает по капиляру.

Индекс вязкости

Индекс вязкости — это коэффициент изменения вязкости между двумя температурами. Чем выше коэффициент, тем меньше падение вязкости при нагревании масла. Масло с более высоким ИВ обладает лучшей текучестью при низких температурах и более высокую вязкость при рабочих температурах.

Температура вспышки (flash point)

Температура вспышки — самая низкая температура, при которой пары смазочного материала образуют смесь с воздухом, воспламеняющуюся при контакте с огнем. Само масло при этом еще не воспламеняется. Определяют в открытом или закрытом тигле, в последнем случае она на 20-25 градусов ниже..

Температура застывания (por point)

Температура застывания — самая низкая температура, при которой масло еще сохраняет текучесть. Температура застывания, согласно стандартам, на 3°С выше температуры застывания.

Температура застывания показывает возможность переливания моторного масла без необходимости подогрева.

Общее щелочное число (Total Base Number, TBN)

Показатель, характеризующий способность масла нейтрализовать кислоты, называется TBN (общее щелочное число). В процессе сгорания топливно-воздушной смеси образуются кислоты, которые негативно влияют на моторное масло — окисляют его. Чтобы противостоять этому процессу, в моторное масло добавляют специальные моющие и диспергирующие присадки, которые и повышают общую щелочность.

Широко используется метод ASTM D2896, при котором щелочность определяется путем титирования хлорной и уксусной кислотами.

Кислотное число (TAN)

TAN — показатель, характеризующий наличие в масле кислот, которые приводят к коррозии металлов. По этому показателю можно косвенно судить о качестве базового масла. В хорошо очищенных маслах II и III группы, например, TAN будет меньше, чем в I группе. Стандартный метод измерения — ASTM D664

Зольность

Зольность — это показатель количества несгораемых примесей, которые являются следствием наличия в масле комплекса присадок с металлическими и органическими компонентами. Для разных категорий масел существуют свои норматвы содержания сульфатной золы.

Полнозольные (Full SAPS) масла

По классификации ACEA — A1/B1, A3/B3, A3/B4, A5/
B5. Такие масла могут негативно сказываться на многоступенчатых каталитических нейтрализаторах и фильтрах DPF. Типичное значение зольности — 0,9 — 1,1%.

Среднезольные (Mid SAPS) масла

Согласно классификации ACEA имеют обозначения C2 и C3. Зольность таких масел колеблется в диапазоне 0,6-0,9%.

Малозольные (Low SAPS) масла

По классификации ACEA — C1 и C4. По стандарту содержание сульфатной золы не должно превышать 0,5%.

Испаряемость по методу Ноака

Испаряемость — это показатель, характеризующий склонность масла к угару. Выражается в процентах. Для качественных масел показатель не должен превышать 14%.

Выводы

Характеристики моторных масел довольно сложны и непосвященным людям, зачастую, не понятны. Поэтому мы рекомендуем подбирать масло согласно рекомендациям производителя.

Французские моторные масла RIXX полностью соответствуют требованиям ведущих автопроизводителей.

Температура вспышки в закрытом тигле

Температура вспышки в закрытом тигле

Температурой вспышки нефтепродуктов называется температура, при которой пары образца, нагреваясь, вспыхивают при поднесении источника огня, смешиваясь с воздухом. Температура вспышки измеряется в открытом и закрытом тигле, и для первого это значение всегда выше на несколько градусов.

Определение температуры вспышки важно для достоверной информации о свойствах нефтепродукта и оценки его качества. Также этот параметр используется для разделения производственных помещений и оборудования на классы пожароопасности.

Методы определения

ГОСТ предлагает 2 основных метода определения температуры вспышки:

— в закрытом тигле,
— в открытом тигле.

Тигли – химические сосуды, предназначенные для нагревания, плавления, сжигания и других операций с опытными материалами, включая различное топливо.

Исследование в открытом тигле менее точное, потому что пары образца свободно смешиваются с воздухом и их необходимый объем набирается дольше. В паспорте качества нефтепродукта указывается температура вспышки в закрытом тигле (ТВЗ), как наиболее достоверная.

Для ее измерения сосуд наполняют топливом до указанной отметки и нагревают при непрерывном перемешивании. При открывании крышки сосуда над поверхностью смеси автоматически появляется открытый огонь. Измерение проводится через каждый градус нагревания, и во время открытия крышки помешивание останавливается. За температуру вспышки принимается значение, при котором с появлением источника огня возникает синватое пламя.

Существуют также специальные аппараты для определения температуры вспышки. Такое устройство включает следующие элементы:

  • электронагреватель мощностью 600 Вт,
  • стандартный сосуд с внутренним диаметром 50,8 мм и вместимостью около 70 мл,
  • латунная мешалка,
  • воспламенитель (электрический или газовый),
  • термометры с градуировкой в 1⁰С.

Температура вспышки различных нефтепродуктов

По температуре вспышки жидкие нефтепродукты классифицируются на легковоспламеняющиеся жидкости (ЛВЖ) и горючие жидкости (ГЖ). Температура вспышки горючих жидкостей имеет значение выше 61⁰С для закрытого тигля и выше 65⁰С для открытого. Жидкости, вспыхивающие при температуре, не достигшей этих значений, относят к легковоспламеняющимся. ЛВЖ делятся на 3 разряда:

1. Особо опасные (ТВЗ от -18⁰С и ниже).
2. Постоянно опасные (ТВЗ от -18⁰С до 23⁰С).
3. Опасные при повышении температуры воздуха (ТВЗ от 23⁰С до 61⁰С).

Температура вспышки дизельного топлива – один из важных показателей его качества. Она напрямую зависит от самого вида топлива. Например, современное ДТ ЕВРО вспыхивает при достижении значения в 55⁰С и выше.

Температура вспышки топлива для тепловозов и судовых двигателей выше, чем для дизтоплива общего применения. А летнее топливо, нагреваясь, вспыхивает на 10-15⁰С раньше, чем зимнее и арктическое.

У легких нефтяных фракций низкая ТВЗ, и наоборот. Например:

  • температура вспышки масла моторного (тяжелые масляные фракции) – 130-325⁰С,
  • температура вспышки керосина (средние керосиновые и газойлевые фракции) – 28-60⁰С,
  • температура вспышки бензина (легкие бензиновые фракции) – до -40⁰С, то есть бензин вспыхивает при минусовых значениях температуры.

Температура вспышки нефти определяется фракционным составом, но в основном ее значения отрицательны (как и для бензинов) и колеблются в пределах от -35⁰С до 0⁰С. А температура вспышки газов, как правило, вообще не определяется. Вместо этого используют значения верхнего и нижнего пределов воспламеняемости, которые зависят от содержания паров газа в воздухе.

Температура вспышки — описываем досконально

Температурой вспышки нефтепродуктов называется температура, при которой пары образца, нагреваясь, вспыхивают при поднесении источника огня, смешиваясь с воздухом. Температура вспышки измеряется в открытом и закрытом тигле, и для первого это значение всегда выше на несколько градусов.

Читайте также  Герметик для фар автомобиля какой лучше

Определение температуры вспышки важно для достоверной информации о свойствах нефтепродукта и оценки его качества. Также этот параметр используется для разделения производственных помещений и оборудования на классы пожароопасности.

Механизм

Для каждой горючей жидкости можно определить давление насыщенных паров. С повышением температуры оно растёт, таким образом, количество горючего вещества на единицу объёма воздуха над жидкостью также растёт с ростом температуры. При достижении температуры вспышки содержание горючего вещества в воздухе становится достаточным для поддержания горения. Достижение равновесия между паром и жидкостью требует, однако, некоторого времени, определяемого скоростью образования паров. При температуре вспышки скорость образования паров ниже, чем скорость их горения, поэтому устойчивое горение возможно лишь при достижении температуры воспламенения.

Понятие температуры вспышки

Температурой вспышки называется температура, при которой нефтепродукт, нагреваемый в стандартных условиях, выделяет такое количество паров, которое образует с окружающим воздухом горючую смесь, вспыхивающую при поднесении к ней пламени.

Для индивидуальных углеводородов существует определенная количественная связь температуры вспышки и температуры кипения, выражаемая соотношением:

Для нефтепродуктов, выкипающих в широком интервале температур, такую зависимость установить нельзя. В этом случае температура вспышки нефтепродуктов связана с их средней температурой кипения, т. е. с испаряемостью. Чем легче фракция нефти, тем ниже ее температура вспышки. Так, бензиновые фракции имеют отрицательные (до минус 40°С) температуры вспышки, керосиновые 28-60°С, масляные 130-325°С. Присутствие влаги, продуктов распада в нефтепродукте заметно влияет на величину его температуры вспышки. Этим пользуются в производственных условиях для заключения о чистоте получаемых при перегонке керосиновых и дизельных фракций. Для масляных фракций температура вспышки показывает наличие легкоиспаряющихся углеводородов. Из масляных фракций различного углеводородного состава наиболее высокую температуру вспышки имеют масла из парафинистых малосернистых нефтей. Масла той же вязкости из смолистых нафтено-ароматических нефтей характеризуются более низкой температурой вспышки.

Температура вспышки различных нефтепродуктов

По температуре вспышки жидкие нефтепродукты классифицируются на легковоспламеняющиеся жидкости (ЛВЖ) и горючие жидкости (ГЖ). Температура вспышки горючих жидкостей имеет значение выше 61⁰С для закрытого тигля и выше 65⁰С для открытого. Жидкости, вспыхивающие при температуре, не достигшей этих значений, относят к легковоспламеняющимся. ЛВЖ делятся на 3 разряда:

1. Особо опасные (ТВЗ от -18⁰С и ниже).
2. Постоянно опасные (ТВЗ от -18⁰С до 23⁰С).
3. Опасные при повышении температуры воздуха (ТВЗ от 23⁰С до 61⁰С).

Температура вспышки дизельного топлива – один из важных показателей его качества. Она напрямую зависит от самого вида топлива. Например, современное ДТ ЕВРО вспыхивает при достижении значения в 55⁰С и выше.

Температура вспышки топлива для тепловозов и судовых двигателей выше, чем для дизтоплива общего применения. А летнее топливо, нагреваясь, вспыхивает на 10-15⁰С раньше, чем зимнее и арктическое.

У легких нефтяных фракций низкая ТВЗ, и наоборот. Например:

  • температура вспышки масла моторного (тяжелые масляные фракции) – 130-325⁰С,
  • температура вспышки керосина (средние керосиновые и газойлевые фракции) – 28-60⁰С,
  • температура вспышки бензина (легкие бензиновые фракции) – до -40⁰С, то есть бензин вспыхивает при минусовых значениях температуры.

Температура вспышки нефти определяется фракционным составом, но в основном ее значения отрицательны (как и для бензинов) и колеблются в пределах от -35⁰С до 0⁰С. А температура вспышки газов, как правило, вообще не определяется. Вместо этого используют значения верхнего и нижнего пределов воспламеняемости, которые зависят от содержания паров газа в воздухе.

Измерение

Из-за сложностей прямого измерения температуры вспышки газов и паров, за неё принимают минимальную температуру стенки реакционного сосуда, при которой наблюдают вспышку. Эта температура зависит от условий тепломассообмена как внутри реакционного сосуда, так и самого сосуда с окружающей средой, объёма смеси, а также каталитической активности стенки сосуда и ряда других параметров.

Показатель применяется для определения допустимой температуры нагревания горючих веществ при различных условиях хранения и перевозки. Наиболее известным способом измерения температуры вспышки является определение в закрытом тигле по методу Пенского — Мартенса ASTM D93, ГОСТ 6356. Для температур ниже 20-50 градусов Цельсия используют другие методы.

Также существуют методы экспериментального определения температуры вспышки жидкостей в открытом тигле.

Пределы взрываемости

Температура вспышки нефтепродукта характеризует возможность этого нефтепродукта образовывать с воздухом взрывчатую смесь. Смесь паров с воздухом становится взрывчатой, когда концентрация паров горючего в ней достигает определенных значений. В соответствии с этим различают нижний и верхний пределы взрываемости смеси паров нефтепродукта с воздухом. Если концентрация паров нефтепродукта меньше нижнего предела взрываемости, взрыва не происходит, так как имеющийся избыток воздуха поглощает выделяющееся в исходной точке взрыва тепло и таким образом препятствует возгоранию остальных частей горючего. При концентрации паров горючего в воздухе выше верхнего предела взрыва не происходит из-за недостатка кислорода в смеси. Нижний и верхний пределы взрываемости углеводородов можно определить соответственно по формулам:

Пределы взрываемости смесей индивидуальных углеводородов и других горючих веществ с воздухом, % (об.).

В гомологическом ряду парафиновых углеводородов с повышением молекулярной массы как нижний, так и верхний пределы взрываемости понижаются, а интервал взрываемости сужается от 5-15% (об.) для метана до 1,2-7,5% (об.) для гексана. Ацетилен, оксид углерода и водород характеризуются самыми широкими интервалами взрываемости, поэтому они наиболее взрывоопасны.

С повышением температуры смеси интервал ее взрываемости слегка сужается. Так, при 17°С интервал взрываемости пентана равен 1,4-7,8% (об.), а при 100°С составляет 1,44-4,75% (об.). Присутствие в смеси инертных газов (азота, диоксида умерода и др.) также сужает интервал взрываемости. Увеличение давления приводит к повышению верхнего предела взрываемости.

Пределы взрываемости паров бинарных и более сложных смесей углеводородов можно определить по формуле:

Расчёт

Температура вспышки индивидуальных веществ в закрытом тигле

Температура вспышки веществ, молекулы которых содержат структурные группы, представленные в таблице 1, рассчитывается по формуле, °C:

где — температура кипения жидкости при 101 кПа, °C;

— число структурных групп j-го вида в молекуле; — эмпирические коэффициенты, значения которых приведены в таблице 1.

Для органических соединений, молекулы которых состоят из атомов С, Н, О и N, а также для галоидорганических и элементоорганических соединений, содержащих атомы S, Si, P и Cl, температура вспышки может быть рассчитана по формуле:

где , и — константы, значения которых приведены в таблице 2; — стандартная теплота сгорания вещества, кДж/моль.

Если известна зависимость давления насыщенного пара от температуры, то температура вспышки, °C, рассчитывается по формуле:

где — парциальное давление паров горючей жидкости при температуре вспышки, кПа; — коэффициент диффузии пара в воздух, см²/с; — стехиометрический коэффициент кислорода в реакции горения.

Наиболее точно величина рассчитывается по линейной зависимости температуры вспышки от температуры кипения, выполняющейся в пределах отдельных классов химических соединений:

Значения коэффициентов a и b для различных классов органических веществ приведены в таблице 3.

Температура вспышки смесей горючих жидкостей в закрытом тигле

Температура вспышки смесей горючих жидкостей , °C, рассчитывается по формуле:

где — мольная доля i-го компонента в жидкой фазе; — мольная теплота испарения i-го компонента, кДж/моль; — температура вспышки i-го компонента, °C; R — универсальная газовая постоянная.

Величина может быть рассчитана по интерполяционной формуле:

где — температура кипения i-го компонента.

Температура вспышки бинарных смесей жидкостей, принадлежащих к одному гомологическому ряду, рассчитывается по формуле:

где — температура вспышки легкокипящего компонента смеси, °C; — гомологическая разность по температуре вспышки в рассматриваемом ряду, °C; — массовая доля высококипящего компонента в жидкой фазе; — разность между числом углеродных атомов компонентов смеси; — коэффициент, учитывающий нелинейный характер зависимости от : при ; при .

Температура вспышки индивидуальных веществ в открытом тигле

Температуру вспышки в открытом тигле вычисляют по формуле, используя величины эмпирических коэффициентов из таблицы 4:

Если для исследуемой жидкости известна зависимость давления насыщенного пара от температуры, то температуру вспышки в открытом тигле вычисляют по формуле: