Плотность бензина и масла

Плотности (удельные веса) бензина, дизельного топлива и других нефтепродуктов

Значения плотностей (удельных весов) бензина, дизельного топлива и других нефтепродуктов в современном мире используются повсеместно и прежде всего в транспорте.

Наиболее употребляемыми из нефтепродуктов являются бензин и дизельное топливо (солярка- еще одно название), а также мазут.

В частности бензи́н — горючая смесь лёгких углеводородов с температурой кипения от 30 до 200 °C, плотность около 0,75 г/см³, теплотворная способность примерно 10500 ккал/кг (46 МДж/кг, 34,5 МДж/литр), температура замерзания ниже -60 °C. Средние значения плотности (удельного веса) бензина, дизтоплива и других нефтепродуктов, включая бензин АИ-92 (А92) приведены в таблице.

В соответствии с требованиями ГОСТ 32513-2013 все распространенные бензины в России (АИ-80, АИ-92, АИ-95, АИ-98) должны иметь плотность в диапазоне 720-780 кг/м. куб. при температуре 15 гр. Цельсия.

Тем не менее, характеристики зарубежного автомобильного топлива могут и отличаться от отечественного топлива.

Там же динамика средних цен на нефтепродукты в России в отдельные годы.

Примечание. За последнее время, многое поменялось- в РФ появились не этилированные бензины, как «Нормаль-80», «Регуляр-92» взамен АИ-93, для ввозимых иномарок- «Премиум-95» и «Супер-98». Они обеспечивают требования по экологии выбросов вредных веществ класса Евро-2. Дальнейшим шагом стало разработка бензинов для еще более жестких требований Евро-3 (хотя в ЕС действуют с 2005 года и более жесткие требования Евро-4, Евро-5) к выбросам: «Регуляр Евро-92», «Премиум Евро-95» и «Супер Евро- 98», Экстра-98 и др. (названия чаще всего не содержат слово»Евро»).

Продолжая тему иномарок, полезно знать, что в США, например существуют три класса дизельного топлива: 1D, 2D и 4D. Разница между этими классами зависит от диапазона вязкости и температуры кипения. 4D дизтоплива, как правило, используются в низкоскоростных двигателях. 2D- топлива используются в более теплую погоду и иногда смешиваются с 1D- топливом для создания квалифицированного зимнего топлива. 1D дизтопливо предпочтительнее для холодной погоды, поскольку оно имеет более низкую вязкость. Так разброс плотностей для зарубежного дизельного топлива классов 1D, 2D и 4D, учитывающих их вязкость, при температурах 20-60 градусов Цельсия лежит в диапазоне 820-960 кг/куб. м. Обычно учитывают в усредненных расчетах такие величины плотности дизтоплива, как 0,832 кг/л или 6,93 фунта на галлон.

Основным отличием летнего и зимнего дизельного топлива, солярки является предельная температура фильтрования, температура помутнения и температура охлаждения, которые приводятся в стандартах для этого топлива. Производство зимнего топлива дороже, но использовать летнее топливо без предварительного нагрева в холодный период года нельзя без его подогрева. Еще одна проблема в высоком содержании воды в дизельном топливе. Вода отслаивается в хранилище дизтоплива и собирается в нижней части, так как плотность дизельного топлива составляет менее 1 кг / л. Пробка в сети полностью блокирует работу двигателя. Для дизтоплива в стандартах и характеристиках устанавливается кинематический коэффициент вязкости.

Температура вспышки по цетановому числу для дизельного топлива, должна составлять не более 70 ° C. Температура дистилляции для дизельного топлива, должна составлять не менее 200 и более 350 ° C.

В системе СИ американский бензин имеет плотность 0,749 г на кубический сантиметр. Но у американцев в ходу еще такой термин, как унция. В ходу в США размерность плотности бензина, как 0,433 унции на один дюйм, где 1 унция равна весу 28,3495 грамм (существует между странами и унция авердюпуа, равная 28,3495231 г). У американцев еще есть такие меры объема, как пинта (345,46 г. ), кварт (708,72 г.) и, конечно, галлон США (2834,89 г.). Плотности топлива (бензина и дизельного) не являются величиной фиксированной, их вязкость зависит от температуры. Существуют поправочные коэффициенты удельного веса топлива для каждого градуса, отличающегося от нормируемого значения.

(Откуда название «солярка»? Буквально, это русский вариант слов «солнечное масло» от немецкого «Solaröl» (солнцезащитное масло) — более тяжелая фракция, произведенная в процессе переработки нефти, была названа так в 1857 году, и названа так из-за ее желтого цвета).

Для высокоскоростных двигателей используется дистиллятное маловязкое топливо и высоковязкое остаточное топливо, используемое для малоскоростных (тракторных, морских, стационарных) двигателей. Зарубежное дистиллятное масло для высокоскоростных двигателей выполнено из фракций гидроочищенного керосина и газойля прямой дистилляции и до 1/5 каталитического крекинга и коксового газа. Вязкое топливо для двигателей с медленным движением представляет собой смесь фракций мазута и керосина и газойля. Теплота сгорания дизельного топлива (солярки) составляет в среднем 42624 кДж / кг (10180 ккал / кг).

Приведем примеры характеристик отечественного дизельного топлива (солярки) для стран ЕАЭС. Летнее: Плотность: не более 860 кг / м³. Точка воспламенения: 55 ° C. Температура охлаждения: -5 ° C. Следует знать, что повышение температуры окончания кипения приводит к интенсивному коксованию сопел горелки и дымности.

Зимнее: Плотность: до 840 кг / м³. Точка воспламенения: 55 ° C. t охл: -35 ° C. Оно производится путем смешивания фракций прямого и гидроочищенного и вторичного углеводородов с конечной точкой кипения 180-340 ° C. Кроме того, зимнее топливо производится из летнего дизельного топлива, добавляя депрессант для определения точки застывания, что снижает температуру охлаждения топлива, обеспечивая при этом низкое изменение максимальной температуры фильтрации. Для устаревшей техники, к летнему дизельному топливу добавляют 20% керосина.

И, наконец, арктическое дизтопливо: Плотность: не более 830 кг / м³. Температура вспышки: 25 ° C. Температура охлаждения: -50 ° C.

Интересен и практичен вопрос, а как самому измерить плотность топлива , допустим, которое у вас сейчас в топливном или бензобаке?

Вспомнив, что плотность любого вещества это есть частное от деления массы на объем, мы сможем с успехом оценить плотность любого жидкого и твердого продукта. Находим пустую чистую мерную емкость с нанесенными делениями, взвешиваем её, вливаем небольшое количество топлива (50-100 г) по рискам и снова их взвешиваем. Из полученного результата вычитаем вес пустой емкости. Искомая плотность будет результат деления веса топлива на налитый объем при данной температуре.

Аккуратно вылейте топливо и промойте мерную емкость. Соблюдайте осторожность технику безопасности. Выполнить такие измерения сейчас очень просто. в продаже полно точных весов по очень низкой цене с шагом измерений по 1 г. Для пущей точности, проверьте и откалибруйте правильность показаний в местной поверочной лаборатории.

Скорее всего, вам будут также интересны записи ниже:
Температуры возгорания, самовозгорания и тления некоторых материалов,
а также пригодится подписка на новые материалы сайта (через оранжевую кнопку в боковой колонке страницы).

Внимание! АВТОРСТВО ВСЕХ СТАТЕЙ ЗАЩИЩЕНО. Копирование и публикация на других сайтах статьи или ее фрагментов без согласия автора или без активной гиперссылки ЗАПРЕЩЕНЫ .

Плотность моторного масла. От каких параметров она зависит?

Физическое отношение массы к объёму жидкости определяет плотность моторного масла. Наряду с вязкостью параметр имеет прямую зависимость от температуры, влияет на работу двигателей и обеспечивает заявленную мощность при гидропередаче. Некачественное моторное масло содержит вредные присадки, а отработанное — примеси, которые повышают плотностные параметры. Расскажем, как влияют высокие и низкие показатели плотности синтетических масел на работу поршневых или роторных двигателей авто.

Высокоплотные смазочные материалы

Плотность автомобильных масел варьируется на уровне 0,68–0,95 кг/л. Смазочные жидкости с показателем выше 0,95 кг/л относят к высокоплотным. Такие масла снижают механическую нагрузку при гидравлической передаче без потери производительности. Однако в силу повышенной густоты смазка не проникает в труднодоступные участки поршневых цилиндров. Как результат: увеличивается нагрузка на кривошипно-шатунный механизм (коленвал). Также растёт расход смазочного материала и чаще образуются коксовые отложения.

Через 1,5–2 года смазочная жидкость уплотняется на 4–7% от первоначального значения, что сигнализирует о необходимости замены смазочного материала.

Низкоплотные моторные масла

Снижение массо-объёмного параметра ниже 0,68 кг/л обусловлено введением низкоплотных примесей, например, легковесных парафинов. Некачественные смазки в подобном случае приводят к быстрому износу гидромеханических элементов двигателя, а именно:

• Жидкость не успевает смазать поверхность движущихся механизмов и стекает в картер.
• Повышенное выгорание и коксоотложение на металлических деталях ДВС.
• Перегрев силовых механизмов вследствие увеличения силы трения.
• Повышенный расход смазочного материала.
• Загрязнение масляных фильтров.

Таким образом, для правильной работы связки «цилиндр-поршень» необходимо моторное масло оптимальной плотности. Значение определяется для конкретного типа двигателя и рекомендуется согласно классификациям SAE и API.

Таблица плотности зимних моторных масел

Смазки, обозначаемые индексом 5w40–25w40, относят к зимним типам (W – Winter). Плотность подобных продуктов варьируется в диапазоне 0,85–0,9 кг/л. Цифра перед «W» указывает на температуру, при которой обеспечивается проворачивание и прокручивание поршневых цилиндров. Вторая цифра — индекс вязкости нагретой жидкости. Плотностный показатель смазки класса 5W40 минимальный среди зимних типов — 0,85 кг/л при 5 °C. У аналогичного продукта класса 10W40 значение на уровне 0,856 кг/л, а для 15w40 параметр равен 0,89–0,91 кг/л.

Плотность моторного масла: что за параметр, и на что влияет?

Любая техническая жидкость (моторное масло – не исключение) имеет химические и физические свойства. Эти характеристики закладываются производителем, и влияют на качество работы расходного материала.

Например, от плотности моторного масла зависят гидравлические параметры: насколько эффективно будет нагнетаться давление, а соответственно поступление смазки к рабочим точкам по маслопроводам.

Кроме того, от этой величины зависит теплообмен. Как известно, с помощью моторной смазки отводится тепло от деталей трения, поскольку система охлаждения двигателя не задействована в этом процессе.

Производитель делает масла определенной плотности для обеспечения заданных значений кинематической вязкости. Собственно, это значение получают из величин динамической вязкости и плотности жидкости.

Что такое плотность масла?

Для покупателя привычно видеть на упаковке такие параметры, как вязкость по SAE, классификации качества по API или ACEA. Удельная плотность моторного не относится к основным характеристикам, ее значение можно узнать из расширенной классификации или по результатам тестов.

С точки зрения физики, эта величина определяется отношением массы вещества к его объему. То есть, чем больше единиц массы умещается в определенный объем – тем выше значение.

Чтобы понять, как работает система измерения, обратимся к эталону:

Величину 1 кг/л имеет дистиллированная вода при температуре 4°C.

Поскольку в смазочных материалах содержатся различные вещества, многие из которых легче воды – плотность масла ниже.

Плотность отработанного моторного масла будет отличаться от свежего, скорее всего в сторону увеличения. Это связано с тем, что часть легких жидкостей улетучивается, а тяжелые примеси добавляются. Это шлаки, взвесь твердых частиц, сажа, и пр.

Таким образом, понятно, что базовое значение зависит от основы масла, и состава его присадок.

Зная правильное значение этого параметра, вы легко сможете проверить приобретаемый продукт «на подлинность».

Есть еще одна зависимость величины: от температуры

Казалось бы, в чем тут связь? Но ведь эталонное значение (см. выше: плотность дистиллированной воды) получают при определенной температуре: 4°C. Для тестирования нефтепродукта, за эталонную температуру принимается 20°C.

Это легко объяснимо с точки зрения физики:

1. Вода относительно стабильна, величина практически не меняется в зависимости от температуры. Однако при около нулевом значении, начинается процесс кристаллизации льда. Поэтому эталонная температура выше.
2. Масло – это сложный состав. Густота автомобильной смазки определяется различными компонентами, у которых различная температура замерзания и кипения. Поэтому, в качестве эталонной температуры установлено промежуточное значение для средней полосы климата.

Зависимость от внешних градусов следующая: от минуса до эталонного значения – цифры растут. Затем, по мере увеличения температуры, значение плотности снижается. Мы знаем, что вязкость зависит от плотности напрямую. При этом по мере снижения температуры масло густеет.

Это не связано с плотностью: зависимость этих величин требуется только для измерения (возвращаемся к эталонной температуре).

Разумеется, при измерении параметров невозможно обеспечить идеальные условия. Эталонные замеры производятся только в лабораториях. Поэтому для поправки на изменение внешней температуры, разработана таблица плотности масел.

Зависимость нелинейная, если построить график – получится парабола. Поэтому поправка на 1°C рассчитывается в каждом диапазоне. Чем плотнее жидкость, тем меньше зависимость от внешних условий.

Это хорошо заметно на примере простой воды. При идеальных показателях 1 кг/литр, плотность изменится лишь тогда, когда жидкость будет на грани закипания или замерзания.

Как и в чем измеряется плотность масла?

Согласно формуле (отношение массы к объему), величина фиксируется в килограммах на кубометр (кг/м³).

Для справки: плотность моторных масел лежит в пределах 750 — 995 кг/м³ (при 20°C).

Для измерения нам необходимо знать паспортные характеристики проверяемого продукта. На этикетках это значение не указано, поэтому необходимо получить эту информацию дополнительно.

Рассмотрим пример вычислений значения:

1. Допустим, что согласно паспортным данным, диапазон тестируемого машинного масла лежит в пределах 990-999 кг/м³. Соответственно, поправка на каждый градус: 0,515 (см. таблицу выше).
2. Выполняем измерение, фиксируя текущую температуру. Удобнее проводить процедуру с помощью комбинированного прибора.
   Он сразу показывает две величины: температуру и плотность масла, в реальном времени. Хотя можно воспользоваться ареометром и термометром, особенно в бытовых условиях: покупка прибора – дорогое удовольствие.
   
3. Получаем следующие значения: 997,8 кг/м³ при температуре 24,2°C.
4. Разница 4,2°C перемножается с величиной поправки 0,515. Получаем значение 2,16.
5. Поскольку температура выше эталонной, отнимаем полученную поправку от измеренного значения 997,8 кг/м³.
6. Полученное значение 995,6 кг/м³ и есть реальный показатель плотности масла.

Сравнив эти данные с информацией в паспорте продукта, вы легко сможете определить, насколько покупаемый расходник соответствует заявленным характеристикам.

Отличается ли плотность синтетики и минерального масла?

Разумеется, есть связь между базовой основой и плотностью продукта. Тип и количество присадок играют второстепенную роль. У минеральных масел это значение выше. Естественный продукт несколько тяжелее. Обычно производитель устанавливает диапазон 875 – 856 кг/м³.

Лабораторный эксперимент показывающий плотность масла — виде

Синтетические смазки легче, можно считать, что легкость связана с сырьем – их в основном синтезируют из природного газа. На самом деле, связи с газом нет. Тем не менее, значение ниже, чем у минералки: 840 – 860 кг/м³ (за редким исключением).

Кстати, малый вес синтезированных смазочных материалов позиционируется в качестве конкурентного преимущества. На самом деле важно не то, какая плотность установлена производителем.

Для двигателя главное – сохранение этого значения при смене рабочих температур. Мы знаем, что от величины плотности зависит одна их главных характеристик: кинематическая вязкость моторного масла по SAE.

Вывод:
Сила не в абсолютных значениях, а в стабильности этого параметра.

Плотность нефтепродуктов

Плотность топлива – это его удельный вес, а именно количество массы в единице объема.

Плотность топлива во многом зависит от плотности нефти из которой оно получено. Согласно ГОСТ Р 52368-2005 плотность топлива при температуре +15 °С должна быть в пределах 0,820-0,845 г/см3, а по ГОСТ 305-82 не должна превышать 0,860 (при 20°С)

Плотность топлива зависит от температуры, впрочем, как и для любой другой жидкости: при повышении температуры плотность топлива снижается и наоборот – при снижении температуры плотность топлива увеличивается. Существуют специальные таблицы для пересчета плотности топлива в зависимости от температуры. Для дизельного топлива температурная поправка изменения плотности составляет, в среднем 0,0007 г/см3 на 1°С.

Точный расчет плотности нефтепродукта

Для того чтобы определить при помощи этой таблицы плотность нефтепродукта при данной температуре, необходимо:

таблица средних температурных поправок плотности нефтепродуктов.

а) найти по паспорту плотность нефтепродукта при +20 o С;

б) измерить среднюю температуру груза в цистерне;

в) определить разность между +20 o С и средней температурой груза;

г) по графе температурной поправки найти поправку на 1 o С, соответствующую плотность данного продукта при +20 o С;

д) умножить температурную поправку плотности на разность температур;

е) полученное в п. «д» произведение вычесть из значения плотности при +20 o С, если средняя температура нефтепродукта в цистерне выше +20 o С, или прибавить это произведение, если температура продукта ниже +20 o С.

Примеры.

Плотность нефтепродукта при +20 o С, по данным паспорта 0,8240. Температура нефтепродукта в цистерне +23 o С. Определить по таблице плотность нефтепродукта при

а) разность температур 23 o — 20 o =3 o ;

б) температурную поправку на 1 o С по таблице для плотности 0,8240, состовляющую 0,000738;

в) температурную поправку на 3 o :

0,000738*3=0,002214, или округленно 0,0022;

г) искомую плотность нефтепродукта при температуре +23 o С (поправку нужно вычесть, так как температура груза в цистерне выше +20 o С), равную 0,8240-0,0022=0,8218, или округленно 0,8220.

2. Плотность нефтепродукта при +20 o С, по данным паспорта, 0,7520. Температура груза в цистерне -12 o С. Определить плотность нефтепродукта при этой температуре.

а) разность температур +20 o С — (-12 o С)=32 o С;

б) температурную поправку на 1 o С по таблице для плотности 0,7520, составляющую 0,000831;

в) температурную поправку на 32 o , равную 0,000831*32=0,026592, или округленно 0,0266;

г) искомую плотность нефтепродукта при температуре -12 o С (поправку нужно прибавить, так как температура груза в цистерне ниже +20 o С), равную 0,7520+0,0266=0,7786, или округленно 0,7785.