Что такое плотность ДТ, единицы измерения

Дизельным топливом (ДТ) принято называть нефтепродукт, используемый в автомобилях и другой технике в качестве топлива для двигателей внутреннего сгорания. Этот вид жидкого топлива получается путем переработки нефти и по качеству, составу и плотности должен соответствовать требованиям как ГОСТа, так и европейских экологических стандартов.

Плотность дизельного топлива

Плотность дизельного топлива (часто называемая удельным весом) является одним из основных показателей, определяющих его качество. Это мера массы в килограммах на кубический метр, или отношение массы топлива к его объему. Единица измерения — кг/м3 или г/см3. На этот показатель также влияет добавление каких-либо присадок или более тяжелых фракций, которые могут снизить качество топлива. Значение плотности определяет, насколько хорошо будут работать силовые агрегаты при изменении температуры.

Влияние температуры на плотность дизельного топлива

На массу дизельного топлива может сильно влиять температура. При повышении температуры плотность топлива уменьшается. Оптимальная температура для дизельного топлива находится в пределах 18–20°C. Для постоянного контроля этого показателя используется аэрометр. Кроме того, на каждый градус учитывается поправочный коэффициент 0,0007 г/см3.

Плотность и другие требования к дизельному топливу

ГОСТ Р 305−82 устанавливает множество критериев для дизельного топлива, таких как массовая доля серы, параметры работы в климатических условиях, маркировка, классификация, экологический класс и другие характеристики. Но как плотность связана с топливной эффективностью?

Плотность и расход дизельного топлива зависят от температуры

Количество энергии, выделяемой при сгорании дизельного топлива, пропорционально его удельному весу, поэтому летнее дизельное топливо более экономично. Напротив, его использование в холодное время года не столь выгодно. Это связано с тем, что летнее дизельное топливо содержит не только керосино-газойлевые углеводороды, обладающие всем запасом энергии, но и растворенный парафин. Замерзание этого компонента при незначительном понижении температуры увеличивает вязкость и плотность дизельного топлива, снижая пропускную способность фильтрующих элементов.

Влияние соотношения углеводородов на плотность дизельного топлива

Когда объем тяжелых углеводородов перевешивает другие компоненты, качество впрыска топлива в камеры сгорания двигателя через форсунки снижается. Это происходит потому, что, учитывая, что тяжелые фракции имеют высокую температуру кипения, ухудшается их смешивание с частицами воздуха. Поэтому для воспламенения паров дизельного топлива требуется более высокая температура.

Зимнее топливо для двигателей

Зимой дизельные двигатели должны снабжаться топливом, специально предназначенным для работы при низких температурах. Оно содержит присадки, препятствующие застыванию парафина и повышающие вязкость топлива.

Многие думают, что при добавлении присадок можно использовать и летнее дизельное топливо, но это не так. Эти присадки могут лишь снизить температуру, при которой загустевает горючая смесь, но реально не влияют на плотность дизельного топлива. Поэтому при понижении температуры важно учитывать именно плотность, тогда как летом следует обращать внимание на содержание серы и цетановое число.

Расход топлива в зимний период

Плотность дизельного топлива для зимнего использования ниже, чем для других сезонов, поэтому расход топлива, скорее всего, будет выше. Лед и заснеженные дороги также могут способствовать увеличению расхода топлива.

Расчет плотности, массы и объема

Для расчета плотности, массы и объема дизельного топлива в соответствии с ГОСТом необходимо использовать специальные формулы.

Плотность топлива

Отношение массы к объему (p = m/V) называется плотностью топлива. Согласно ГОСТу, летнее топливо для дизельных двигателей имеет плотность 860 кг/м3, зимнее — 840 кг/м3, арктическое — 830 кг/м3.

Если перевести это в количество дизельного топлива в одном литре каждого вида, то оно составляет 860, 840 и 830 г соответственно. Если рассчитать количество ДТ, содержащегося в 1 кг, то летнее топливо составит 1,163 л, зимнее — 1,19 л, а арктическое — 1,205 л.

Справочные значения плотности, массы и объема дизельного топлива

Значения плотности, массы и объема дизельного топлива определены на основе измерений, проведенных при температуре +20 °C. При изменении температуры эти значения могут изменяться. Соответствующие значения приведены в специализированных таблицах.

Самоконтроль плотности дизельного топлива

Чтобы быть уверенным в качестве полученного дизельного топлива, владельцы автомобилей должны приобретать его у надежных продавцов. Однако если скепсис остается, то можно самостоятельно проверить плотность дизельного топлива. Обычно это делается зимой, причем рекомендуемая температура не должна опускаться ниже −10°С (или −20°С в случае арктического дизельного топлива).

Самый быстрый способ проверки качества дизельного топлива

Наиболее эффективным методом определения качества дизельного топлива является визуальный осмотр заправочных пистолетов. Если капли дизельного топлива на гранях остаются жидкими и не превращаются в твердое вещество, значит, топливо отличного качества.

Надежным способом проверки плотности дизельного топлива является нанесение небольшого его количества на стальную поверхность. Проверьте мутность и текучесть смеси. Если дизельное топливо остается текучим, то его качество хорошее. Если оно мутнеет и начинает твердеть, значит, топливо не соответствует стандартам. Высококачественное зимнее дизельное топливо не должно застывать при температуре −40°С и ниже.

Исследования с большей точностью

Можно провести более подробный эксперимент, в котором емкость с топливом находится в помещении с температурой около 20 градусов Цельсия. После того как температура воздуха и топлива станет одинаковой, с помощью гидрометра определяется плотность дизельного топлива. Полученные результаты сравниваются со значениями, приведенными в справочнике. Как правило, плотность дизельного топлива значительно выше плотности бензина. Например, эталонное значение АИ-92 составляет 760 кг/м3, АИ-95 — 750 г/см3, АИ-98 — 780 кг/м3, в то время как сжиженный газ имеет значение 530 кг/м3, а авиационный керосин — 810 кг/м3.

Определение плотности дизельного топлива

Для точного определения требуемой плотности дизельного топлива необходимо выполнить следующие действия:

1. Найти табличный показатель ДТ при 20°C.

2. С помощью термометра определить текущую температуру топлива, которая может составлять, например, +30°C. +30°C.

3. Рассчитать разность температур: 30°C — 20°C = 10°C.

Рассчитать поправочный коэффициент

Для определения общего поправочного коэффициента умножьте разницу температур в 10 градусов на поправочный коэффициент 0,0007. В данном случае общий поправочный коэффициент равен 0,007 г/см3 (или 7 кг/м3).

Вычесть поправочный коэффициент

Вычтите рассчитанный поправочный коэффициент из опорного значения плотности дизельного топлива. Например, если справочное значение плотности летнего дизельного топлива составляет 860 кг/м3, вычтите из него 7, чтобы получить 853 кг/м3. Если температура дизельного топлива ниже +20 градусов, то необходимо не вычитать, аДобавлятьпоправочный коэффициент.

Особенности эксплуатации дизельного топлива

Ключевым аспектом при эксплуатации дизельного топлива является плотность вещества, так как она является важнейшим фактором, позволяющим определить климатическую пригодность использования топлива и его влияние на работу двигателя. Неправильный выбор или низкое качество топлива (плотность которого не соответствует государственным стандартам) могут легко засорить фильтры, снизить эффективность работы двигателя и привести к повышенному расходу топлива из-за увеличения нагрузки на топливную систему. Кроме того, постоянное использование топлива несоответствующего типа и плотности может привести к преждевременному выходу двигателя из строя.

Переход на летнее дизельное топливо в более теплую погоду

При температуре выше 0°С, даже ночью, необходимо переходить на летнее дизельное топливо. Этот вид топлива предназначен для работы в жаркую погоду при температуре до 45°С. Использование зимнего дизельного топлива в таких условиях может привести к снижению мощности двигателя и увеличению дымности. Поэтому очень важно соблюдать правила эксплуатации.