Способ определения растворимости кислорода в топливе

(19) (11) 0 ЕН ВТОРСКОМУ С ТЕЛЬСТВ ких,н нюк В. П, тационных очных матроение,СРпрототип идетельство Х 7/14, 197 Фаей ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ АНИЕ ИЗ.М 7ев, В, А. Глад А. П. Мамыки 8) А. Д., Логви ценки эксплуах топлив и смак М., Машин Ъ(51) 6 01 Х 7/14; б 01(54) (57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАСТВОРИМОСТИ КИСЛОРОДА В ТОПЛИВЕ, при котором заданный объем топлива вводят в заполненную инертным газом герметичную емкость с последующим газохроматографическим анализом паровой фазы, отбираемой из указанной емкости, отличающийся тем, что, с целью расширения температурного диапазона измерений, в топливо до перевода в емкость с инертным газом вводят антиокислитель и нагревают топливо со скоростью 100 в 1 С/мин до заданной температуры.Изобретение относится к лабораторным методам оценки эксплуатационных свойств моторных и реактивны; топлив, а также специальных жидкостей и может быть использовано в нефтехимической, автомобильной и авиационной промышленности.Известен способ определения растворимости (предельно-равновесного содержания растворенного в жидкости газа) путем предварительного выделения растворенного в топливе газа с помощью вакуума и последующей периодической подачи исследуемого газа в емкость с дегазированным топливом. Подача газа и замер его объема продолжаются до полного растворения исследуемого газа. По объему поданного газа судят о его растворимости в топливе 1.Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому является способ определения растворимости газов в топливах, согласно кото 20 рому заданный обьем топлива вводят в заполненную инертным газом герметическую емкость с последующим газохроматографическим анализом паровой фазы, отбираемой из этой емкости 2.Недостатком этого способа является 2 невозможность термостатирования массо- обменной ячейки (определение концентрации кислорода в топливе возможно только при комнатной температуре), так как при этом повышается давление паров топлива, в результате чего ячейка теряет работоспо собность (не выдерживает стеклянный баллон и резиновые детали), выходит из строя цеолит, заполняющий колонки хроматографа. Целью изобретения является расширение температурного диапазона измерителей.Указанная цель достигается тем, что согласно способу определения растворимости кислорода в топливе, при котором заданный объем топлива вводят в заполненную инертным газом герметичную емкость с 40 последующим газохроматографическим анализом паровой фазы, отбираемой из этой емкости, в топливо до перевода в емкость с инертным газом добавляют антиокислитель и нагревают топливо со скоростью 100-150 С/мин до заданной темпера туры.На чертеже изображено устройство для осуществления предлагаемого способа.Устройство содержит массообменную ячейку 1, соединенную с помощью медицинской иглы 2 и сосудом 3 для нагрева топлива, включаощим металлический корпус 4, крышку 5, содержащую обратный клапан 6, и подсоединенный к нему шприц 7 с заданным объемом топлива 8, манометр 9 пробоотборного узла, состоящего из запорного крана 10, капиллярной трубки 1 с заборным отверстием 12, аккумулятора 13 тепла с утолгценным основанием и центральной с 1 уценчатой частью, в центре которой размещена стеклянная емкость 14 для заданного об ьема топлива. ричем соотношение ступенчатой зауженной части (Д) и емкости с топливом (й) равно, зона 15 свободного объема в 10-15 раз превышает заданный объем топлива, а масса аккумулятора тепла в 100-50 раз превышает массу заданного объема топлива. Сосуд 3 устанавливается в гнездо термостата 16.Растворимость кислорода в топливе при заданной температуре определяют следующим образом.Сосуд 3 для нагрева топлива собирают согласно чертежу 1, причем стеклянная емкость 14 топливом не заполняется, а шприц 7 с топливом не соединен с сосудсм 3 для нагрева топлива. Последний устанавливается в гнездо термостата 16, отрегулированного на заданную температуру, и выдеркивается в течение времени, необходимого для достижения заданной температуры (для473 К, ъ = 95 мин). В испытуемое топливо вводят антиокислитель, например ионол в концентрации 0,1 вес. /О. Шприц 7 заполняют топливом с антиоксилителем в количестве 10 сми соединяют с сосудом 3 (после его прогрева). Нажатием на шток шприца заданный объем топлива переводят в сосуд 3. Оно заполняет стеклянную ем. кость 14, расположенную вдоль оси аккуму. лятора 3. Ьлагодаря тому, что масса аккумулятора в 150 раз превышает массу заданного объема топлива, оно достигает заданной температуры за 2-3 мин, В сосуде поднимается давление от испарения топлива, под действием которого производят отбор порций топлива в количестве 1 смз. Для этого с помощью медицинской иглы 2 соединяют массообменную ячейкус сосудом 3 для нагрева топлива. Открывают кран 10 и порция топлива впрыскивается в ячейку 1. Затем массообменную ячейку 1 отсоеди. няют от сосуда 3 и подсоединяют к хроматографу для проведения определения содержания растворенного в топливе кислорода (не показан). С заданной периодичностью (для т = 473 К,= 1 мин) произг;одят отборы порций топлива в массообменные ячейки по 1 см и определение содержания растворенного в них кислорода. В результате введения антиокислителя в течение 10 мин исключается убыль кислорода на окисление топлива (при= 473 К), поэтому изменение содержания растворенного кислорода в течение времени определяется только изменением растворимости газа в топливе. Обеспечение высокой скорости нагрева необходимого в связи с повышением скоростей окисления топлива при повышении температуры. В противном случае может одновременно осуществляться два процесса изменение растворимости кислорода и его расход на окисление топлива. Для предо1075116 Составнтеоь .9. Скорняков Редактор Н. Лазаренко Техред И. Берсс Корректор В. Ьхтнга Заказ 231/35 Тираж 823 11 о 1 шсн 5 с ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 415 филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4тврашения окисления в течение времени определения растворимости кислорода вводят антиокислитель в топливо - максимально повышают скорость его нагрева. Последнее достигается путем осуществления импульсного ввода топлива в устройство и максимального повышения отношения массы устройства к массе топлива, т.е. применением аккумулятора тепла, что позволяет также сократить время проведения измерения. 1 ОПолучение 2-х, 3-х повторяющихся результатов при высоких скоростях нагрева стабилизированного ацтиокислителем топлива в течение времени стабилизации 1 О мин) свидетельствует о достижении равновесия по газосодержанию между фазами.Давление в сосуде 3 повышается не только из-за повышения давления паров топлива, но и за счет сжатия газов в зоне свободного объема при заполнении его заданным обьемом топлива. Г 1 ри этом повышается как общее, так и парциальное давление в этом объеме, что может вызвать при определенных условиях затруднения во впуске пробы топлива в сосуд, уменьшение скорости достижения равновесия по газосодержанию между фазами и таким образом сни жение достоверности определений растворимости. Для уменьшения указанного влияния зона свободного объема имеет оптимальное значение, определяемое соотношением об ьемов этой зоны к объему впускаемого топлива, которое находится в интер вале 10-15.Высокая скоростьдгрева топлива зависит также от формы аккумулятора 3 тепла. В связи с тем, что эта форма должна обеспечить указанное соотношение зоны свободного объема к заданному объему топлива, аккумулятор 13 тепла выполнен ступенчатым с центральным отверстием для емкости 14 с топливом. Для сохранения высокой скорости нагрева емкость 14 с топливом окружена достаточной массой акку мулятора 13 тепла. При этом соотношение О/д, равное 2, является оптимальным.После получения двух-трех повторяю- шихся результатов содержания растворенного в порциях топливы кцс,1 Оролд и Оцрслеленця срелнего цз эцх зндчсццй Л лля вычцс,ения искомой растворимости кцсг 1 ОРОЛа ЦРИ ЗаЛДЦЦОй тех 1 ПСРДГУРЕ Л ЦСПОЛЬЗ)- ют соотгопсн 11 я:о4 К;К;Кле К; К;К 1 - поправ.ц на цзмс 1 ц ццс равНОВОС ЦОО СОСтоЯЦЦ 51 В СОСЧЛС ПО Г 11 ЗОСОЛЕРЖДЦЦК) Х 1 ЕЖЛЧ Г 11- зовой ц жидкой фаздмц, Опредсляемое температурными условиямц изх 1 еренця растворимост 11;К = - " - попрдвкд н 1 повышение ланТления возлуха прц его нагревев сосуле 1, (1:сли перед вводом заданного Обьема топлива в сосуд 3 давление в нем выравнивается с атмосферным (через кран 10),ТоК,= 1);То - температура окружающей среды, К;Т - заданная температура, К.К-ч:чФ-я 1 1 поправка на повышение парч, ч)ццального давления газа от впуска в емкость заданного объема топлива;К: ч-ч = поправка на снижение парццз ч-ч,юц;дльного давления газа цри от 4+ -У боре порций топлив из сосуда 3;ч-ч/ -объе зоны испарения в емкости лля нагрева топлива, смз;ч-заданный объем топлива, смз; ч;-объем порции топлива, 1 = 2,3- номер отбора.Таким образом, использование предлагаемого способа позво.1 цт осугцествить измерение концентрации кислорода в топливах до температуры около 500 К, сократить время цзмерецця, а также повысить точность измерений индукционного периода окисления топлив прц высоких температурах и оптимизировать содержание антцокцслителя в реактивном топливе. Кроме того реализация изобретения поможет оптимизировать требования к минимальным величинам давления в топливных системах самолетов.