Проводит бензин ток


Пожарная безопасность в устройствах электро-активации топлива «

Один из достаточно частых вопросов, который задают рядовые клиенты специалистам Конструкторского Бюро «Нитрон» звучит так: В магнитоэлектрическом активаторе-ионизаторе топлива происходит обработка топлива (бензина/дизельного топлива) электрическим током. Как так происходит? Разве можно обрабатывать жидкое топливо электрическим током? Может ли это вызвать пожароопасную ситуацию? Что происходит внутри активатора-ионизатора, в момент активации топлива электрическим током?

Это безопасно?

Ответ на этот вопрос достаточно сложный и объемный, требует для своего понимания наличия определенных технических и инженерных знаний в узкой области электротехники высоких напряжений, в области электрохимических процессов.

Давайте мы вместе попробуем разобраться в этом.

Рассмотрим блок-схему электроативатора-ионизатора топлива:

Внутри герметичного изолированного пластикового корпуса электроактиватора топлива имеется три независимых электрода: один центральный и два боковых электрода (они также являются патрубками). Корпус также снаружи экранирован металлизированной пленкой. В процессе работы электроактиватора происходит подача высоковольтного высокочастотного электрического тока специально подобранных параметров на электроды, причем ток является пульсирующим током (ток, у которого изменяется только величина, а направление остается постоянным). Иными словами подаются высокочастотные импульсы постоянного (направления) тока.

Сейчас, мы оставим тонкую физику влияния электрического тока на химические процессы внутри топлива на более поздние страницы данного доклада, и еще раз обратимся к схеме активатора.

В жидкость (топливо/бензин) помещены 2 электрода, на электроды подается высокочастотный пульсирующий ток высокого напряжения постоянного направления. Почему не возникает искры?

Почему бензин не возгорается от электрического тока?

Бензин – не проводит электрический ток

В данный момент следует напомнить вам о нескольких известных интересных фактах:

1) Бензин, как и дизельное топливо не является электропроводным. Бензин диэлектрик. Электропроводность бензина составляет не более 450 пикоСм/м,

что равно 4,5 * 10 -10 См/м.

2) Для сравнения дистиллированная вода – имеет проводимость порядка 5 * 10 -4 См/м. Электрическая проводимость бензина в 10 6 раз (миллион раз) меньше чем у воды, и это при том, что дистиллированная вода – самый настоящий диэлектрик (вода не проводит ток), а проводят ток растворенные в воде ионы солей.

Вода существует в виде молекул, а не ионов. Электричество - это поток заряженных частиц - ионов или электронов. Так вот почему тогда вода хорошо проводит ток?

Чистая вода тока не проводит. Проводят только примеси - собственная концентрация ионов в воде - десять в минус седьмой степени. НО - вода хороший растворитель и от примесей избавится не так-то просто. Собственно именно проводимость воды - показатель её чистоты (чем меньше, тем чище). И дистиллированная вода - далеко не рекордсмен чистоты, проводимость дистиллированной воды порядка 5*10 -4 См/м, дальнейшая очистка в ионообменных колонках позволяет получить сверхчистую «деионизированную» воду, проводимость которой можно получить уже меньше 5*10 -6 См/м.

Проводниками электрического тока в воде является ионы. Вода без примесей ток не проводит, так как слабо диссоциирует - превращается из молекулы Н20 в ионы Н+ и ОН-, такой воды в природе нет. В обычной воде (из крана например) ток проводят ионы растворенных в ней диссоциировавших веществ, например, ионы магния, кальция, сульфат-анионы и прочие.

Итак, бензин – диэлектрик. Бензин не проводит электрический ток.

Рассмотрим данный вопрос с другой стороны

А что если?

А что если в полости активатора упадет давление топлива и вместе с бензином (топливом) будет находиться некоторое количество насыщенных паров бензина?

Отвечаем: пожара или возгорания не случиться по нескольким причинам:

Герметичность системы топливного питания

Во-первых, за счет герметичности в системе топливного питания; в бензонасосе бензин или его чрезмерно богатая смесь присутствует даже тогда, когда бензобак пустой. Установленные на автомобилях с системой подачи топлива электробензонасосы, например производства BOSCH, находятся в бензобаке и омываются бензином.

Позвольте привести выдержки из статьи

Автомобильный электробензонасос BOSCH-0580254: устройство, принцип действия 05.03.2006

http://electromaster.ru/modules/myarticles/print.php?storyid=445

Любая система впрыска топлива, которая устанавливается на современном автомобильном двигателе внутреннего сгорания, снабжена бензонасосом с приводом от электродвигателя (ЭДВ) постоянного тока. Электробензонасос может быть расположен либо вне бензобока, но рядом с ним под днищем кузова, либо непосредственно в бензобаке, где, в таком случае, он будет погружен в бензин.

В качестве примера рассмотрим устройство и принцип действия погружного электробензонасоса серии 0580254 фирмы BOSCH, который используется во всех модификациях системы впрыска топлива «K-Jetronic». ... Бензин не проводит электрический ток, но беспрепятственно пропускает магнитные силовые линии. Поэтому на электромагнитные процессы в ЭДВ бензин никакого влияния не оказывает. Вязкость бензина очень низкая, и поэтому гидромеханическое сопротивление слоев бензина, протекающих через рабочий «воздушный» зазор ЭДВ, также незначительно. Прокачка бензина через «внутренности» электродвигателя повышает его надежность. Имеет место постоянная и эффективная промывка КЩМ и смазка проточным бензином оси вращения, на которой вращаются ротор нагнетателя и якорь ЭДВ.

В конструкции электробензонасоса нет подшипников качения. А втулки скольжения с плотной посадкой на ось лучше работают с жидкой смазкой, которой в данном случае является бензин. Помимо сказанного, бензин интенсивно охлаждает электродвигатель, который никогда не перегревается. Как следствие, электробензонасосы с прокачкой бензина через внутреннюю полость электродвигателя обеспечивают работу ДВС до 200 тыс. км пробега.

Следует заметить, что расположение электродвигателя бензонасоса в бензобаке на первый взгляд вызывает недоумение. Действительно, хорошо известно, что в КЩМ электродвигателя может возникать интенсивное искрение. Это может стать причиной взрыва бензобака, когда он пустой, а концентрация паров бензина соответствующая. Однако фирма BOSCH выпускает погружные электробензонасосы более 30 лет и случаев взрывов бензобака не зарегистри-ровано.

Объясняется этот феномен так: электроконтактная пара «щетка-ламель» не искрит, так как, во-первых, работает в режиме переключателя малых энергий, во-вторых, ее компоненты изготовлены из специально подобранных электропроводных материалов, и, в-третьих, в ЭДВ с короткозамкну той петлевой обмоткой на якоре искрение в КЩМ ограничено встречно-параллельным соединением рабочих ветвей якорной обмотки на щетках. Кроме этого, бензонасос и его ЭДВ при работе постоянно наполнены бензином, искрение в котором практически невозможно. За счет герметичности в системе топливного питания, в бензонасосе бензин или его чрезмерно богатая смесь присутствует даже тогда, когда бензобак пустой.

Таким образом, вероятность взрыва бензобака от присутствия в нем электробензонасоса сведена к нулю.

Горение без окислителя не возможно

Во-вторых, горение без окислителя не возможно.

Рассмотрим сам процесс горения с электрохимической точки зрения. Горение — сложный физико-химический процесс превращения компонентов горючей смеси в продукты сгорания с выделением теплового излучения, света и лучистой энергии. Описать природу горения можно как бурно идущее окисление.

Окислительно-восстановительные реакции, ОВР, редокс (от англ. redox ← reduction-oxidation — окисление-восстановление) — это встречно-параллельные химические реакции, протекающие с изменением степеней окисления атомов, входящих в состав реагирующих веществ, реализующихся путём перераспределения электронов между атомом-окислителем и атомом-восстановителем. В процессе окислительно-восстановительной реакции восстановитель отдаёт электроны, то есть окисляется; окислитель присоединяет электроны, то есть восстанавливается. Причём любая окислительно-восстановительная реакция представляет собой единство двух противоположных превращений — окисления и восстановления, происходящих одновременно и без отрыва одного от другого.

Моторное топливо (бензин, дизельное топливо) в любом виде, в любой фракции, в реакциях горения является восстановителем, а воздух (кислород воздушной смеси) является окислителем.

Топливо, даже имея значительное количество пузырьков с насыщенными парами в своем составе (Давление насыщенных паров бензина 38-49 кПа), является чрезмерно богатой смесью и не может возгорать в отсутствии окислителя (кислорода воздушной смеси).

Камера обработки топлива в активаторе-ионизаторе бензина является герметично замкнутой и исключает попадание воздуха внутрь, в полость камеры, ивне, сквозь корпус активатора. В то же время, достаточное для возгорания топлива количество окислителя (кислорода из воздуха) попасть в активатор из системы топливного шланга не может. Во-первых, как мы уже говорили, система топливного питания в автомобиле является герметичной.

Во-вторых, если бы достаточное для возгорания количество кислорода находилось в системе топливопитания двигателя, то возгорание возникло бы в самой системе питания раньше, чем это количество окислителя (воздуха) попало бы в камеру электроактиватора по шлангу.

Иными словами, возгорание внутри топливных шлангов должно возникнуть раньше, чем в камере активатора.

Окислителю в рабочей камере электроактиватора неоткуда взяться, без окислителя горение не возможно по определению.

Невозможность искрообразования в жидкой и пенной фазе

В жидкой среде, будь то вода или топливо, получить электрический искровой разряд крайне затруднительно, если не сказать невозможно.

Впервые этот эффект (электрический разряд в жидкости) открыл и исследовал наш соотечественник Лев Александрович Юткин. Многие теоретические и практические основы этого эффекта, названного автором электро-гидравлическим эффектом (ЭГЭ), изложены в его книге. Юткин Л.А. Электрогидравлический эффект и его применение в промышленности.Л.: Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1986. — 253 с, ил.

Электрический разряд в жидкости - эффект Юткина

Электрогидравлический эффект представляет собой высоковольтный электрический разряд в жидкой среде. При формировании электрического разряда в жидкости выделение энергии происходит в течении достаточно короткого промежутка времени. Мощный высоковольтный электрический импульс с крутым передним фронтом вызывает различные физические явления. Такие как появление сверхвысоких импульсных гидравлических давлений, электромагнитное излучение в широком спектре частот вплоть, при определенных условиях, до рентгеновского, кавитационные явления. Указанные факторы оказывают на жидкость и помещенные в нее тела различные физико-химические воздействия.

Получение электрогидравлического эффекта

Электрогидравлический разряд возникает при приложении к жидкости импульсного напряжения, достаточной амплитуды и длительности в результате чего развивается электрический пробой. Характерное время переднего фронта импульса тока разряда от долей микросекунды, до нескольких микросекунд.

Крутой передний фронт напряжения, прикладываемого к разрядному промежутку в жидкости, является отличительной чертой и непременным условием эффекта Юткина. Если фронт нарастания напряжения на разрядном промежутке в жидкости пологий, то возникающий импульс тока не приводит к желаемому эффекту. Почему так важна длительность переднего фронта? Все дело в том, что энергия, которая выделится за время нарастания импульса тока, и будет определять развитие всех эффектов, сопровождающих электрогидравлический разряд. Чем меньше будет длительность переднего фронта импульса, тем больше будет импульсный ток и пиковая мощность импульса.

Для формирования импульса с коротким передним фронтом напряжения, прикладываемого к разрядному промежутку в жидкости, Юткин использовал разрядный промежуток в газе - газовый разрядник, а для формирования определенной энергии импульса - накопительный электрический конденсатор.

Еще раз отметим: для формирования искрового разряда в жидкой фазе, необходимо сначала, предварительно сформировать этот импульсный разряд в специальном газовом разряднике, также следует использовать мощные конденсаторы с цель накопления энергии для импульса. В составе электрической схемы активатора-ионизатора топлива отсутствует газовый разрядник, а также конденсаторы достаточной для такой искры мощности.

Ввиду этого, формирование электродуговой искры в жидкой фазе топлива, как и в смешанной (пенной фазе) исключено.

Мы с Вами, совместно рассмотрели с разных сторон, так называемую, возможность «возгорания топлива внутри» электроактиватора-ионизатора топлива, производства Авторакета (Конструкторского Бюро «Нитрон»).

На основании выводов, представленных в данной статье, а также проведенных многолетних испытаний и реальной практики применения электроактиваторов топлива (для бензина и для дизельного топлива), Мы с Вами приходим к выводу о безопасности применения данного устройства.

Следует учесть, что безопасным применением, в данном случае, мы считаем применение только оригинальных изделий производства АвтоРакета (КБ «Нитрон»), поскольку все модели выпускаемые под нашим брендом:

  • прошли значительную историю развития инженерных решений и технологических доработок,
  • имеют грамотную и надежную техническую конструкцию,
  • выполнены по оригинальным проверенным и эффективным электротехническим схемам.

www.eco-tuning.ru

Электрические свойства нефтепродуктов

Электрические свойства нефтепродуктов

Ни нефть, ни иные производные от нее продукты не проводят электричество. Однако в них могут накапливаться заряды, которые способны достигать величин в несколько тысяч вольт. Так происходит в результате трения частиц и слоев между собой, трения сырья о стены цистерн, о резервуары. И этого напряжения достаточно для того, чтобы могла возникнуть искра, которая воспламенит собой всю массу нефтепродуктов.

Во избежание таких ситуаций и в целях недопущения несчастного случая все оборудование, включая причалы, сооружения для слива и загрузки, все тупики должны быть заземлены. Заземляются и цистерны, наливные суда, прочие технические средства, где происходит слив и налив топлива. При этом электросопротивление контуров заземления устройств и контуров не превышает 100 Ом.

Если нефть имеет в себе воду, соли, кислоты и щелочи, она начинает проводить ток, и токопроводность зависит от того, сколько в ней примесей, насколько они перемешаны и равномерны. То есть от того, какое качество есть у нефтяной эмульсии.

oilresurs.ru

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Cтраница 1

Электропроводность топлива Р Рў СЃ присадкой РЎРёРіР±РѕР» РїСЂРё его кратковременном хранении РІ резервуарах склада ГСМ ( РЅРµ более 7 суток) Рё последующей фильтрации РїСЂРё наливе топливозаправщиков Рё фильтрации через фильтры топливозаправщиков РўР—-22 РїСЂРё заправке рейсовых самолетов практически оставалась неизменной.  [1]

РќР° электропроводность топлива, содержащего антистатическую присадку, РјРѕРіСѓС‚ оказывать влияние РґСЂСѓРіРёРµ присадки, вводимые для улучшения эксплуатационных свойств топлив.  [2]

Авторами исследована электропроводность топлив СЃ антистатическими присадками различного состава.  [3]

Преимуществом измерения электропроводности топлив РЅР° переменном токе является возможность практически полностью исключить влияние электроочистки РЅР° результаты измерений. Однако имеются Рё дополнительные трудности, связанные СЃ отсутствием надежных измерителей малых значений переменного тока Рё СЃ появлением реактивной составляющей тока, затрудняющим измерение активной составляющей.  [4]

Р’ Советском РЎРѕСЋР·Рµ электропроводность топлива оценивают методом ГОСТ 6581 - 75 СЃ применением постоянного тока.  [5]

Р�спытания показала что электропроводность топлива РІ резервуарах РїСЂРё хранении РЅР° складе ГСМ изменялась незначительно. РџСЂРё доливе резервуаров Рё последующем хранении РЅР° складе ГСМ топлива Р Рў СЃ присадкой РЎРёРіР±РѕР» электропроводаость смешанного топлива РЅРµ остается постоянной Рё изменяется Р·Р° счет конвективного перемешивания. Однородным РїРѕ СѓСЂРѕРІРЅСЋ электропроводности топливо становится РїРѕ всей массе лишь РІ конце третьих суток.  [6]

Приведены результаты измерения электропроводности топлив РЅР° постоянном токе РїСЂРё различных условиях замера. РќР° получаемые результаты большое влияние оказывают напряжение, РїСЂРё котором РїСЂРѕРІРѕРґСЏС‚ измерения, Рё время замера сопротивления образца топлива после подачи напряжения РЅР° ячейку.  [7]

Антистатические присадки значительно повышают электропроводность топлив Рё тем самым способствуют очень быстрой релаксации зарядов статического электричества. РџСЂРё этом величина образующегося заряда Рё склонность топлива Рє электризации РїСЂРё добавлении антистатических присадок РЅРµ только РЅРµ уменьшаются, РЅРѕ РёРЅРѕРіРґР° даже увеличиваются. Электропроводность углеводородных топлив может увеличиваться РїСЂРё добавлении РјРЅРѕРіРёС… соединений ( табл. 59), однако РЅРµ РІСЃРµ РѕРЅРё применимы РІ качестве антистатических присадок РёР·-Р·Р° несоответствия РґСЂСѓРіРёС… свойств требованиям эксплуатации.  [8]

Антистатические присадки, повышая электропроводность топлива, РЅРµ просто уменьшают опасность РѕС‚ возникновения зарядов, Р° всецело исключают ее. Эти присадки уникальны тем, что обеспечивают Рё гарантируют эффект ничтожно малыми количествами - РґРѕ 10 - 4 % мае.  [9]

Причина значительного разброса величин электропроводности топлива Р Рў СЃ присадкой РЎРёРіР±РѕР» РїРѕ отдельным железнодорожным цистернам РІ процессе РёС… транспортирования РѕС‚ РќРџР— РґРѕ аэропорта РїСЂРё данных исследованиях точно РЅРµ установлена.  [10]

Весьма целесообразно применять РїСЂРёР±РѕСЂ, показывающий электропроводность топлива РІРѕ время перекачки; РѕРЅ нужен РЅРµ только потому, что позволяет глубже понять рассмотренные выше явления, РЅРѕ Рё РІ СЃРІСЏР·Рё СЃ тем, что явления релаксации зависят РѕС‚ электропроводности непосредственно РІ изучаемой среде.  [11]

Присадки ASA-3 Рё РґСЂСѓРіРёРµ противостатические присадки определяют РїРѕ электропроводности топлива ( СЃРј. РіР».  [12]

Методы, определяющие наличие противостатических присадок, основаны главным образом РЅР° изменении электропроводности топлива.  [13]

Автор [21] объясняет это увеличением подвижности РёРѕРЅРѕРІ Рё РґСЂСѓРіРёС… заряженных частиц, что РїСЂРёРІРѕРґРёС‚ Рє увеличению электропроводности топлива. Поэтому заряд Рё взаимодействие механических частиц довольно быстро уменьшаются, что РїСЂРёРІРѕРґРёС‚ Рє сокращению РёС… осаждения РЅР° электроды.  [15]

Страницы:      1    2    3    4

www.ngpedia.ru

Способность топлив к электризации

Способность топлив к электризации

В известных условиях среднедистиллятные углеводородные топлива могут электризоваться. В этом случае в объеме жидкости накапливаются заряды электростатического электричества, раз­ность потенциалов которых может достигнуть большой величины, превысить пробивное напряжение и стать причиной электриче­ских искровых разрядов вблизи поверхности раздела фаз топли­во—воздух.

Анализ 63 несчастных случаев, связанных с накоплением в нефтяных топливах статического электричества, выявил следую­щие причины взрывов и пожаров (в %):

Взрыв паровоздушной топливной смеси из-за чрезмерного скопления статического электричества возникает лишь при определен­ных условиях. К их числу относятся следующие:

1. Накопление электрического заряда достаточной величины.

2. Наличие над жидким топливом паровоздушной смеси, в ко­торой топливные пары будут находиться в пределах взрывоопас­ных концентраций.

3. Электрический разряд должен быть настолько мощным, что­бы вызванная им искра явилась источником взрыва паровоздуш­ной топливной смеси.

Возникновение этих условий определяется многочисленными факторами, часть которых зависит, от физико-химической харак­теристики топлив, а часть —от условий их эксплуатации (преж­де всего от условий хранения, чистоты, скорости перекачивания, перемешивания и др.).

Пожарная безопасность топлив определяется главным образом их температурой вспышки. Именно этот показатель положен в ос­нову классификации топлив многих стран. Температура вспышки определяется пределами выкипания топлив, а следовательно, их фракционным составом. Взрывоопасные концентрации паровоз­душной топливной смеси также зависят от фракционного состава топлив. Для авиационных топлив пределы взрывоопасных концентрацией с увеличением высоты полета (понижения атмосферно­го давления) будут смещаться в сторону более низких температур.

На рис. 41 показано изменение температуры вспышки нефтяных дистиллятных топ­лив в зависимости от их плотности, а на рис. 42 — смещение температурных пределов взрывоопасных концентраций паровоздуш­ных смесей авиационных топлив с изменением атмос­ферного давления (высоты полета и температуры).

Пределы взрывоопасных концентраций паровоздуш­ных топливных смесей обыч­но составляют от 1,3 до 7 объемн. %. Для легких ди­стиллятов этот предел опре­деляется весовым отноше­нием: пары топлива : воз­дух=1 : 8— 1 : 18.

Замечено, что из-за раз­личных условий (конфигура­ция топливного резервуара и парогазового пространства, повы­шенная концентрация растворенного кислорода в топливе, давле­ние в емкости, вспениваемость топлива из-за перемешивания, на­лива или перекачки) температура вспышки топлива приблизитель­но на 7°С ниже, чем по данным лабораторного определения.

Пожарная безопасность определяется также проводимостью топливом электричества. Углеводородная смесь плохой проводник электричества. Ее удельное сопротивление очень велико. Ниже приведены значения удельных сопротивлений некоторых нефте­продуктов (в ом•м):

Минимальная энергия искрового разряда, достаточная для вос­пламенения смеси, должна составлять не менее 0,20—0,25 мдж. Пробивной градиент потенциала воздуха, при котором общая на­пряженность поля достигнет величины, вызывающей разряд, со­ставляет (3—5) -106 в/м. В то же время известно, что искровой разряд возможен при напряжении более 300—330 в. Разряд электричества обычно происходит на острых гранях, выступах, в том числе на выступах различных датчиков верхней части баков емкостей и резервуаров, в которых хранится топливо. Разряды накопленного электричества могут быть двух типов: коронного и искрового. Большинство разрядов коронного типа. Они менее опа­сны и лишь способствуют ослаблению напряженности поля. Опас­ны искровые разряды, обладающие большой энергией.

Накапливание электрического заряда опасной величины обус­ловлено ничтожными количествами органических и неорганических примесей к углеводородам. К органическим примесям, характери­зующимся значительно большей полярностью, чем углеводороды, относятся сернистые, азотистые и все кислородные соединения, включая смолы. К неорганическим примесям относятся вода — растворенная, кристаллическая (при низких температурах) и эмульсионная, газы, в том числе кислород воздуха, насыщающие топливо, минеральные загрязнения (продукты коррозии и износа металлов, почвенная пыль) и другие загрязнения. Особенно опас­ны нерастворимые в топливе примеси, присутствующие в виде мелкодисперсных суспензий и эмульсий с частицами размером менее 1 мк, характерными для коллоидной системы. Такие части­цы, содержание которых в 1 мл топлива достигает десятков тысяч, легко ионизируются, что приводит к накоплению статического электричества.

Электрический потенциал топлив возрастает под влиянием по­вышенных температур, ультрафиолетового и ионизирующего из­лучения. Так, из бензино-лигроино-керосиновой фракции, содер­жавшей всего лишь 0,08% серы, после ультрафиолетового облу­чения выделен осадок (0,05%), оказавшийся мощным генератором электричества. Осадок имел следующий состав (в %): С—57,32; Н -6,60; О—24,19; S—5,07; N—3,59; зола (окислы железа) — 0,09. (С30Н41O9,4 N1.6S).

После удаления загрязняющих примесей из керосина прямой перегонки удельная проводимость топлива значительно снизилась. Это видно из следующих данных (в 10-12 • ом-1 • см-1):

По мере накопления продуктов окисления проводимость топ­лива возрастает. Так, исследовано изменение проводимости ди­зельного топлива, метилдодецена и додецил бензол а в условиях поглощения ими кислорода (искусственного старения). Поглощение кислорода фиксировалось не только количественно, но и путем определения функциональных групп продуктов окисления: кислот, карбонильных и гидроксильных соединений. Из данных табл. 59 видно, что с увеличением количества поглощенного кислорода (окисление велось при 110°С в присутствии меди) проводи­мость топлив и углеводородов заметно возрастает.

Интересно, что проводимость возрастает и при индукционном периоде, когда количественно оценить поглощенный кислород не представляется возможным. В дизельном топливе индукционный период составляет около 20 ч, для метилдодецена более 40 ч, а для додецил бензол а более 20 ч.

Именно у додецилбензола проводимость после 44 ч окисления достигла такой величины, которая в дизельных топливах и метилдодецене наблюдалась лишь через 150 ч окисления. По-видимому, продукты окисления метилдодецена оставались преимущественно в виде истинного раствора в углеводороде, а в додецилбензоле в виде мелкодисперсной фазы с частицами размером, характерным для коллоидного раствора. Подобно додецил бензолу окислялись и дизельные топлива, содержавшие значительное количество аро­матических углеводородов.

Таким образом, длительность хранения топлив, степень их окисления оказывают большое влияние на проводимость и, следовательно, на скорость и величину накопления заряда электростатического электричества.

Релаксация (и в связи с этим последующее исчезновение на­копленного в топливе электрического заряда) является функцией времени и определяется проводимостью жидкости. Чем выше про­водимость, тем меньше времени необходимо для релаксации заряда, тем быстрее выравнивается разность потенциалов. Для топлив с одинаковой диэлектрической проницаемостью скорость рассеи­вания заряда тем больше, чем больше проводимость.

Нa рис. 43 приведена кривая записи нарастающей напряжен­ности поля во время заправки бака самолета топливом. На кривой видны характерные «сбросы», свидетельствующие о про­исходящих разрядах и, следовательно, о частичной релаксации |скопившегося статического электричества.

Удельная проводимость нефтепродуктов возрастает с повыше­нием пределов их выкипания, что связано с содержанием неуглеводородных примесей (кислородных, сернистых, азотистых соеди­нений, смол и соединений с зольными элементами).

Удельная проводимость (в 10-14 •ом-1 •см-1) некоторых нефте­продуктов приводится ниже:

Проводимость бензино-лигроино-керосиновых фракций прямой перегонки мало различается и составляет 0,1 —1,0•10-14 •ом-1 • см-1. Для авиационных топлив, находящихся в аэропорту, эта величина может возрастать до 10 • 10-14•ом-1 •см-1. При увеличении темпе­ратуры топлива на 20 °С величина проводимости возрастает более чем на половину.

Электризация топлив резко возрастает с увеличением скорости их передвижения по трубам, распиливания с образованием капельно- и паровоздушной смеси. Характер движения жидкого топ­лива также оказывает значительное влияние на величину накап­ливающегося статического электричества (рис. 44). При низ­ких температурах многие топливопроводящие материалы стано­вятся в большей степени диэлектриками (например, гибкие шлан­ги), благодаря чему в емкость топли­во поступает с большим электриче­ским зарядом.

Шероховатая, загрязненная продук­тами коррозии металлическая поверх­ность, соприкасающаяся с топливом, способствует накоплению статического электричества гораздо в большей сте­пени, чем очищенная и гладкая по­верхность.

Возникновение и накопление элек­тричества при перекачке или переме­шивании (аэрации) топлива объясняет­ся сосредоточением ионов на поверх­ности раздела фаз. Неуглеводородные соединения, загрязняющие топлива, при этом диссоциируют на положи­тельные и отрицательные ионы. При неподвижном топливе ионы с противо­положным зарядом образуют вблизи внутренней стенки трубы более или менее стабильный слой зарядов, благодаря чему создается как бы ней­тральная электрическая система. С пе­ремещением топлива перемещается слой ионов одного заряда вдоль слоя ионов противоположного заряда, ад­сорбированного на стенке трубы. Возникает электрический заряд, перемещающийся и накапливающийся в емкости, куда перекачи­вается топливо. В обводненном топливе скапливающийся электри­ческий заряд выше, чем в сухом. Присутствие влаги приводит к увеличению поверхности раздела фаз в углеводородной среде. Рез­ким увеличением поверхности объясняется повышенная электри­зация топлива при фильтрации. Так, при фильтрации топлива че­рез фильтр сверхтонкой очистки заряд в баке возрастал в 10— 200 раз.

О том, как велико влияние скорости перекачки на величину заряда дают представление результаты замера электростатиче­ского потенциала, возникавшего при перекачке дизельного топли­ва из бака в бак на лабораторной установке через медную трубку диаметром б мм и длиной 500 мм. Режим движения топлива был ламинарный. Электростатический потенциал измерялся относи­тельно земли.

При скоростях перекачки 1,6; 2,8; 3,8 м/сек напряжение со­ставляло соответственно 590, 1110, 1630.

Практически все материалы, контактирующие с углеводород­ным топливом (топливопроводы, баки, емкости, технические сред­ства из резины и пластмассы, фильтры, особенно бумажные, зам­шевые, суконные и тканевые, водосепараторы) являются мощными, генераторами электрического заряда. В этом отношении их влия­ние гораздо сильнее, чем скорость и характер перекачки топлива. Для предотвращения пожаров и взрывов углеводородных топлив в связи с накоплением статического электричества следует исклю­чить возможность появления искровых разрядов в паровоздушном пространстве над топливом и довести до минимума возникающий заряд в жидкой фазе топлива. Замечено, что топливо практически не заряжается при проводимости менее 1 • 10-14 •ом•-1см-1. Такое топливо характеризуется высокой чистотой, поддерживать кото­рую практически весьма трудно. Чтобы избежать опасности ис­кровых разрядов при использовании современных средств и мето­дов заправки, удельная проводимость топлива должна быть не менее 50• 10-14•ом-1•см-1. Только в этом случае происходит достаточно быстрая релаксация заряда скапливающегося статиче­ского электричества. При проводимости ниже 50•10-14•ом-1 •см-1 электрический заряд рассеивается недостаточно быстро; поэтому он может скапливаться и достигать опасной величины. При про­водимости топлива 10-11—10-12 ом-1 • см-1 релаксация заряда про­исходит почти мгновенно.

Обследование проводимости авиационных топлив во многих международных аэропортах, расположенных в различных стра­нах мира, позволило получить интересные данные. В 13% обследованных партий топлив проводимость была ниже 1 • 10-14•ом-1 •см-1 в 70%— ниже 5• 10-14• ом-1 • см-1. Эти значения свидетельствовали о весьма высокой степени чистоты топлив. Меж­ду тем, проводимость образцов топлив, отобранных в аэропортах, была выше, чем в емкостях нефтеперерабатывающих заводов.

На рис. 45 приведены данные о проводимости образцов реак­тивных топлив, отобранных в различных аэропортах.

Кроме проведения мероприятий, ограничивающих загрязнение, обводнение, аэрацию, перемешивание, чрезмерно быструю пере­качку и излишнюю фильтрацию топлив, все больше внимания уде­ляется присадкам, введением которых можно повысить проводи­мость топлив, исключив тем самым скопление опасных по величи­не зарядов статического электричества.

Известно много патентов, в которых в качестве таких приса­док предлагаются металлооргаиические соединения или соли.

Наиболее эффективные присадки, вводимые в топлива в коли­честве 0,001—0,05 вес. %, увеличивают проводимость у бензинов с 0,3• 10-12 до 10• 10-12 ом-1 •м-1, у реактивного топлива с 0,02• 10-12 40 • 10?12 ом-1 • м-1 до значений выше 10-10 ом-1•м-1. Примером может служить присадка фирмы «Shell» ASA-3, представляющая собой смесь трех компонентов: алкилсалицилат хрома с 14—18 атомами углерода в алкильной группе, ди-(2-этилгексил)-сульфосукцинат кальция и не содержащий металла органический поли­мер. Добавление 0,0001% такой присадки сообщает топливу проводимость, равную 50 • 10-14•ом-1•см-1. С увеличением концен­трации присадки в топливе величина удельной проводимости его растет.

Такие присадки применяются пока мало.

Одним из недостатков применения присадок является введение; ними в топливо крайне нежелательных зольных элементов — металлов.

Наряду с присадками наиболее эффективной мерой предотвра­щения скопления недопустимых по мощности зарядов статического электричества является ограничение скорости перекачки топлива. При перекачке топлива со скоростью 6 м/сек большая часть элек­трического заряда рассеивается в шланге на стороне выдачи топ­лива. Однако если в шланге создается двухфазная система топ­ливо— вода или топливо — воздух, скорость перекачки следует снизить до 1 м/сек.

В современных транспортных реактивных самолетах топливная заправка достигает 60 м3. Предельной эксплуатационной ско­ростью заправки топливом таких самолетов считается 3.8 м3/мин. Возможно, в связи с такими ограничениями взрывы из-за чрезмерного накопления статического электричества в топливных баках самолетов в гражданской авиации не наблюдаются.

К весьма эффективным мерам, предотвращающим или огра­ничивающим накопление статического электричества, относится систематическая очистка топлив от загрязняющих пэимесей орга­нического и минерального характера. Очистка топлив от загряз­нений достигается в процессе производства, а также фильтрацией, отделением воды, максимально возможной изоляцией от кислоро­да воздуха, действия света, повышенной температуры и др. Топливо рекомендуется хранить в резервуарах с плавающими крыша­ми, что ограничивает объем паровоздушной смеси над ним.

Заполнение емкости свободно падающей струей топлива мо­жет привести к появлению высоких потенциалов и разрядов, электричества. Поэтому заполнять емкость через газовое пространство свободной струей чрезвычайно опасно. Топливо необходимо зака­чивать под слой топлива. Для уменьшения ,.его разбрызгивания применяют направляющие диффузоры, распределяющие топливо по придонной части емкости. Топливо следует закачивать »в ем­кости с минимальной скоростью до тех пор, пока патрубок не будет полностью погружен в жидкость. Нужно избегать переме­шивания топлива воздухом, паром, газом, механическими средст­вами (струйные сопла, рециркуляция и др.) В отдельные отсеки танкера топливо следует закачивать со скоростью не более 0,9 м/сек. Опасность пожара и взрыва становится особенно велика, когда топливо заливают при температуре выше темпера­туры его вспышки.

Технические средства, предназначенные для топлив (резервуа­ры, перекачивающие механизмы, топливный транспорт, трубопро­воды), должны быть тщательно заземлены при их эксплуатации.

Не получили пока широкого распространения предложенные специальные конструкционные материалы, ускоряющие релаксацию накопившегося статического электричества в топливе, а также применение инертного очищенного газа для заполнения над топливного пространства в емкостях.

Для измерения напряженности электростатического поля разра­ботаны приборы. В одном из них вращающаяся пластинка в от­сутствие поля наклонена под углом 30° к горизонтали. При поме­щении в электрическое поле на ней индуцируются заряды, и она поворачивается против часовой стрелки, преодолевая натяжение пружины. На этой же оси расположен переменный конденсатор, включенный в контур радиочастотного генератора. Изменение ча­стоты генератора фиксируется приемником на крыше резервуара. Питается генератор от имеющихся в нем батарей. Предложе­ны приборы других систем: световой и звуковой сигнализации для обнаружения статического электричества.

Описан прибор «ЕR» для определения электризуемости топлива. В нем непрерывно циркулирует 3,8 л топлива со ско­ростью 15.2 л/мин через трубу из нержавеющей стали диаметром 25 мм., заполненную стекловатой. Микроамперметром измеряется количество электростатических зарядов, поступающих в резервуар. Электрические разряды, образующиеся в фильтре, регистрируются специальным радиоприемником.

vdvizhke.ru


Смотрите также


Интересующую Вас информацию Вы можете уточнить у наших специалистов, заполнив форму, приведенную ниже. Мы с радостью Вас проконсультируем!
Почта:
Ваше Имя:
Сообщение:
30+5