Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 3. 20 januari 1951 - Indirekt bestämning av cetantal, av L Raoul Niklasson
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
13 januari 1951
41
Indirekt bestämning
av cetantal
Driftingenjör L Raoul Niklasson, Linköping
621.43.019.265
Det vedertagna sättet att ånge ett dieselbränsles
tänd-ningsegenskaper är att referera till cetantalet. Enligt ASTM1
är cetantalet för dieselbränsle lika med volymprocenten
n-cetan i den blandning med a-metylnaftalin, som har
samma tändningsegenskaper som det aktuella bränslet vid
provning enligt den föreskrivna metoden. Denna har
beteckningen "ASTM D 613-47 T, Cetane Method" men kallas
också "Diesel Method, CRC Test Procedure for Determining
Ignition Quality of Diesel Fuels, CRC Designation F-5-543,
F-5 Method", eller oftast "Delay Method",
fördröjningsmetoden.
Cetantalet bestämmes genom att bränslets
tändningsegenskaper ("ignition quality") jämföres med motsvarande
egenskaper hos referensbränslen med kända cetantal i en
encylindrig normalmotor (CRC-motor) under bestämda
förhållanden; bl.a. är motorns varvtal 900 ± 9 r/m. Genom
att variera motorns kompressionsförhållande för såväl
provet som för varje referensbränsle erhålles, om detta är
rätt valt, för det aktuella bränslet vid en viss
kompression en tändningsfördröjning ("delay period", dvs.
tids-intervallet mellan insprutningen och tändningen), som
ligger mellan motsvarande fördröjningar för
referensbränslena. Genom interpolering erhålles dieselbränslets cetantal.
Skillnaden i cetantalen hos de använda referensbränslena
får vara högst 5. Cetantalet anges i heltal. Vid höjning av
ett interpolerat värde bör dock observeras, att om detta
slutar på 0,5, avrundas talet till närmaste jämna heltal;
t.ex. anges 58,5 som 58 och ej som 59; 58,6 liksom 59,4
anges som 59.
En variation av denna metod används ibland, varvid
samma utrustning och referensbränslen som tidigare
utnyttjas. Denna variant kallas CCR-metoden ("Critical
Compression Ratio"). Med CCR-metoden fastlägges det
lägsta kompressionsförhållande, vid vilket dieselbränslet
tänder. Det cetantal, som därvid erhålles, anger
dieselbränslets tändningsegenskaper vid start snarare än dess
egenskaper under gång. Metoden används ej så ofta, och
om intet annat meddelas, är cetantalet bestämt enligt den
först nämnda metoden.
Ibland, speciellt i äldre litteratur, anges i stället för
bränslets cetantal dess cetental. Ursprungligen användes
nämligen som referensbränslen vid fastställande av
diesel-bränslens tändningsegenskaper blandningar av ceten och
mesitylen. På grund av den höga kostnaden för
framställning av mesitylen övergick man snart till blandningar
av ceten och a-metylnaftalin. Ceten, som har goda
tändningsegenskaper i dieselmotorer, gavs cetentalet 100 och
ct-metylnaftalin, som har dåliga tändningsegenskaper,
cetentalet 0. Tyvärr bereder det svårigheter att framställa
ceten (C10Hæ, hexadecen-1) i rent tillstånd, och dess
lagringsbeständighet är dessutom dålig. På grund av dessa
omständigheter övergick man snart till att använda cetan
(C16Hm, n-hexadecan) i stället för ceten. Cetan är
nämligen lätt att framställa och förvara och används numera
allmänt i blandning med a-metylnaftalin som
referensbränsle vid bestämning av dieselbränslens cetantal.
Tänd-villigheten är emellertid större hos cetan än hos ceten.
Förhållandet mellan ceten- och cetantal kan matematiskt
uttryckas med följande formel2’3
cetantal i= 70/80 X cetental
Av kolvätena har paraffinerna de bästa
tändningsegen-skaperna i dieselmotorer och aromaterna de sämsta. En
mellanställning i detta avseende intar naftenerna. Cetan,
som används som referensbränsle ined det givna
cetantalet 100 är ett paraffinkolväte. Det andra
referensbränslet, cK-metylnaftalin, med cetantalet 0 är ett aromatiskt
kolväte. Som jämförelse kan nämnas, att ett högt
cetantal motsvaras av ett lågt oktantal; med andra ord, ett
bränsle, som har goda tändningsegenskaper i en
dieselmotor kan ej med fördel användas i en förgasarmotor
(Ottomotor).
Bestämningen av cetantalet med tillhjälp av en
CFR-motor är dyrbar och relativt tidsödande. Varje förbrukare
av dieselbränslen kan givetvis ej ha en motoranläggning
för bestämning av cetantal till sitt förfogande, men då
det kan vara ändamålsenligt att på ett enkelt sätt kunna
kontrollera tändningsegenskaperna hos dieselbränslen, har
flera relativt enkla metoder utarbetats för detta ändamål.
Dessa metoder grundar sig på vissa fysikaliska
egenskaper hos bränslena. Här nedan skall de mest använda
metoderna anges och dessutom förhållandet mellan oktantal
och cetantal, eftersom detta kan anses ha ett allmänt
intresse.
Cetantal, beräknat på grundval av oktantalet
Dieselbränslets oktantal bestämmes enligt ASTM D 357,
"Motor Method" och cetantalet beräknas enligt följande
formel4
Cetantal = 60 — 0,5 X oktantal (Research) (1)
Jag har funnit, att cetantal, beräknade enligt nyssnämnda
formel, visar relativt god överensstämmelse med värden,
som bestämts enligt ASTM D 613, "Cetane Method".
Dieselindex som mått på dieselbränslens tändvillighet
Vid bedömning av dieselbränslens tändvillighet kan
diesel-indexet användas. Detta beräknas efter bestämning av
API-graden och anilinpunkten (°F) enligt följande
formel3
API-Baumé-grad X anilinpunkt
Dieselindex =
100
(2)
Dieselindex anges i heltal.
API-Baumé-graden (kallad efter American Petroleum
In-stitute) är en amerikansk beteckning på specifika vikten
vid 15,6°C eller 60°F och kan beräknas av följande formel
141,5
API-grad
131,5
sp. vikt vid 15,6°C
Här följer en jämförelse mellan vissa API-grader och
specifika vikter vid 15,6°C.
API-grad ........ 0 10 20 30 40 50 75 100
Specifik vikt .... 1,0760 1,0000 0,9340 0,8762 0,8251 0,7796 0,6852 0,6112
En hög API-grad motsvaras således av en låg specifik
vikt. Av kolvätena har paraffinerna de lägsta specifika
vikterna och aromaterna de högsta. Mellan dessa ligger
specifika vikterna för olefiner och naftener.
Anilinpunkten är den lägsta temperatur, vid vilken lika
stora volymer av dieselbränslet och nydestillerad anilin
bildar en klar lösning. Anilinpunkten bestämmes enligt
ASTM D 611 eller motsvarande metod. Lika stora
volymer av anilin och det dieselbränsle, som skall
undersökas, uppvärmes i ett provrör, tills en klar lösning erhålles.
Blandningen får sedan svalna, och den temperatur, vid
vilken provet grumlas, anges som dieselbränslets anilinpunkt.
Eftersom denna blir högre än normalt, om vatten finns
i provet, måste särskilda åtgärder vidtas för att avvattna
dieselbränslet före bestämningen.
Anilinpunkten hos ett bränsle står i direkt förhållande till
halten paraffinkolväten. Ju högre denna är, desto högre är
nämligen anilinpunkten. En hög anilinpunkt antyder
alltså, att bränslet har goda tändningsegenskaper. Det bör
emellertid observeras, att värdena på anilinpunkterna är
relativa, eftersom t.ex. två bränslen från olika källor kan
ha samma cetantal men olika anilinpunkter.
Goda dieselbränslen har anilinpunkter över 60°C, och
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
