Войти
Цетановое число (цетановое число ) является индикатором горения скорость дизельного топлива и сжатие, необходимое для зажигания. Он играет такую же роль для дизельного топлива, как с октановым числом для бензина. КЧ является важным фактором при определении качества дизельного топлива, но не единственным; другие измерения качества дизельного топлива включают (но не ограничиваются ими) энергосодержание, плотность, смазывающую способность, хладотекучесть и содержание серы.
Цетановое число (или CN) является обратной функцией воспламенения топлива delay, период времени между началом воспламенения и первым идентифицируемым повышением давления во время сгорания топлива. В конкретном дизельном двигателе топлива с более высоким цетановым числом будут иметь более короткие периоды задержки воспламенения, чем топлива с низким цетановым числом. Цетановое число используется только для относительно легких дистиллятных дизельных масел. Для тяжелого (остаточного) жидкого топлива используются две другие шкалы, CCAI и CII.
Обычно дизельные двигатели хорошо работают с CN от 48 до 50. Топливо с более низким цетановым числом имеет более длительную задержку воспламенения, что требует больше времени для завершения процесса сгорания топлива. Следовательно, более высокоскоростные дизельные двигатели работают более эффективно с топливом с более высоким цетановым числом.
В Европе цетановое число дизельного топлива было установлено на минимальном уровне 38 в 1994 г. и 40 в 2000 г. Действующий стандарт для дизельного топлива, продаваемого в Европейском Союзе, Исландии, Норвегия и Швейцария установлен в EN 590 с минимальным цетановым индексом 46 и минимальным цетановым числом 51. Дизельное топливо премиум-класса топливо может иметь цетановое число до 60.
В Финляндии дизельное топливо премиум-класса, продаваемое АЗС сетями St1 (Diesel Plus), Shell (содержащее GTL) и ABC (Smart Diesel) имеют минимальное цетановое число 60 при типичном значении 63. Neste MY возобновляемое дизельное топливо, продаваемое в Финляндии, имеет минимальное цетановое число 70.
В Северной Америке большинство штатов принимают ASTM D975 в качестве стандарта на дизельное топливо, а минимальное цетановое число установлено на 40, с типичными значениями в диапазоне 42-45. Дизели премиум-класса могут иметь или не иметь более высокое цетановое число, в зависимости от поставщика. В дизельном топливе премиум-класса часто используются присадки для улучшения CN и смазывающие свойства, детергенты для очистки топливных форсунок и минимизации углерода. отложения, водные диспергаторы и другие добавки в зависимости от географических и сезонных потребностей.. Дизельное топливо Калифорнии имеет минимальное цетановое число 53. В рамках программы Texas Low Emission Diesel (TxLED) есть 110 округов, где дизельное топливо должно иметь цетановое число 48 или выше, либо необходимо использовать одобренный альтернативный состав или соответствовать установленным альтернативным ограничениям.
Neste MY Renewable Diesel, продаваемый в Северной Америке, имеет цетановое число 75-85.
Алкилнитраты (главным образом 2-этилгексилнитрат) и ди-трет-бутилпероксид используются в качестве добавок для повышения цетанового числа.
Биодизель из источников растительного масла были зарегистрированы как имеющие диапазон цетанового числа от 46 до 52, а цетановое число биодизеля на основе животного жира - от 56 до 60. Диметиловый эфир является потенциальным дизельным топливом, поскольку он имеет высокое цетановое число (55-60) и может производиться в виде биотоплива. В качестве дизельного топлива можно использовать самые простые эфиры, включая жидкие, такие как диэтиловый эфир, хотя смазывающая способность может вызывать беспокойство.
Цетан - это химическое соединение с химической формулой n-C 16H34, сегодня называемое гексадеканом в соответствии с правилами IUPAC. Это неразветвленный алкан, насыщенная углеводородная цепь без циклов. Цетан очень легко воспламеняется при сжатии, поэтому ему было присвоено цетановое число 100, а альфа-метилнафталину было присвоено цетановое число 0. Все остальные углеводороды в дизельном топливе индексированы. к цетану - насколько хорошо они воспламеняются при сжатии. Таким образом, цетановое число измеряет, насколько быстро топливо начинает гореть (самовоспламеняется) в условиях дизельного двигателя. Поскольку в дизельном топливе есть сотни компонентов, каждый из которых имеет различное цетановое качество, общее цетановое число дизельного топлива является средним цетановым качеством всех компонентов (строго говоря, компоненты с высоким цетановым числом будут иметь непропорциональное влияние, поэтому использование высокоцетановые добавки).
Точные измерения цетанового числа довольно сложны, так как для этого требуется сжигание топлива в редком дизельном двигателе, называемом двигателем Cooperative Fuel Research (CFR), в стандартных условиях испытаний.. Оператор двигателя CFR использует маховик для увеличения степени сжатия (и, следовательно, пикового давления в цилиндре) двигателя до тех пор, пока время между впрыском топлива и зажиганием не составит 2,407 мс. Затем рассчитывается полученное цетановое число, определяя, какая смесь цетана (гексадекан ) и изоцетана (2,2,4,4,6,8,8 -гептаметилнонан) приведет к такой же задержке воспламенения.
Еще одним надежным методом измерения производного цетанового числа (DCN) дизельного топлива является тестер качества зажигания (IQT). Этот инструмент применяет более простой и надежный подход к измерению CN, чем CFR. Топливо впрыскивается в камеру сгорания постоянного объема при температуре приблизительно 575 ° C и давлении 310 фунтов на квадратный дюйм. Время между началом впрыска и восстановлением давления в камере сгорания до 310 фунтов на квадратный дюйм определяется как задержка воспламенения. Эта измеренная задержка воспламенения затем используется для расчета DCN топлива. Затем рассчитывается DCN топлива с использованием эмпирической обратной зависимости от задержки зажигания. Из-за воспроизводимости, стоимости материала и скорости IQT, он был окончательным источником для измерений топлива DCN с конца 2000-х.
Еще один надежный метод измерения полученное цетановое число дизельного топлива - это прибор для проверки воспламенения топлива (FIT). Этот прибор применяет более простой и надежный подход к измерению CN, чем CFR. Топливо впрыскивается в камеру сгорания постоянного объема, в которой температура окружающей среды составляет приблизительно 575 ° C. Топливо сгорает, и высокая скорость изменения давления в камере определяет начало сгорания. Затем можно рассчитать задержку воспламенения топлива как разницу во времени между началом впрыска топлива и началом сгорания. Затем производное цетановое число топлива можно рассчитать с использованием эмпирической обратной зависимости от задержки воспламенения.
Другой метод, которым потребители топлива контролируют качество, заключается в использовании цетанового индекса (CI), который представляет собой расчетное число на основе плотности и диапазона дистилляции. топлива. Существуют различные версии этого, в зависимости от того, используются ли метрические или британские единицы измерения, и сколько точек дистилляции используется. В наши дни большинство нефтяных компаний используют «4-точечный метод», ASTM D4737, основанный на плотности, температурах извлечения 10%, 50% и 90%. «2-точечный метод» определен в ASTM D976 и использует только плотность и температуру восстановления 50%. Этот 2-балльный метод имеет тенденцию к завышению цетанового индекса и не рекомендуется. Расчеты цетанового индекса не могут учитывать добавки, повышающие цетановое число, и, следовательно, не измеряют общее цетановое число для дизельного топлива с добавками. Работа дизельного двигателя в первую очередь связана с фактическим цетановым числом, а цетановый индекс - это просто оценка базового (без добавления) цетанового числа.
Отраслевые стандарты для измерения цетанового числа: ASTM D613 (ISO 5165) для двигателя CFR, D6890 для IQT и D7170 для FIT.
