Удельная теплота сгорания дизельного топлива: от чего зависит и как не ошибиться при выборе ДТ
Эффективность дизельного двигателя напрямую зависит от качества используемого топлива. Удельная теплота сгорания дизельного топлива - один из ключевых показателей, определяющих количество получаемой энергии при сгорании топлива в цилиндрах двигателя.
Понятие удельной теплоты сгорания дизельного топлива
Удельная теплота сгорания показывает, какое количество теплоты выделяется при полном сгорании единицы массы топлива. Для дизельного топлива эта величина выражается в МДж/кг или ккал/кг.
Удельная теплота сгорания дизельного топлива составляет от 42 до 45 МДж/кг в зависимости от марки.
Различают высшую и низшую теплоты сгорания. Высшая учитывает тепло, затраченное на испарение влаги в топливе. Низшая не включает теплоту конденсации водяного пара. Для оценки качества дизельного топлива используется именно низшая теплота сгорания.
Теплотворная способность дизельного топлива зависит от его химического состава - содержания углеводородов, серы, водорода и других элементов. Чем выше доля углерода и водорода, тем при прочих равных выше удельная теплота сгорания. Наличие серы, напротив, ее снижает.
- Большая удельная теплота сгорания означает высокую топливную эффективность.
- При неизменном КПД двигателя расходуется меньше топлива для получения такой же мощности.
Поэтому данный показатель имеет принципиальное значение для оценки качества дизельного топлива и работы дизельных двигателей.
Табличные значения и методы определения
Существуют установленные государственными стандартами диапазоны допустимых значений удельной теплоты сгорания различных марок дизельного топлива.
| Марка дизтоплива | Удельная теплота сгорания, МДж/кг |
| ДТ-З-К5 | 42,3 - 43,1 |
| ДТ-Л-К5 | 42,9 - 43,7 |
Фактическое значение для конкретной партии топлива можно определить в лаборатории с помощью калориметрического метода. Для этого проводят полное сжигание образца дизельного топлива в специальной установке и точно измеряют выделившееся количество теплоты.
Еще один распространенный метод - расчетный, основанный на данных о элементном составе горючего. Для этого используют формулу Менделеева . Отклонения фактической удельной теплоты сгорания от табличных значений могут быть вызваны:
- наличием примесей и добавок;
- отклонением химсостава от нормы;
- погрешностями в методиках определения.
Поэтому при контроле качества дизельного топлива важно не только знать средние показатели для данной марки, но и определять удельную теплоту сгорания непосредственно в отобранных пробах.
Повышение удельной теплоты сгорания
Существует несколько основных направлений повышения удельной теплоты сгорания дизельного топлива:
- Подбор оптимального химического состава - с максимальным содержанием углеводородов и минимальным - серы, кислорода, азота, водорода.
- Введение специальных присадок и ингибиторов, увеличивающих теплотворную способность.
- Улучшение и стабилизация характеристик топлива при хранении и транспортировке.
Для достижения максимальных значений удельной теплоты сгорания в дизельном топливе должно содержаться:
- не более 10 мг/кг серы;
- не более 25 мг/кг суммарного содержания водорода, азота и кислорода в виде различных соединений (кроме углеводородов);
Кроме того, дизельное топливо не должно содержать каких-либо примесей, снижающих его теплотворную способность и энергетическую эффективность. Эти требования к химическому составу и чистоте являются обязательными для всех марок топлива, используемых в высокооборотных дизельных двигателях.
Выбор марки дизельного топлива
Существует множество различных марок дизельного топлива как в России, так и за рубежом. Их классификация и обозначения регламентируются государственными и международными стандартами.
Российские марки дизтоплива обозначают буквой «Д» (дизельное), далее следуют буквенно-цифровые коды, указывающие на экологический класс и предельную температуру эксплуатации:
- ДТ-З-К5 - межсезонное дизтопливо 3-го экокласса
- ДТ-Л-К5 - зимнее дизтопливо 5-го экокласса
При выборе оптимальной марки дизельного топлива для конкретного двигателя необходимо учитывать:
- климатические условия эксплуатации;
- требования производителя техники к топливу;
- наличие и эффективность систем подогрева;
- экологические нормы выбросов отработавших газов.