Керосин является горючей смесью из жидких углеводов, получаемая путем перегонки прямого типа или процессом ректификации нефти, а также переработки нефти вторичного типа с гидроочисткой при необходимости. Это смесь является бесцветной, слегка маслянистая на ощупь и имеет температуру кипения от 150 до 250 градусов Цельсия.
Применение керосина различно. Его используют как горючий компонент ракетного топлива жидкого типа, как реактивное топливо, как горючее при обжиге фарфоровых и стеклянных изделий, в различных аппаратах для резки металла, для бытовых осветительных и нагревательных приборов, а также как растворитель и сырье для промышленности нефтеперерабатывающего типа.
Этот вид материала получил свое название «Керосин» благодаря английскому слову «kerosene», которое в свою очередь произошло от греческого слова «κηρός», что означает в переводе – воск.
При работе с керосином важно учитывать его качество. С этим определиться поможет такой параметр как удельный вес керосина.
История
Сведения о дистилляции нефти начинаются с Х века н.э.. Однако широкого применения продукты дистилляции не находили несмотря на сведения о использовании нефти в масляных лампах. Начало промышленному использованию светлых нефтепродуктов в освещении было положено в 40-50-х годах XIX века. Разными людьми было продемонстрировано получение светлой малопахучей горючей жидкости перегонкой из угля, битума, нефти. Был получен ряд патентов. В 1851 году вступила в строй первая промышленная перегонная установка в Англии. В 1854 была зарегистрирована торговая марка «керосин». Начался процесс адаптации масляных ламп в керосиновую лампу. В 1853 году, во Львове работники аптеки Петра Миколяша «Под золотой звездой», Игнатий Лукасевич и Ян Зег разработали методику дистилляции и очистки нефти Теперь можно было начать производство керосина, или «новой камфины», как называл керосин Лукашевич. В декабре 1853 года ученые получили австрийский патент. В этом же году Зег открыл во Львове первое небольшое нефтеперерабатывающее предприятие. В XIX веке из продуктов перегонки нефти использовали только керосин (для освещения), а получавшийся бензин и другие нефтепродукты имели крайне ограниченное применение. Например, бензин применялся в аптекарских и ветеринарных целях, а также в качестве бытового растворителя, и поэтому большие его запасы нефтепромышленники попросту выжигали в ямах или сливали в водоёмы. В 1911 году керосин уступил бензину своё лидирующее положение на мировом рынке нефтепродуктов из-за распространения двигателей внутреннего сгорания и электрического освещения. Вновь значение керосина начало возрастать только с 1950-х, ввиду развития реактивной и турбовинтовой авиации, для которой именно этот вид нефтепродуктов (авиакеросин) оказался практически идеальным топливом. Интересно и происхождение слова керосин. Так, в Русской энциклопедии (т. 10, с. 42), изданной в Петербурге книжным товариществом «Деятель», сказано: «Керосин… введен в продажу торговым домом „Кэрръ и сынъ“ („Care and Son“), отсюда название». Однако в Большой советской энциклопедии мы читаем: «Керосин (англ. kerosene, от греческого kerós — воск)»
Стратосфера
Стратосфера является вторым по величине слоём атмосферы, а также вторым, ближайшим к Земной поверхности. По оценкам, он содержит около 15% от общей массы атмосферы Земли.
Толщина стратосферы составляет 35 км от тропопаузы, что означает, что она расположена между тропосферой и мезосферой. Термин «стратосфера» происходит от греческого strato (значит «слой») для обозначения того факта, что сама стратосфера подразделяется на другие более тонкие слои.
Слои стратосферы образуются из-за отсутствия климатических явлений, которые смешивают воздух. Таким образом, существует чёткое разделение между холодным и тяжёлым воздухом внизу и тёплым, лёгким воздухом сверху. Таким образом, с точки зрения температуры стратосфера работает точно противоположно тропосфере.
Поскольку эта зона более высокой вертикальной стабильности (без перемещений воздуха), пилоты самолётов, как правило, остаются в начале стратосферы, чтобы избежать турбулентности. Именно на этой высоте самолёты и воздушные шары достигают максимальной эффективности.
Некоторые самолёты, особенно реактивные, влетают в стратосферу, чтобы избежать воздухообмен.
Стратосфера также содержит хорошо известный озоновый слой, который поглощает большую часть ультрафиолетового излучения солнца. Без озонового слоя жизнь на Земле, какой мы её знаем, была бы невозможна.
Подобно тропосфере, стратосфера также имеет область, которая ограничивает её конец и показывает начало мезосферы, которая называется стратопауза.
Состав стратосферы
Большинство элементов, найденных на поверхности Земли и в тропосфере, не достигают стратосферы. Вместо этого они обычно:
- разлагаются в тропосфере;
- могут быть устранены солнечным светом;
- могут переноситься на поверхность Земли через дождь или другие осадки.
Из-за инверсии в динамике температуры между тропосферой и стратосферой воздух практически не обменивается между двумя слоями, в результате чего испарения воды существуют в стратосфере только в незначительных количествах. По этой причине в этом слое чрезвычайно редко образование облаков.
Что касается газов, стратосфера образована преимущественно озоном, присутствующим в озоновом слое. Считается, что 90% всего озона в атмосфере находится в этой области. Кроме того, стратосфера содержит элементы, переносимые извержениями вулканов, такие, как оксиды азота, азотная кислота, галогены и т. д.
Температура стратосферы
Температура в стратосфере увеличивается с увеличением высоты, варьируя от -51 ° C в самой низкой точке (тропопауза) до -3 ° C в самой высокой точке (стратопауза).
Что это?
Керосин — это горючая смесь, состоящая из жидких углеводородов. Температура кипения керосина варьируется в пределах 150-250° по Цельсию. Это прозрачная, не имеющая цвет (в некоторых случаях желтоватая) жидкость, чуть маслянистая на ощупь.
Само слово произошло от англ. kerosene. В свою очередь, оно имеет греческие корни: κηρός — «воск».
Керосин получается путем прямой перегонки или ратификации нефти. Иногда — посредством ее вторичной переработки. В некоторых случаях продукт подвергают гидроочистке.
Получение керосина
Удивительные свойства нефти изменять свои характеристики в результате дистилляции замечены много веков назад. Но только в XVIII веке начали использовать продукты, полученные в результате данного процесса. Уже тогда ученые писали о том, что в результате перегонки нефть изменяет свой цвет с темного на светло-желтый. При этом отмечалось, что, в отличие от исходного материала, светлое вещество загорается очень легко. Эти наблюдения и легли в основу дальнейшего использования нефти и получения керосина.
Керосин получается из нефти путем ее перегонки (или ректификации). Второй вариант — вторичная переработка все того же «черного золота». В отдельных случаях состав подвергают дополнительно гидроочистке. Данный процесс улучшает качество вещества. В результате данных процессов содержание ароматических углеводородов в веществе становится равным 14-30 %.
Керосин осветительный получается из простого керосина. Для этого последний подвергается гидроочистке. Если рассматривать этот процесс с химической точки зрения, то атомы водорода присоединяются к молекулам углеводородов, входящих в состав керосина. В результате этого нарушаются связи молекул с серой и другими химическими элементами. Таким образом ненужные компоненты удаляются.
Состав вещества
Мы разобрались с температурой кипения керосина. Теперь представим состав данного продукта. Он не является универсальным и эталонным, так как зависит от сырья — нефти, ее способа переработки и химического состава.
Итак, состав керосина по ГОСТ:
- Алифатические предельные углеводороды — 20-60% от общей массы.
- Углеводороды нафтеновые — 20-50%.
- Ароматические бициклические углеводороды — 5-25%.
- Углеводороды непредельные — до 2%.
- Незначительное содержание примесей — сернистых, кислородных или азотистых.
Представим теперь важнейшие свойства данного вещества.
| Вещество | Содержание, % | ©PetroDigest.ru |
| Парафины (алканы) | 20 — 60 | |
| Нафтены (циклоалканы) | 20 — 50 | |
| Бициклические ароматические углеводороды | 5 — 25 | |
| Непредельные углеводороды | до 2 % | |
| Серо-, азот, кислородсодержащие примеси | присутствуют |
Авиационный
Подразделяется на реактивное и самолетное горючее. Имеет высокую отметку воспламенения, а также:
- Подходит для смазки моторов и систем подачи горючего разной авиатехники.
- Используется в качестве хладагента.
- Характеризуется повышенной окисляемостью при нагревании.
- Отличается стабильностью показателей.
- Обладает стойкостью к низким температурным отметкам.
Керосин нередко применяют для удаления налета и ржавчины на узлах техники
Технический
Согласно ГОСТу 18499-73, в составе сортов КТ-1 и КТ-2 может содержаться не более 7% ароматических углеродов. Вещество служит сырьем для производства этилена, а также заменяет прочие растворители и вещества для мытья или чистки:
- Узлов оборудования.
- Деталей транспорта.
До 20 % керосина можно добавлять в летний дизель. Это позволяет снизить температурную отметку застывания, без потери эксплуатационных качеств солярки.
Чтобы определить, на какой температурной отметке произойдет помутнение керосина, нужно провести оптический опыт. Необходимо наблюдать за изменением пропускной способности вещества, относительно световых лучей
Осветительный
Благодаря составу, регламентированному ГОСТами «Керосин осветительный из сернистой нефти» 11128-65 и «Керосин осветительный» 4753-68, при сжигании продукта не образуется черная копоть и нагар. Применяется вещество для бытовых осветительных и нагревательных приборов — примусов, керосинок и керогазов. Его используют для снятия застаревших лакокрасочных покрытий. Подходит керосин для:
- Очистки.
- Растворения.
- Промывки.
- Обезжиривания.
- Пропитки.
Осветительный керосин, химический состав которого характеризуется сильной испаряемостью, безопасен для окружающих. Содержание паров не превышает 300 мг на 1 м3.
Состав керосина позволяет применять его для обжига продукции из стекла и фарфора
Состав и свойства керосина
Керосин, состав и свойства которого подходят для создания реактивного горючего, заправки различных приборов и промывки механизмов, отличается высокой степенью прокачиваемости. Также он востребован благодаря отсутствию новообразований и отложений.
Керосин как горючее имеет широкий спектр применения, от ракет до камер для обжига и приборов освещения
Способ переработки сырья отражается на содержании различных примесей. В нем могут присутствовать кислородные, сернистые и азотные соединения. Число углеводородов указывается в процентах:
- Непредельные – до 2.
- Ароматические – от 5 до 25.
- Нафтеновые – от 20 до 50.
- Алифатические – от 20 до 60.
При различных t фракционный состав керосина меняет свой объем. Для 20°С и 25°С – 200%, для 80°С – 270%. Грамотное расщепление сложно компонентной смеси на отдельные части проводится исходя из свойств продуктов нефти.
Выписка показателей керосина в соответствии с ГОСТом 4753-68
Кинематическая вязкость
При характеристике керосина по ГОСТу будет актуальной и эта позиция. Надо сказать, что вязкость углеводородов, входящих в состав данного продукта существенно изменяется с понижением/повышением его температуры. Чем последняя будет выше, тем меньше становится вязкость.
Это весьма важная характеристика. Вязкость керосинов оказывает большое влияние на ряд эксплуатационных особенностей топливных систем летательных аппаратов, а также процессы сгорания и смесеобразования в двигателе.
Так, вязкость керосина при 20 °С составляет 1,2 — 4,5 мм2/с.
Характеристики авиационного керосина РТ
| Наименование показателя | Норма | Фактич. |
| Плотность при 20 оС, кг/м3, не менее | 775 | 785,4 |
| Вязкость кинематическая, мм2/с (сСт): | ||
| при 20°С, не менее | 1,25 | 1,360 |
| при минус 40°С, не более | 6,16 | 5,581 |
| Низшая теплота сгорания, кДж/кг, не менее | 43120 | 43358 |
| Температура вспышки в закрытом тигле, оС, не ниже | 28 | 41 |
| Температура начала кристаллизации, оС, не выше | -55 | -55 |
| Термоокислительная стабильность в статических условиях при 150 оС, концентрация осадка, мг на 100 см3 топлива, не болеер | 6 | 6.4 |
| Массовая доля ароматических углеводородов, %, не более | 22 | 15.6 |
| Концентрация фактических смол, мг на 100 см3 топлива, не более | 6 | 6.3 |
| Массовая доля общей серы, %, не более | 0,10 | 0,01 |
| Содержание водорастворимых кислот и щелочей | отсутствие | отсутствие |
Плотность
Одна из важнейших характеристик, используемых в отношении всех нефтепродуктов. И если сравнить плотность керосина и воды, мы увидим, что последняя будет выше. Приведем конкретные цифры:
- Плотность воды дистиллированной при «идеальной» температуре 3,7 °С — 1000 кг/м3.
- Плотность воды морской при «идеальной» температуре 3,7 °С — 1030 кг/м3.
- Плотность воды кипящей при 100 °С — 958,4 кг/м3.
Для дальнейшего сравнения плотности воды и керосина познакомимся с этой характеристикой уже касательно нефтепродукта. Это 800 кг/м3.
Надо сказать, что на первых этапах развития нефтяной промышленности плотность была единственной характеристикой керосина. Сегодня же на практике чаще всего используют такую величину, как относительная плотность. Это безразмерный показатель, равный соотношению истинных плотностей данного нефтепродукта и дистиллированной воды, взятых для сравнения при определенных температурах.
Так, плотность керосина при 20 °С будет составлять от 780 до 850 кг/м3.
Как определить
Чтобы определить плотность керосина необходимо использовать относительные величины. При +20°С показатель может составлять 780 до 850 кг/м3. Чтобы провести расчеты можно воспользоваться формулой:
Р20 = РT + Y(T + 20)
В данном уравнении:
- Р – плотность горючего при t° испытания (кг/м3).
- Y – усредненная температурная поправка, кг/м3 (град).
- T – показатель тепла, при котором произведены измерения плотности (°С).
При выборе ГСМ необходимо учитывать характеристики, приведенные в паспорте качества.
При нагревании керосина Т-1 его плотность снижается, поскольку происходит тепловое расширение и рост объема за счет теплового расширения. Так при t° + 270°С, плотность марки Т-1 будет 618 кг/м3.
От чего зависит плотность керосина в кг/м3
Рассмотрим плотность керосина (кг/м3), на примере марки Т-1, зависит она от:
- Фракционного состава.
- Способа производства.
- Условий хранения.
- Температуры вещества.
Увеличивается показатель пропорционально содержанию в составе образца тяжелых углеводородов. Ниже представлены показатели плотности в кубических метрах на килограмм при градации t° от +20°С до +270°С.
Таблица: Плотность керосина при различных температурных показателях с интервалом 10 °С
Температура вспышки
Следующая после температуры кипения керосина характеристика – температура вспышки. Это параметр, по которому определяется степень пожарной опасности данной жидкости. Тут температура вспышки керосина будет варьироваться от 28 до 60 °С.
Надо сказать, что эта характеристика строго контролируется стандартами для предотвращения попадания в топливо бензина, который способен резко повысить его огнеопасность. Практическое определение температуры реактивных вспышек керосиновой жидкости предписывается стандартами всех государств мира.
Физические свойства воздуха:
| Наименование параметра | Значение |
| Цвет | бесцветный |
| Вкус | без вкуса |
| Запах | без запаха |
| Прозрачность | полностью прозрачен |
| Средняя молярная масса (средняя масса одного моля вещества), г/моль | 28,98 |
| Плотность сухого воздуха при нормальном атмосферном давлении (101 325 Па или 1 атм.) и температуре 0 °C , кг/м3 | 1,292 |
| Плотность сухого воздуха при нормальном атмосферном давлении (101 325 Па или 1 атм.) и температуре 0 °C , г/см3 | 0,001292 |
| Плотность сухого воздуха при нормальном атмосферном давлении (101 325 Па или 1 атм.) и температуре 20 °C , кг/м3 | 1,2041 |
| Плотность сухого воздуха при нормальном атмосферном давлении (101 325 Па или 1 атм.) и температуре 20 °C , г/см3 | 0,0012041 |
| Температура кипения воздуха при нормальном атмосферном давлении, оС | -192 |
| Температура плавления воздуха при нормальном атмосферном давлении, оС | -213 |
| Средняя удельная теплоемкость при постоянном давлении (101 325 Па или 1 атм.), кДж / (кг·К) | 1,006 |
| Средняя удельная теплоемкость при постоянном объеме (при нормальном атмосферном давлении), кДж/(кг·К) | 0,717 |
| Показатель адиабаты воздуха (отношение теплоемкости при постоянном давлении к теплоемкости при постоянном объеме) (при нормальном атмосферном давлении) | 1,40 |
| Теплопроводность воздуха при 0 ℃ и нормальном атмосферном давлении, Вт / (м·К) | 0,0243 |
| Скорость звука в воздухе при нормальных условиях, м/с (км/ч) | 331 (1193) |
| Средний коэффициент теплового расширения воздуха в интервале температур 0-100°C (изменение объема при постепенном увеличении температуры при постоянном нормальном атмосферном давлении), 1/К | 3,67·10−3 |
| Коэффициент динамической вязкости воздуха при нормальных условиях и нормальном атмосферном давлении (динамическая вязкость – внутреннее сопротивление молекул движению внутри вещества согласно закону Ньютона), мкПа·с | 17,2 |
| Растворимость воздуха в воде, см3/л | 29,18 |
| Показатель преломления воздуха при нормальных условиях и нормальном атмосферном давлении (показатель преломления означает изменение угла движения световых и любых других волн в веществе) | 1,0002926 |
| Коэффициент изменения показателя преломления (при нормальных условиях и нормальном атмосферном давлении), 1/Pa | 2,8·10−9 |
| Средняя поляризуемость молекулы (при нормальных условиях и нормальном атмосферном давлении) | 1,7·10−30 |
Примечание: Фото https://www.pexels.com, https://pixabay.com
Как возможно научиться писать тексты и зарабатывать на этом удаленно? Например, можете пройти курс «Копирайтинг от А до Я», который подойдет даже начинающим авторам.
Другие записи:
карта сайта
Коэффициент востребованности 2 502
Температура самовоспламенения
На очереди еще один тепловой показатель – температура воспламенения керосина. Под этой характеристикой следует понимать такое воспламенение паровоздушной смеси, которое приводит к горению. Однако воспламенение паров не всегда будет достаточным условием для возникновения устойчивого горения керосина.
Температурой самовоспламенения называется наименьшая температура, при которой пары нефтепродукта совместно с воздухом способны загореться без наличия источника воспламенения. Кстати, именно на таком замечательном свойстве и основано функционирование дизельных двигателей внутреннего сгорания.
Самовоспламенение керосина будет происходить при температуре в 300 °С.
Применение и использование свойств воздуха
Воздушную оболочку планеты активно используют животные и птицы. Способность задерживать тепло помогает животным выживать и регулировать тепловые процессы организма. Шерсть, обитателей северных широт, имеет полую структуру.
Особое строение пера и движение воздушных масс птицы используют для полётов и планирования над землёй.
Наполненный атмосферой пузырь, удерживает рыб в толще воды и способствует перемещению из глубин водоёмов к поверхности.
Подвижность используется растениями для опыления и распространения семян на большие площади.
Человек использует свойства атмосферы в широких спектрах своей жизнедеятельности:
- Теплопроводность обеспечивает обогрев и терморегуляцию организма.
- Способность тёплых воздушных потоков подниматься используют в полётах.
- Упругость и сжатие применяют во всех промышленных системах. Его закачивают в автомобильные шины. Нагнетая воздушное давление, работают пневматические инструменты, оружие.
- Кислород участвует в процессах горения. Все двигатели внутреннего сгорания потребляют большие объёмы кислорода и его соединений.
Более подробная информация об использовании и значении воздуха живыми организмами здесь.
Таблица удельного веса керосина
Так как, керосин является сложным веществом, рассчитать необходимый ее удельный вес в полевых условиях не представляется возможным. Данные вычисление производятся в специальных лабораториях с использованием специализированного оборудования. Однако, при это среднее значения диапазона удельного веса известно и равно значениям, представленным ниже в таблице. Данная таблица поможет провести необходимые расчёты, в том числе и такого параметра, как вес керосина.
Удельный вес и вес 1л керосина в зависимости от единиц измерения
| Материал | Удельный вес (г/см3) | Вес 1 литра (гр) |
| Керосин при температуре 15 градусов Цельсия | 0,79 – 0,82 | 790 – 820 |
Теплоемкость и энтальпия[править]
Удельная теплоемкость воздуха
– количество тепла в килоджоулях (в килокалориях), необходимое для нагревания 1 кг или 1 м3 воздуха на 10. Для практических расчетов теплоемкость влажного воздуха при барометрическом давлении = 101,3 КПа (760 мм рт. ст.) в интервале температур от 0 до 100 °С:
Св = 1,0048 + 1,96*d , кДж/кг⋅К
Энтальпия (теплосодержание) воздуха выражает количество тепла, содержащееся в воздухе при данных температуре и давлении.
Энтальпия влажного воздуха представляет собой сумму энтальпий сухого воздуха и содержащихся в нем водяных паров:
iв + iс.в + diв.п
Энтальпия сухого воздуха равна произведению теплоемкости на температуру:
iс.в = сс.вtс.в = 1,0048*tc.в
кДж
/
кг
Энтальпия водяного пара
слагается из скрытой теплоты парообразования и энтальпии паров при этой температуре, которая равна произведению теплоемкости пара на температуру. В технических расчетах энтальпию водяных паров приближенно определяют по формуле:
iв.п = 2500+1,96 tв.п , кДж/кг вод. паров
( iв.п = 597+0,47 tв.п , ккал/кг вод. паров)
Общая энтальпия смеси
при содержании влаги в воздухе
d
г/кг сухого воздуха:
Iв = 1.0048*t+0,001*d*(2500+1,96*t)кДж/кг сухого воздуха
(Iв =0,24*t+0,001*d*) ккал/кг сухого воздуха.
В табл. 6.5 приводятся свойства сухого воздуха: плотность – ρ, теплоемкость – С, теплопроводность – λ, температуропроводность – a, вязкость – µ, кинематическая вязкость – с, критерий Прандтля – Рг.
Таблица 6.5.
Физические свойства сухого воздуха при атмосферном давлении Рн = 101,325 кПа (760 мм рт.ст.)
| t °C | ρ кг/м3 | С средняя кДж/(м3 ⋅ К)(ккал/м3град) | λ*102Вт/(м ⋅ К)(ккал/м ⋅ час ⋅ град) | µ⋅106Па ⋅ с | µ*106м2/с | í⋅106м2/с | Pr |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
| -20 | 1,350 | – | 2,28(1,96) | 16,15 | 16,8 | 11,97 | 0,710 |
| 1,251 | 1,297(0,3098) | 2,44(2,098) | 17,19 | 19,4 | 13,75 | 0,707 | |
| 10 | 1,207 | 1,298(0,3099) | 2,51(2,158) | 17,69 | 20,7 | 14,66 | 0,705 |
| 20 | 1,166 | 1,298(0,3100) | 2,58(2,218) | 18,19 | 22,0 | 15,61 | 0,703 |
| 30 | 1,127 | 1,298(0,3100) | 2,65(2,279) | 18,68 | 23,4 | 16,58 | 0,701 |
| 40 | 1,091 | 1,298(0,3101) | 2,72(2,339) | 19,16 | 24,8 | 17,57 | 0,699 |
| 50 | 1,057 | 1,299(0,3102) | 2,79(2,399) | 19,63 | 26,3 | 18,58 | 0,697 |
| 60 | 1,026 | 1,299(0,3103) | 2,86(2,459) | 20,10 | 27,6 | 19,60 | 0,696 |
| 70 | 0,996 | 1,300(0,3104) | 2,92(2,511) | 20,56 | 29,2 | 20,65 | 0,694 |
| 80 | 0,967 | 1,300(0,3104) | 2,99(2,571) | 21,02 | 30,6 | 21,74 | 0,692 |
| 90 | 0,941 | 1,300(0,3105) | 3,06(2,631) | 21,47 | 32,2 | 22,82 | 0,690 |
| 100 | 0,916 | 1,300(0,3106) | 3,12(2,683) | 21,90 | 33,6 | 23,91 | 0,688 |
| 200 | 0,722 | 1,307(0,3122) | 3,74(3,216) | 26,01 | 50,6 | 36,03 | 0,680 |
Термический коэффициент объемного расширения воздуха
α = 0,00367 или 1/273
Пересчет объема воздуха с изменением температуры допустимо производить по формулам:
V1 = V * (273 + t
1 )/273,
м
3
V2 = V1 * (273 + t
2 )/(273 +
t
1),
м
3
где: V – объем воздуха при 0 °С;
V1 и V2 – объем воздуха при заданных t1и t2.
Расчеты удельного веса
Для того чтобы провести необходимые вычисления надо, для начала, определиться что же означает это понятие.
Удельный вес – это обозначение соотношения веса необходимого вещества к его объему. Данный параметр вычисляется с помощью формулы: y=p*g, где y – удельный вес, p – плотность, g – ускорение свободного падения, которое в обычных случаях является константой и равняется 9,81 м/с*с.
Результаты измеряются в Ньютонах, деленных на метр кубический (Н/м3). Для перевода в международную систему, то есть в кг/м3, значение умножаем на 0,102.
Что такое теплопроводность
В физике теплопроводность — это способность материала проводить тепло. Теплопроводность обозначается символом K. Единицей измерения теплопроводности в СИ является ватт на метр Кельвина (Вт / мК). Теплопроводность данного материала часто зависит от температуры и даже направления теплопередачи. Согласно второму закону термодинамики тепло всегда течет из горячей области в холодную область. Другими словами, чистый теплообмен требует градиента температуры. Чем выше теплопроводность материала, тем выше будет скорость теплопередачи через этот материал.
Обратная величина теплопроводности данного материала известна как тепловое сопротивление из этого материала. Это означает, что чем выше теплопроводность, тем ниже удельное тепловое сопротивление. Теплопроводность (K) материала может быть выражена как;
K (T) = α (T)п (T) Cп(Т)
Где α (T) — температуропроводность, p (T) — плотность, спТ- удельная теплоемкость
Такие материалы, как алмаз, медь, алюминий и серебро, имеют высокую теплопроводность и считаются хорошими теплопроводниками. Алюминиевые сплавы широко используются в качестве радиаторов, особенно в электронике.Материалы, такие как дерево, полиуретан, глинозем и полистирол, с другой стороны, имеют низкую теплопроводность. Поэтому такие материалы используются в качестве теплоизоляторов.
Теплопроводность материала может изменяться, когда фаза материала изменяется от твердого к жидкому, от жидкого к газу или наоборот. Например, теплопроводность льда изменяется, когда лед тает в воду.
Хорошие электрические проводники обычно являются хорошими проводниками тепла. Тем не менее, серебро является относительно слабым теплопроводником, хотя это хороший электрический проводник.
Электроны — основной вклад в теплопроводность металлов, тогда как колебания решетки или фононы — основной вклад в теплопроводность неметаллов. В металлах теплопроводность приблизительно пропорциональна произведению электропроводности и абсолютной температуры. Однако электропроводность чистых металлов уменьшается, когда температура увеличивается, так как электрическое сопротивление чистых металлов увеличивается с ростом температуры. В результате произведение электрического сопротивления и абсолютной температуры, а также теплопроводности остается приблизительно постоянным с увеличением или уменьшением температуры.
Diamond является одним из лучших тепловых преобразователей при комнатной температуре, имея теплопроводность более 2000 Вт на метр на Кельвин.
Отличие керосина от бензина
Способ получения авиационного керосина – прямая перегонка малосернистой и сернистой нефти. Для улучшения физико-химических свойств керосина применяются различные присадки и гидроочистка. Керосин имеет ряд преимуществ перед бензином:
- высокий показатель теплоты сгорания (как массовой, так и объёмной);
- низкая испаряемость;
- меньшая температура замерзания;
- небольшая кинематическая вязкость.
- Кроме того, керосин менее пожароопасен, чем бензин.
Существенный плюс в использовании керосина – широта применения. Кроме топлива для реактивных силовых установок, он используется на борту как хладагент или теплоноситель для радиаторов. Для управления сечением сопла двигателя используется гидросистема, рабочей жидкостью в которой также может быть керосин. Излишне напоминать, что данный вид топлива – прекрасный растворитель. Это крайне важно при организации процесса технического обслуживания реактивных авиадвигателей.
Авиационный керосин Джет-А
Авиационный керосин Джет-А (aviation kerosine fuel Jet-A) — фракция прямой атмосферной перегонки нефти. Реактивное топливо Джет-А предназначено для использования в самолетах дозвуковой авиации. Содержание серы, азот- и кислородосодержащих компонентов мало, но меняется в разных странах и не является ключевым параметром для этого топлива. На Западе считается, что турбореактивные двигатели могут использовать почти любое топливо, поэтому требования к «Джет-А» близки к требованиям, предъявляемым к отопительным керосинам обычного качества (regular burning oil). На рынке Западной Европы установлены следующие требования для Джет-А: содержание серы — менее 0,3%, плотность — от 0,775 до 0,84 г/куб. см.
Применение
Керосин применяют как реактивное топливо, горючий компонент жидкого ракетного топлива, горючее при обжиге стеклянных и фарфоровых изделий, для бытовых нагревательных и осветительных приборов, в аппаратах для резки металлов, как растворитель (например для нанесения пестицидов), сырьё для нефтеперерабатывающей промышленности. Керосин может использоваться как заменитель зимнего и арктического дизтоплива для дизельных двигателей, однако необходимо добавить противоизносные и цетаноповышающие присадки; цетановое число керосина около 40, ГОСТ требует не менее 45. Для многотопливных двигателей (на основе дизеля) возможно применение чистого керосина и даже бензина АИ-80. Допускается добавление до 20 % керосина в летнее дизельное топливо для снижения температуры застывания, при этом не ухудшаются эксплуатационные характеристики. Также керосин — основное топливо для проведения фаершоу (огненных представлений), из-за хорошей впитываемости и относительно низкой температуры горения. Применяется так же для промывки механизмов, для удаления ржавчины.
Коэффициенты теплопроводности различных веществ
Цветок на куске аэрогеля над горелкой Бунзена
| Материал | Теплопроводность, Вт/(м·K) |
| Графен | 4840 ± 440 — 5300 ± 480 |
| Алмаз | 1001—2600 |
| Графит | 278,4—2435 |
| 200—2000 | |
| Карбид кремния | 490 |
| Серебро | 430 |
| Медь | 401 |
| Оксид бериллия | 370 |
| Золото | 320 |
| Алюминий | 202—236 |
| Нитрид алюминия | 200 |
| Нитрид бора | 180 |
| Кремний | 150 |
| Латунь | 97—111 |
| Хром | 107 |
| Железо | 92 |
| Платина | 70 |
| Олово | 67 |
| Оксид цинка | 54 |
| Сталь нелегированная | 47—58 |
| Свинец | 35,3 |
| Сталь нержавеющая (аустенитная) | 15 |
| Кварц | 8 |
| Термопасты высокого качества | 5—12 (на основе соединений углерода) |
| Гранит | 2,4 |
| Бетон сплошной | 1,75 |
| Бетон на гравии или щебне из природного камня | 1,51 |
| Базальт | 1,3 |
| Стекло | 1—1,15 |
| Термопаста КПТ-8 | 0,7 |
| Бетон на песке | 0,7 |
| Вода при нормальных условиях | 0,6 |
| Кирпич строительный | 0,2—0,7 |
| Силиконовое масло | 0,16 |
| Пенобетон | 0,05—0,3 |
| Газобетон | 0,1—0,3 |
| Древесина | 0,15 |
| Нефтяные масла | 0,12 |
| Свежий снег | 0,10—0,15 |
| Пенополистирол (горючесть Г1) | 0,038—0,052 |
| Экструдированный пенополистирол (горючесть Г3 и Г4) | 0,029—0,032 |
| Стекловата | 0,032—0,041 |
| Каменная вата | 0,034—0,039 |
| Пенополиизоцианурат (PIR) | 0,023 |
| Пенополиуретан (поролон) | 0,019-0,035 |
| Воздух (300 K, 100 кПа) | 0,022 |
| Аэрогель | 0,017 |
| Диоксид углерода (273—320 K, 100 кПа) | 0,017 |
| Аргон (240—273 K, 100 кПа) | 0,015 |
| Вакуум (абсолютный) | 0 (строго) |
Также нужно учитывать передачу тепла из-за конвекции молекул и излучения. Например, при полной нетеплопроводности вакуума, тепловая энергия передаётся излучением (Солнце, инфракрасные теплогенераторы). В газах и жидкостях происходит перемешивание разнотемпературных слоёв естественным путём или искусственно (примеры принудительного перемешивания — фены, естественного — электрочайники). Также в конденсированных средах возможно «перепрыгивание» фононов из одного твердого тела в другое через субмикронные зазоры, что способствует распространению звуковых волн и тепловой энергии, даже если зазоры представляют собой идеальный вакуум.
История распространения керосина в России
Формула керосина, его плотность, горючесть и прочие характеристики позволили заменить светильный газ и всевозможные жиры. Его начали активно использовать еще в XIX веке. Это привело к увеличению спроса на нефть, а керосиновый промысел повлиял на усовершенствование методов добычи и увеличение объемов потребления черного золота.
Востребованность керосина резко возросла с появлением примуса и керосинки, которые применялись повсеместно для приготовления еды
В начале ХХ века сельхозтехнику с карбюраторными и дизельными двигателями стали заправлять керосином. Но это вызывало некоторые сложности.
Октановое число керосина ниже 40 единиц, а испаряемость хуже, чем у бензина, поэтому запуск холодного двигателя был весьма затруднителен. В связи с этим машины оборудовались дополнительным небольшим бензобаком.
Масса керосина, расходуемого автотехникой в качестве топлива, была высока, и вскоре его вытеснил бензин и солярка.
Популярность керосина возобновилась в середине ХХ века, с развитием авиационной и ракетной отрасли
Применение керосина:
Керосин применяется в качестве топлива для различных двигателей, в качестве смазки движущихся деталей, как растворитель при промывке механизмов и деталей, как средство для обезжиривания поверхности, как ценное сырье для химической промышленности, в народной медицине.
Главные направления использования
В заключение представим самые распространенные направления эксплуатации вещества:
- Авиационный керосин. Так называется моторное топливо для газотурбинных двигателей, которыми оснащают различные летательные аппараты. Это керосиновые фракции прямой перегонки нефти. Часто они проходят гидроочистку, к ним добавляют присадки для улучшения эксплуатационных свойств. В России для дозвуковой авиации выпускают пять разновидностей такого топлива — ТС-1, Т-1, Т-1С, Т-2 и РТ, а для сверхзвуковой — две (Т-6 и Т-8В).
- Ракетный керосин. Тут данный нефтепродукт выступает в качестве углеводородного экологически чистого горючего и рабочего тела гидромашин. Такое его применение в ракетных двигателях было предложено еще в 1914 году Циолковским. В паре с жидким кислородом используется на нижних ступенях многих ракетоносителей.
- Технический керосин. Это сырье для получения ароматических углеводородов, этилена, пропилена. Кроме того, это основное топливо при обжиге фарфора и стекла, растворитель для промывки деталей и механизмов.
- Осветительный керосин (КО-25, КО-30, КО-20, КО-22). Он применяется в осветительных приборах, используется в качестве топлива для некоторых кухонных плит (керосинки, примуса, керогаза). Еще одно использование — в отоплении. Это растворитель, средство для очистки (широко используется для удаления остатков термопаст, различных лакокрасочных покрытий), обезжириватель.
- Автотракторный керосин. Такое применение было характерно для зари развития двигателей внутреннего сгорания. Нефтепродукт широко применялся в качестве топлива для карбюраторного и дизельного двигателя внутреннего сгорания.
Среди нетривиальных применений можно выделить следующее: народное средство избавления от вшей, лечения педикулеза и дифтерии. Кроме того, керосин помогал избавиться от клопов при протирке им мебели.
Как вы убедились, керосин определяет сразу комплекс характеристик. И это кажется естественным на фоне его множественных применений.
Реактивное топливо — Авиационный керосин ТС-1.
Чаще всего отечественная промышленность производит авиакеросин марки ТС-1, который бывает высшего и первого сорта. Такой керосин предназначен для полетов на дозвуковой скорости. Вторым по количеству производства керосина является марка РТ высшего сорта, которая предназначена для полетов в пределах до полутора звуковых скоростях. Для более высоких скоростей полетов (2,5 и 3,5) производят специальное авиатопливо, которое имеет марку Т-8В и Т-6. К тому же, несколько российских нефтезаводов уже готовы к производству и имеют разрешение на авиакеросина JetA-1.
Меры предосторожности
Несмотря на распространенное использование горючей смеси в быту, не стоит забывать об опасности применения керосина в соответствии с некоторыми «народными» рецептами. Например, лечение данным средством, в т.ч. и его прием внутрь никогда не используется официальной медициной, но распространенно в народной.Применение керосина в качестве «лекарственного средства» нетрадиционной медицины (как при наружной обработке, так и при приеме внутрь) недопустимо и не признается официальными медицинскими учреждениями. Поэтому любые компрессы, настойки и другие средства, если они используются для натираний, избавлений от вшей, лечения различных болезней, вы применяете исключительно на свой страх и риск. Лучше всё же воздержаться от «лечебного» использования горючей смеси.Не забывайте, что керосин – горячая легковоспламеняющаяся жидкость, поэтому при бытовом применении и хранении необходимо обязательно соблюдать требования пожарной безопасности.При работе с горючей жидкостью в помещении необходимо обеспечить следующие условия:
- Полностью исправная приточно-вытяжная вентиляция, проветривание помещения после завершения работ.
- Для защиты кожи рук используются резиновые перчатки, для защиты глаз – специальные очки.
- Органы дыхания в случае большой обрабатываемой поверхности (концентрации жидкости), плохой работе вентиляции необходимо защитить с помощью респиратора.
- При попадании на кожу участок необходимо тщательно промыть с помощью теплой мыльной воды во избежание раздражения кожного покрова.
- В случае возгорания использовать огнетушитель, песок или землю, соду, плотные ткани.
При соблюдении всех мер предосторожности, использовании жидкости в смесях в рекомендуемых пропорциях исключается порча имущества, нанесение вреда садовым деревьям и домашним животным, причинение вреда здоровью человека. Главное – покупать нефтехимические растворители от проверенных производителей, выпускающих продукцию в соответствии с действующими стандартами ГОСТ и техническими условиями. Теги: керосин
Применение вещества
Более всего нам известен топливный керосин. Нефтепродукт применяют в качестве реактивного топлива в ракетах и самолетах. Это и известное горючее, используемое при обжиге фарфоровых и стеклянных изделий. Керосин выпускается также и для бытовых осветительных и нагревательных приборов. Применяется для аппаратов по резке металлов. Еще это растворитель (как пример, для нанесения пестицидов), сырье в нефтеперерабатывающем производстве.
Керосин реально использовать в качестве заменителя арктического и зимнего топлива. Но в этом случае он не является равноценной альтернативой — необходимо добавление цетаноповышающих и антиизносных присадок. Для многотопливных моторов (на базе дизельного двигателя) возможно применение чистого керосина, но лишь кратковременное.
Зимой будет допустимым добавление керосина в доле 20 % в летнее дизельное топливо в целях снижения температуры застывания последнего. При этом эксплуатационные характеристики страдать не будут.
Что касается развлекательной сферы, то тут именно керосин выступает главным топливом при проведении различных фаер-шоу (представлений с «участием» огня). Тому способствует его отличная впитываемость и относительно низкая температура горения. В быту известно применение керосина в качестве средства для удаления ржавчины и промывки различных механизмов.
Как хранить керосин
Для хранения этого продукта требуются тары с плотной и герметично закрывающейся крышкой, чтобы избежать испарения. Ёмкости с керосином размещаются строго в местах, где исключено попадание прямых солнечных лучей. Вблизи не должны находиться нагревательные элементы, открытый огонь.
При соблюдении правильных условий хранения он сохраняет свои свойства до пяти лет. Обязательным для места хранения керосина является хорошая система вентиляции. Постоянное проветривание исключает накопление керосиновых паров и риск случайного возгорания.
