Мало найдется людей не знающих о существовании такого вещества, как керосин. Оно повсеместно распространено и известно не первый год. Но какова, к примеру, температура кипения керосина? Какова его плотность и вязкость? В статье мы разберем основные свойства вещества, а также рассмотрим направления его применения.
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.
Вам будет интересно:Частотный анализ текста: особенности и примеры
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.
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.
Вам будет интересно:Формулы ускорения в физике: линейное и центростремительное ускорение
Представим теперь важнейшие свойства данного вещества.
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.
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.
Вам будет интересно:Как правильно: ЗАКС или ЗАГС?
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.
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.
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.
Теплота сгорания керосина
Еще одна значимая характеристика. Теплота сгорания керосина - это объем выделившейся теплоты при всецелом сгорании массовой (касательно жидких и твердых веществ) или объемной (касательно газообразной) единицы вещества. Величина измеряется в калориях либо джоулях.
Касательно керосина - 42,9 - 43,1 МДж/кг.
ВНП
Под этой аббревиатурой понимается высота некоптящего пламени нефтепродукта. В частности, это важная характеристика для керосина КО-25. Определяет его способность гореть в фитильной стандартной лампе (с диаметром самого фитиля 6 мм) белым равномерным пламенем без образования копоти или нагара.
Это численный показатель, измеримый в миллиметрах. Он обязательно указывается на этикетках соответствующих осветительных марок продукта. На ВНП оказывают прямое влияние химический и фракционный составы керосина.
Контрационный предел воспламенения
КПВ - еще одна из значимых характеристик керосина. Так называется соотношение области воспламенения пара нефтепродукта и интервала концентрации этого горючего вещества, которое при этом равномерно распределено в окислительной среде (чаще всего - в воздухе). В границах последней вещество может воспламеняться от источников зажигания и распространять свое самостоятельное горение по всей смеси.
КПВ керосина будет равняться 1,2-8,0% объема вещества.
Температура помутнения
Показатель определяется либо визуально, либо оптическими методами. Это измерение пропускания жидким топливом лучей света.
Как показывают исследования, предельная температура для керосина тут - минус 12° по Цельсию. При дальнейшем понижении жидкость становится мутной.
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.
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.
