ДВИГАТЕЛИ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ
ПОРШНЕВЫЕ

Измерение выбросов вредных веществ

Часть 5

Топлива для испытаний

ISO 8178-5:1997
Reciprocating internal combustion engines - Exhaust emission measurement -
Part 5: Test fuels
(IDT)

Предисловие

Цели и принципы стандартизации в Российской Федерации установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. № 184-ФЗ «О техническом регулировании», а правила применения национальных стандартов Российской Федерации - ГОСТ Р 1.0-2004 «Стандартизация в Российской Федерации. Основные положения»

Сведения о стандарте

1. ПОДГОТОВЛЕН Обществом с ограниченной ответственностью «Центральный научно-исследовательский дизельный институт»

2. ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 235 «Двигатели внутреннего сгорания поршневые»

3. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 19 августа 2009 г. № 301-ст

4. Настоящий стандарт идентичен международному стандарту ИСО 8178-5:1997 «Двигатели внутреннего сгорания поршневые. Измерение выбросов вредных веществ. Часть 5. Топливо для испытаний» (ISO 8178-5:1997 «Reciprocating internal combustion engines - Exhaust emission measurement - Part 5: Test fuels».

При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных стандартов соответствующие им национальные стандарты Российской Федерации, сведения о которых приведены в дополнительном приложении D

5. ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодно издаваемом информационном указателе «Национальные стандарты», а текст изменений и поправок - в ежемесячно издаваемых информационных указателях «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячно издаваемом информационном указателе «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет

СОДЕРЖАНИЕ

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ДВИГАТЕЛИ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ ПОРШНЕВЫЕ Измерение выбросов вредных веществ Часть 5 Топлива для испытаний Reciprocating internal combustion engines. Exhaust emission measurement. Part 5. Test fuels

Дата введения - 2010-01-01

1. Область применения

Настоящий стандарт распространяется на судовые, тепловозные и промышленные двигатели внутреннего сгорания поршневые (далее - двигатели) и устанавливает эталонные виды топлива, рекомендуемые при проведении стендовых испытаний с целью измерения содержания вредных выбросов с отработавшими газами, регламентируемых ИСО 8178-1.

Допускается использовать промышленные топлива при испытаниях на содержание вредных выбросов с отработавшими газами.

Требования настоящего стандарта не распространяется на автомобильные, тракторные и авиационные двигатели.

2. Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие международные стандарты:

ИСО 2160:1998 Нефтепродукты. Метод определения коррозионного воздействия на медную пластинку

ЕН ИСО 2719:2002 Определение температуры вспышки. Метод Пенски-Мартенса в закрытом тигле

ИСО 3007:1999 Нефтепродукты и сырая нефть. Определение давления пара. Метод Рейда

ИСО 3015:1992 Нефтепродукты. Определение температуры помутнения

ИСО 3016:1994 Нефтепродукты. Определение температуры потери текучести

ИСО 3104:1994 Нефтепродукты. Прозрачные и непрозрачные жидкости. Определение кинематической вязкости и расчет динамической вязкости

ИСО 3105:1994 Вискозиметры стеклянные капиллярные для определения кинематической вязкости. Технические условия и инструкции по эксплуатации

ИСО 3405:2000 Нефтепродукты. Определение фракционного состава при атмосферном давлении

ИСО 3675:1998 Нефть сырая и жидкие нефтепродукты. Лабораторные определения плотности. Метод с использованием ареометра

ИСО 3733:1999 Нефтепродукты и битуминозные материалы. Определение содержания воды. Метод дистилляции

ИСО 3735:1999 Нефть сырая и нефтяное топливо. Определение содержания осадка. Метод экстракции

ИСО 3830:1993 Нефтепродукты. Определение содержания свинца в бензине. Метод с применением хлористого йода

ИСО 3837:1993 Жидкие нефтепродукты. Определение углеводородных групп. Метод поглощения флуоресцентного индикатора

ИСО 3993:1984 Сжиженные нефтяной газ и легкие углеводороды. Определение плотности или относительной плотности. Метод с использованием ареометра давления

ИСО 4256:1996 Газы нефтяные сжиженные. Определение манометрического давления паров. Метод LPG

ИСО 4259:2006 Нефтепродукты. Определение и применение показателей прецизионности в отношении методов испытаний

ИСО 4260:1987 Нефтепродукты и углеводороды. Определение содержания серы. Метод сжигания по Викбольду

ИСО 4262:1993 Нефтепродукты. Определение коксового остатка. Метод Рэмсботтома

ИСО 4264:2007 Нефтепродукты. Расчет цетанового индекса среднедистиллятных топлив с помощью уравнения с четырьмя переменными

ИСО 5163:2005 Нефтепродукты. Определение антидетонационных характеристик автомобильного и авиационного топлива. Моторный метод

ИСО 5164:2005 Нефтепродукты. Определение антидетонационных характеристик автомобильного и авиационного топлива. Исследовательский метод

ИСО 5165:1998 Нефтепродукты. Определение воспламеняемости дизельных топлив. Моторный метод определения цетанового числа

ИСО 6245:2001 Нефтепродукты. Определение содержания золы

ИСО 6246:1995 Нефтепродукты. Определение содержания смол в легких и средних дистиллятах. Метод струйного выпаривания

ИСО 6326-5:1989 Газ природный. Определение содержания сернистых соединений. Часть 5. Метод сжигания по Лингнеру

ИСО 6615:1993 Нефтепродукты. Определение коксового остатка. Метод Конрадсона

ИСО 6974-3:2000 Газ природный. Определение состава с заданной погрешностью методом газовой хроматографии. Часть 3. Определение водорода, гелия, кислорода, азота, углекислого газа и углеводородов до С8, используя две хроматографические колонки

ИСО 7536:1994 Нефтепродукты. Определение стабильности бензина к окислению. Метод индукционного периода

ИСО 7941:1988 Пропан и бутан промышленные. Анализ методом газовой хроматографии

ИСО 8178-1:2006 Двигатели внутреннего сгорания поршневые. Измерение выброса продуктов сгорания. Часть 1: Измерение выбросов газов и частиц на испытательных стендах

ИСО 8216-1:2005 Нефтепродукты. Топлива (Класс F). Классификация. Часть 1. Категории топлива, применяемого на судах

ИСО 8217:2005 Нефтепродукты. Топлива (Класс F). Технические условия на топливо для морских двигателей

ИСО 8691:1994 Нефтепродукты. Низкие уровни содержания ванадия в жидком топливе. Определение с помощью спектрометрического метода атомной абсорбции без пламени после озоления

ИСО 8754:2003 Нефтепродукты. Определение содержания серы. Рентгеновская флуоресцентная спектрометрия на основе метода энергетической дисперсии

ИСО 8973:1997 Сжиженный нефтяной газ. Метод расчета плотности и давления пара

ИСО 10370:1993 Нефтепродукты. Определение коксового остатка. Микрометод

ИСО 10478:1994 Нефтепродукты. Определение содержания алюминия и кремния в нефтяном топливе. Спектроскопические методы эмиссии индуктивно связанной плазмы и атомной абсорбции

АСТМ Д 1319-95 Метод определения типа углеводородов в жидких нефтепродуктах методом флуоресцентной индикаторной адсорбции

АСТМ Д 3231-94 Метод определения фосфора в бензине

АСТМ Д 3606-92 Определение бензола и толуола в автомобильном и авиационном бензине методом газовой хроматографии

АСТМ Д 4420-94 Определение ароматических углеводородов в легких нефтяных топливах и авиационном бензине методом газовой хроматографии

АСТМ Д 5186-91 Определение ароматических углеводородов в дизельных топливах методом хроматографии со сверхкритической подвижной фазой

ДИН ЕН 1601-1997 Нефтепродукты жидкие. Бензин, не содержащий свинца. Определение содержания кислородных соединений и общего содержания органически связанного кислорода с помощью газовой хроматографии (O-FID)

EH 116-1997 Топливо жидкое для дизелей и отопительных установок бытового назначения. Определение предельной температуры фильтруемости

ЕН 238-1996 Нефтепродукты жидкие. Бензин. Определение содержания бензола методом инфракрасной спектрометрии

3. Термины и определения

В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 дизельный индекс: Число, характеризующее воспламеняемость дизельного топлива и мазута, рассчитанное по известным значениям плотности топлива и анилиновой точки.

3.2 дизельное топливо: Любой жидкий нефтепродукт, который может быть применен для выработки мощности в дизельных двигателях с самовоспламенением от сжатия.

3.3 коксовый остаток: Остаток, образовавшийся после выпаривания и термической деструкции углеродосодержащего вещества.

3.4 октановое число: Число, характеризующее устойчивость топлива к детонации для двигателя с искровым зажиганием, которое определяется сравнением результатов использования испытуемого и эталонного топлив в стандартном двигателе.

3.5 оксигенат: Кислородосодержащее органическое соединение, которое может быть использовано в качестве топлива или добавки к топливу; оксигенатами являются, например, различные спирты и эфиры.

3.6 расчетный цетановый индекс: Приближенное значение цетанового числа дистиллятного дизельного топлива без повышающих цетановое число присадок, вычисленное на основании плотности топлива и его фракционного состава.

3.7 сжиженный нефтяной газ (LPG): Смесь углеводородов, при нормальных условиях находящихся в газообразном состоянии, преимущественно пропана или бутана, сжиженных путем сжатия и/или охлаждения с целью облегчения их хранения и транспортировки, а также обращения с ними.

3.8 сырая нефть: Смесь углеводородов естественного происхождения, чаще всего в жидком состоянии, которая также может включать в себя примеси в виде серы, азота, кислорода, металлов и других элементов.

3.9 цетановое число: Число, характеризующее воспламеняемость дизельного топлива, получаемое в результате сравнения с воспламеняемостью эталонного топлива при испытании дизеля в стандартных условиях.

4. Обозначения и сокращения

В настоящем стандарте использованы следующие обозначения и сокращения (определения), представленные в таблице.

Таблица

5. Выбор топлива

При сертификации двигателей рекомендуется использовать эталонные топлива.

Эталонные топлива обычно являются репрезентативными в отношении определенных классов промышленных топлив, но при этом требования к соблюдению значений показателей фракционного состава и других характеристик значительно выше. Эталонные топлива рекомендуются для преимущественного использования при стендовых испытаниях, регламентированных ИСО 8178-1.

Эталонные топлива отражают характеристики промышленных топлив, которые используются в различных странах, и, соответственно, имеют различные свойства. Значения параметров вредных выбросов, полученные при работе на различных эталонных топливах, обычно несопоставимы, поскольку они зависят от состава конкретного топлива. При сравнении результатов, полученных в различных лабораториях, необходимо, чтобы свойства эталонных топлив, применявшихся при испытаниях, были идентичны. Для выполнения этого требования рекомендуется использовать топлива из одной партии.

Для всех топлив (эталонных и промышленных топлив) должны быть определены аналитические показатели, которые включают в отчет об испытаниях наряду с результатами измерения параметров вредных выбросов.

Элементный анализ топлива должен выполняться в тех случаях, когда нет возможности провести одновременное измерение массового расхода отработавших газов или расхода воздуха на всасывании и расхода топлива. В этих случаях массовый расход отработавших газов может быть рассчитан по измеренным значениям концентрации вредных выбросов методами расчета, приведенными в ИСО 8178-1, приложение А (а также в приложении А к настоящему стандарту). Значения массового содержания водорода и углерода могут быть рассчитаны с помощью номограмм. Рекомендуемые методы расчетов приведены в приложении А, подразделы А.3.1, А.3.2 и А.3.3.

В случаях, когда при испытаниях на содержание вредных выбросов используются промышленные топлива (характерно для испытаний, проводимых на местах установки), независимо от того, включены эти топлива или нет в списки, приведенные в настоящем стандарте, для определения свойств топлива, соответствующих объявляемым результатам испытаний, рекомендуется пользоваться унифицированными формулами.

Для промышленных топлив должны быть определены показатели, указанные:

- в таблице 1 - универсальный перечень показателей. Природный газ;

- в таблице 2 - универсальный перечень показателей. Сжиженный нефтяной газ;

- в таблице 6 - универсальный перечень показателей. Моторный бензин;

- в таблице 11 - универсальный перечень показателей. Дизельное топливо;

- в таблице 13 - универсальный перечень показателей. Дистиллятное нефтяное топливо;

- в таблице 14 - универсальный перечень показателей. Мазут;

- в таблице 15 - универсальный перечень показателей. Сырая нефть.

Спецификации на промышленные топлива могут быть получены от организаций, перечисленных в приложении С.

5.1. Природный газ

Природный газ не включен в настоящий стандарт в качестве эталонного топлива, поскольку возможность его использования зависит от доступности газа на месте установки двигателя. Свойства газа, в том числе результаты анализа его состава, должны быть известны и указаны в отчете об испытаниях.

Универсальный перечень показателей с результатами анализов, которые должны включаться в отчет об испытаниях, приведен в таблице 1.

Таблица 1 - Универсальный перечень показателей. Природный газ

5.2. Сжиженный нефтяной газ

Сжиженный нефтяной газ не включен в качестве эталонного топлива в настоящий стандарт, поскольку возможность использования газа зависит от его доступности на месте установки двигателя. Свойства газа, в том числе результаты анализа его состава, должны быть известны и указаны в отчете об испытаниях.

Универсальный перечень показателей с результатами анализов, которые должны включаться в отчет об испытаниях, приведен в таблице 2.

Таблица 2 - Универсальный перечень показателей. Сжиженный нефтяной газ

5.3. Моторный бензин

5.3.1. Эталонные виды моторного бензина

Для целей сертификации рекомендуется пользоваться следующими эталонными видами моторного бензина:

- эталонные топлива ЕС в соответствии с таблицей 3;

- топлива США для сертификационных испытаний в соответствии с таблицей 4;

- топлива Японии для сертификационных испытаний в соответствии с таблицей 5.

Таблица 3 - Моторный бензин - эталонные топлива ЕС

Таблица 4 - Моторный бензин - топливо США для сертификационных испытаний

Таблица 5 - Моторный бензин - топливо Японии для сертификационных испытаний

5.3.2. Промышленные виды моторного бензина

В случае необходимости использования промышленных видов моторного бензина свойства используемого топлива должны включаться в отчет об испытаниях. Универсальный перечень показателей, которые должны включаться в отчет, приведен в таблице 6.

Таблица 6 - Универсальный перечень показателей. Моторный бензин

5.4. Дизельное топливо

5.4.1. Эталонные виды дизельного топлива

Для целей сертификации рекомендуется использовать следующие эталонные виды дизельного топлива:

- эталонные топлива Европейского координационного совета (ЕКС) (см. таблицу 7);

- топлива США для сертификационных испытаний (см. таблицу 8);

- калифорнийские топлива для сертификационных испытаний (см. таблицу 9);

- топлива Японии для сертификационных испытаний (см. таблицу 10).

Таблица 7 - Дизельное топливо. Эталонные топлива ЕКС для сертификации в Европе

Таблица 8 - Дизельное топливо. Топливо США для сертификационных испытаний

Таблица 9 - Дизельное топливо. Топливо для сертификационных испытаний в Калифорнии

Таблица 10 - Дизельное топливо. Топливо для сертификационных испытаний в Японии

5.4.2. Промышленные виды дизельного топлива

В случае необходимости использования промышленных видов дизельного топлива его свойства должны включаться в отчет об испытаниях. Универсальный перечень показателей, которые должны включаться в отчет об испытаниях, приведен в таблице 11.

Таблица 11 - Универсальный перечень показателей. Дизельное топливо

5.5. Дистиллятное топливо

Ввиду отсутствия эталонных видов дистиллятного топлива используемое топливо должно соответствовать требованиям ИСО 8216-1, ИСО 8217 и таблицы 12.

Таблица 12 - Дистиллятное топливо. Испытательное топливо класса F по ИСО

Свойства топлива, в том числе результаты его элементного анализа, должны быть определены и включены в отчет по результатам измерения содержания вредных выбросов. Универсальный перечень показателей, которые должны включаться в отчет, приведен в таблице 13.

Таблица 13 - Универсальный перечень показателей. Дистиллятное нефтяное топливо

ИСО 8216-1 и ИСО 8217 не содержат критериев оценки воспламеняемости, поскольку методику измерения характеристик двигателя CFR (двигатель, стандартизованный Объединенным комитетом по изучению моторных топлив) не применяют к остаточным топливам

Влияние воспламеняемости топлива на характеристики вредных выбросов зависит от параметров двигателя, его частоты вращения и нагрузки, причем в ряде случаев это влияние может быть весьма ощутимым. В настоящее время общепризнана необходимость создания стандартной методики для экспериментального определения такого показателя качества топлива, который был бы сопоставим с цетановым числом для чистых дистиллятных топлив. Расчеты, основанные на характеристиках фракционного состава, в этом случае неприменимы. В настоящее время оптимальным способом приближенной оценки является расчет CCAI (Calculated carbon aromaticity index - расчетный индекс ароматичности) или CM (Calculated ignition index - расчетный индекс воспламеняемости). Дополнительное включение уровня качества воспламеняемости в число характеристик топлив, используемых при испытаниях, представляется в настоящее время преждевременным. Уравнения для вычисления значений CCAI и СМ приведены в приложении А, раздел А.4.

5.6. Мазут

Эталонные виды топлива (мазута) отсутствуют.

В случае необходимости работы на тяжелых топливах свойства топлив должны соответствовать ИСО 8216-1 и ИСО 8217. Свойства тяжелых топлив, в том числе результаты его элементного анализа, должны быть определены и включены в отчет по результатам измерения содержания вредных выбросов. Универсальный перечень показателей, которые должны включаться в отчет, приведен в таблице 14.

Таблица 14 - Универсальный перечень показателей. Мазут

ИСО 8216-1 и ИСО 8217 не содержат критериев оценки качества воспламеняемости, поскольку методику измерения характеристик двигателя CFR не применяют к остаточным топливам.

Влияние качества воспламеняемости на характеристики вредных выбросов, в особенности на образование оксидов азота (NO_x), зависит от параметров двигателя, его частоты вращения и нагрузки; в ряде случаев это влияние может быть весьма существенным. В настоящее время общепризнана необходимость создания стандартной методики для экспериментального определения такого показателя качества топлива, который бы был сопоставим с цетановым числом для чистых дистиллятных топлив. Расчеты, основанные на характеристиках фракционного состава, в этом случае неприменимы. В настоящее время оптимальным способом приближенной оценки является расчет CCAI (Calculated carbon aromaticity index - расчетный индекс ароматичности) или CII (Calculated ignition index-расчетный индекс воспламеняемости). Дополнительное включение уровня качества воспламеняемости в число характеристик топлив, используемых при испытаниях, представляется в настоящее время преждевременным. Уравнения для вычисления значений CCAI и CII приведены в приложении А, раздел А.4.

5.7. Сырая нефть

Эталонные виды сырой нефти как топлива отсутствуют. В случаях, если существует необходимость работы двигателя на сырой нефти, свойства данного топлива, включая результаты анализа, должны быть определены и включены в отчет по результатам измерения содержания вредных выбросов. Перечень показателей, включаемых в отчет, приведен в качестве рекомендуемого в таблице 15.

Таблица 15 - Универсальный перечень показателей. Сырая нефть

5.8. Альтернативные виды топлива

При использовании альтернативных видов топлива должны быть определены и включены в отчет по испытаниям данные элементного анализа, приведенные в спецификации топлива его производителем.

6. Требования и дополнительная информация

Для определения свойств топлива должны быть использованы существующие стандарты ИСО. В приложении В перечислены стандарты, выпущенные организациями по стандартизации, которые могут быть использованы наряду со стандартами ИСО.

При наличии присадок в топливе, используемом при испытаниях, эти присадки и их свойства должны быть указаны в отчете об испытаниях.

Если используется добавка воды к топливу, то это также должно быть отмечено в отчете об испытаниях и учтено при расчетах.

Точность анализов топлив должна соответствовать требованиям ИСО 4259.

Дистилляты и мазуты отличаются, как правило, значительным уровнем содержания золы и серы, что обычно приводит к высокой концентрации частиц в выбросах. Влияние серы на концентрацию частиц связано с образованием сульфатов и связанной воды.

Повышение содержания азота в топливе приводит к росту концентрации оксидов азота в отработавших газах.

Организации, которые могут выпускать спецификации промышленных топлив, перечислены в приложении С.

7. Расчет расхода отработавших газов с использованием коэффициентов, отражающих свойства топлива

Примечание - Расчет расхода отработавших газов основан на требованиях ИСО 8178-1 для следующих случаев.

7.1. Стандартные топлива

а) Известны объемный расход воздуха и массовый расход топлива:

V_EXHD = V_AIRD + V_FD · G_FUEL (для «сухих» отработавших газов)                 (1)

или

V_EXHW = V_AIRW + V_FD · G_FUEL (для «влажных» отработавших газов).             (2)

b) Неизвестен объемный расход воздуха, известны содержание СO₂ в отработавших газах и массовый расход топлива: пользуются расчетом, приведенным в ИСО 8178-1, приложение А, раздел А.1.

7.2. Другие виды топлива с известным составом

a) Известны объемный расход воздуха и массовый расход топлива: пользуются уравнениями, приведенными в 7.1, перечисление а), подставляя соответствующие коэффициенты F_FD или F_FW, - как указано в разделе 8.

b) Неизвестен объемный расход воздуха, известны содержание СO₂ или O₂ в отработавших газах и массовый расход топлива: пользуются решением, приведенным в ИСО 8178-1, приложение А, раздел А.2.

8. Расчет с использованием коэффициентов, зависящих от вида топлива

8.1. Коэффициенты F_FD и F_FW, зависящие от вида топлива

Данные коэффициенты используют в расчетах расхода отработавших газов в соответствии с разделом 7.

Значения коэффициентов, зависящих от вида топлива, рассчитывают с использованием значений концентраций, полученных в результате элементного анализа:

F_FD = -0,05564ALF - 0,00011BET - 0,00017GAM + 0,0080055DEL + 0,006998EPS;     (3)

F_FW = 0,05557ALF - 0,00011BET - 0,00017GAM + 0,0080055DEL + 0,006998EPS. (4)

8.2. Коэффициенты F_FH и F_FCB, зависящие от вида топлива

Вывод этих коэффициентов приведен в приложении А, где приведена таблица А.1 значений данных коэффициентов для некоторых конкретных видов топлива.

Приложение А
(обязательное)

Расчет коэффициентов, зависящих от вида топлива

А.1. Определение коэффициентов K_Wr и F_FH

Эти коэффициенты используют при пересчете «влажной» концентрации на «сухую» концентрацию в соответствии с ИСО 8178-1, подраздел 13.2:

конц. (влажная) = K_Wr · конц. (сухая).                                   (А.1)

Далее используется обозначение KWEXH вместо K_Wr для удобства пользования программами ИСО 8178-1, приложение А.

При определении значений F_FH предполагается расход сухого воздуха, т.к. в формуле (17) ИСО 8178-1 влагосодержание расходуемого воздуха учитывается отдельно.

По ИСО 8178-1, формула (17), определяют коэффициент F_FH, зависящий от вида топлива. При этом значение F_FH показывает содержание воды в отработавших газах, деленное на соотношение «воздух/топливо».

Значения F_FH для различных видов топлива приведены в таблице А.1. Значения коэффициентов F_FH зависят не только от вида топлива, но и от соотношения «воздух/топливо».

Таблица А.1 - Значения характерных коэффициентов для некоторых видов топлива

Формула для расчета значений F_FH в зависимости от содержания водорода в топливе и от соотношения «воздух-топливо» приводится ниже.

В ИСО 8178-1, формула (17), значения содержания воды в продуктах сгорания и в воздухе на всасывании рассматриваются как взаимонезависимые и комплиментарные. Как видно из формулы (А.45) ИСО 8178-1, приложение А, раздел А.27, эти значения комплиментарными не являются. Формула (А.45) корректна, но мало пригодна для практического применения. Поэтому следует использовать формулы (17) - (20) по ИСО 8178-1 как более практичные. Результаты вычислений по этим формулам показывают хорошее совпадение с результатами вычислений по формуле (А.45), при этом расхождение в большинстве случаев не превышает 0,2 % (см. ИСО 8178-1, приложение А, подраздел А.2.6):

                                               (A.2)

при этом

конц. (влажная) · V_EXHW = конц. (сухая) · V_EXHD (объемный баланс)         (А.3)

           (А.4)

при этом

                                        (A.5)

и

G_EXHW = G_AIRW + G_FUEL;                                              (A.6)

   (А.7)

                                    (A.8)

Универсальная формула (А.8) применима ко всем видам топлива (с известной плотностью выхлопных газов) и может быть упрощена для дизельного топлива и приведена к следующему виду

                                         (А.9)

А.2. Расчет коэффициента F_FCB, зависящего от вида топлива

Коэффициент F_FCB входит в формулу углеродного баланса при использовании метода измерения частиц:

                                  (A.10)

и

                                      (A.11)

Переменная  выражает расчетное значение эквивалентного массового расхода СO₂, г/ч, в эквивалентном полнопоточном тоннеле:

              (A.12)

 (A.13)

          (А.14)

и при условии, что

F_FCB = BET · 2,3963.

А.3. Расчет состава топлива без проведения элементного анализа

В случаях, если местные условия не позволяют провести элементный анализ топлива из-за недостатка времени и/или технических возможностей, допускается применять методы, изложенные в А.3.1 - А.3.3, обеспечивающие достаточную точность.

Указанные ниже методы рекомендуются для целей сертификации. Эти методы могут оказаться также полезными при расчете соотношения «водород/углерод» с использованием известных значений плотности топлива, а также содержания в нем серы и азота.

А.3.1. Метод 1

Этот метод определяется простой формулой для дизельного топлива только, когда содержание в топливе серы и азота неизвестно:

ALF = 26 - 15ρ;                                                      (A.15)

BET = 100 - ALF,                                                     (A.16)

где ρ - плотность при температуре 288 К (15 °C), г/см³.

А.3.2. Метод 2

Для определения значений ALF и BET используется метод приближенного расчета нетто и брутто тепловыделения при сгорании топочного мазута и дизельного топлива (содержание серы известно):

                                 (А.17)

                                     (А.18)

BET = 100 - ALF - GAM,                                          (A.19)

где D_FUEL - плотность топлива при температуре 15 °C, г/см³.

А.3.3. Метод 3

Более простые формулы для непосредственного применения приведены ниже

ALF = (26 - 15ρ) [1 - 0,01(GAM + DEL)];                              (A.20)

BET =100 - (ALF + GAM + DEL),                                     (A.21)

где ρ - плотность при температуре 15 °C, г/см³.

При этом ожидаемая погрешность в пределах от минус 0,3 % до плюс 0,6 % по содержанию углерода и от минус 0,3 % до плюс 0,3 % - по содержанию водорода.

Установлено, что значения погрешностей находятся в указанных выше пределах для нефтяных топлив, плотность которых находится в диапазоне от 0,77 до 0,98 г/см³.

При определении содержания углерода в топливе с погрешностью 1 % при расчете объема отработавших газов на основании измеренного содержания СO₂ ожидаемая погрешность должна быть приблизительно 1 %.

А.4. Воспламеняемость

Приведенные положения приводятся в качестве справочных.

А.4.1. Применение

Требования к показателям воспламеняемости мазутов для судовых двигателей зависят от типа двигателя и условий его работы. Коэффициенты, зависящие от вида топлива, влияют на воспламеняемость в меньшей степени. По этой причине невозможно сформулировать какие-либо нормативные показатели воспламеняемости, поскольку топливо, которое может вызывать проблемы при работе дизеля в неблагоприятных условиях, в других условиях может оказаться вполне удовлетворительным в целом ряде случаев. При необходимости следует затребовать у изготовителя двигателя дополнительные инструкции в отношении того, какие значения показателей воспламеняемости можно считать приемлемыми.

А.4.2. Определение CII и CCAI

С помощью приведенных на рисунке А.1 номограмм можно определить расчетный индекс воспламеняемости (CII) или расчетный индекс ароматичности топлива (CCAI), продлив прямую линию, соединяющую значения вязкости и плотности топлива, до пересечения со шкалами CII и CCAI; точки пересечения дадут соответствующие значения CII и CCAI. Эти значения могут быть использованы для ранжирования топлив по воспламеняемости. Помимо вышеизложенного, они могут быть рассчитаны по формулам:

CII = 270,795 + 0,1038Т - 0,25456ρ + 23,708lg[lg(v + 0,7)];                 (А.22)

                       (A.23)

где Т - температура, К;

v - кинематическая вязкость при температуре Т, мм²/с;

ρ - плотность при температуре 15 °C, кг/м³.

Рисунок А.1 - Номограмма для определения индекса воспламеняемости CII и индекса ароматичности CCAI

Приложение В
(справочное)

Сопоставление стандартных методов испытаний

Таблица В.1 - Сжиженный нефтяной газ

Таблица В.2 - Моторный бензин

Таблица В.3 - Дистилляты и мазуты

Таблица В.4 - Определение коксового остатка

Таблица В.5 - Методы определения качества воспламеняемости (расчетный цетановый индекс)

Таблица В.6 - Статистические методы

Приложение С
(справочное)

Организации, которые могут выпускать спецификации промышленных топлив

Примечание - Поскольку спецификации промышленных топлив могут меняться, перед началом испытаний следует проверить конкретные спецификации используемых топлив.

СЕС

Европейский координационный совет по разработке методов испытаний горюче-смазочных материалов и других жидкостей, используемых в транспортных средствах

Place Madou 1

1030 Brussels, Belgium

API

Американский Институт Нефти

1220 L-Street, Northwest

Washington, DC 20005, USA

Нефтяная Ассоциация Японии

Keidanren Bldg. No. 9-4, 1-ChomeOhtemachi

Chiyoda-ku

Tokyo 100, Japan

Японская Ассоциация сжиженного газа

Nithon Shuzo Kaikan 2nd floor

1 - 1 - 21, Nishi-Shinbashi, Minato-ku Tokyo 105, Japon

Японская Газовая Ассоциация

1-15-12 Toranomon, Minato-ku,

Tokyo 105, Japan

Приложение D
(справочное)

Сведения о соответствии национальных стандартов Российской Федерации
ссылочным международным стандартам

Таблица D.1

Библиография