ГОСТ Р ИСО 8178-5-2009. Двигатели внутреннего сгорания поршневые. Измерение выбросов вредных веществ. Часть 5. Топлива для испытаний

(утв. Приказом Ростехрегулирования от 19.08.2009 № 301-ст)

ИСТОРИЯ ИЗМЕНЕНИЙ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИХ АКТОВ

flowchart LR
  n0["ГОСТ Р ИСО 8178-5-2009"]:::rst
  click n0 "https://bukva.ai/docs/gost-r-iso-8178-5-2009" "ГОСТ Р ИСО 8178-5-2009. Двигатели внутреннего сгорания поршневые. Измерение выбросов вредных веществ. Часть 5. Топлива для испытаний (утв. Приказом Ростехрегулирования от 19.08.200"
  n1["ГОСТ Р ИСО 8178-5-2017"]:::doc
  click n1 "https://bukva.ai/docs/standart-gost-iso-10512-2016" "ГОСТ Р ИСО 8178-5-2017. Национальный стандарт Российской Федерации. Двигатели внутреннего сгорания поршневые. Измерение выброса продуктов сгорания. Часть 5. Топливо для испытаний ("
  n0 --> n1
classDef rst fill:#FFEBEB,stroke:#8B0000,color:#000;
classDef doc fill:#EBFFEB,stroke:#006400,color:#000;
classDef notEnt fill:#FFFFEB,stroke:#FF8C00,color:#000;

от 19 августа 2009 г. № 301-ст

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

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)

1 января 2010 года

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.

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 распространяются 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 C8, 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)

ЕН 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 A (а также в Приложении A к настоящему стандарту). Значения массового содержания водорода и углерода могут быть рассчитаны с помощью номограмм. Рекомендуемые методы расчетов приведены в Приложении A, подразделы A.3.1, A.3.2 и A.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 C.

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.

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.

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.

Моторный бензин — эталонные топлива ЕС

Моторный бензин — топливо США для сертификационных испытаний

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.

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).

Эталонные топлива ЕКС для сертификации в Европе

Топливо США для сертификационных испытаний

Топливо для сертификационных испытаний в Калифорнии

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.

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.

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.

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 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 A, раздел A.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.

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 A, раздел A.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 B 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 C.

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

a) Известны объемный расход воздуха и массовый расход топлива:

V_{EXHD} = V_{AIRD} + F_{FD}G_{FUEL} (для «сухих» отработавших газов) (1)

или

b) Неизвестен объемный расход воздуха, известны содержание CO_{2} в отработавших газах и массовый расход топлива: пользуются расчетом, приведенным в ИСО 8178-1, приложение A, раздел A.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 a), подставляя соответствующие коэффициенты F_{FD} или F_{FW} , — как указано в разделе 8.

b) Неизвестен объемный расход воздуха, известны содержание CO_{2} или O_{2} в отработавших газах и массовый расход топлива: пользуются решением, приведенным в ИСО 8178-1, приложение A, раздел A.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} = - 0,05564 \cdot ALF - 0,00011 \cdot BET - 0,00017 \cdot GAM +

+ 0,0080055 \cdot DEL + 0,006998 \cdot EPS ; (3)

F_{FW} = 0,05557 \cdot ALF - 0,00011 \cdot BET - 0,00017 \cdot GAM +

+ 0,0080055 \cdot DEL + 0,006998 \cdot EPS . (4)

8.2 Коэффициенты F_{FH} и F_{FCB} , зависящие от вида топлива

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

(обязательное)

РАСЧЕТ КОЭФФИЦИЕНТОВ, ЗАВИСЯЩИХ ОТ ВИДА ТОПЛИВА

A.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:

Далее используется обозначение KWEXH вместо K_{Wr} для удобства пользования программами ИСО 8178-1, приложение A.

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 A.1. Значения коэффициентов F_{FH} зависят не только от вида топлива, но и от соотношения «воздух/топливо».

Таблица A.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 (A.45) ИСО 8178-1, приложение A, раздел A.27, эти значения комплиментарными не являются. Формула (A.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 (A.45), при этом расхождение в большинстве случаев не превышает 0,2% (см. ИСО 8178-1, приложение A, подраздел A.2.6):

\text{конц}.(\text{влажная}) \cdot V_{EXHW} = \text{конц}.(\text{сухая}) \cdot V_{EXHD}(\text{объемный баланс}) (A.3)

K_{WEXH} = \frac{V_{EXHD}}{V_{EXHW}} = \frac{V_{EXHW} - V_{H_{2}O}}{V_{EXHW}} = 1 - \frac{V_{H_{2}O}}{V_{EXHW}} = 1 - \frac{\frac{G_{H_{2}O}}{1000} \cdot EXHDENS}{\frac{MW_{H_{2}O}}{MV_{H_{2}O}} \cdot G_{EXHW}} , (A.4)

при этом

G_{H} = \frac{MV_{H_{2}O}}{2AW_{H}} G_{FUEL} \cdot ALT \cdot 10 (A.5)

и

G_{EXHW} = G_{AIRW} + G_{FUEL} ; (A.6)

; (A.7)

F_{FH} = F_{FH} = \frac{ALFEXHDENS \cdot MV_{H_{2}O}}{200 \cdot AW_{H}(1 + \frac{G_{FUEL}}{G_{AIRW}})} . (A.8)

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

F_{FH} = ALF \cdot 0,1448 \frac{1}{1 + \frac{G_{FUEL}}{G_{AIRN}}} . (A.9)

A.2. Расчет коэффициента F_{FCB} , зависящего от вида топлива

Коэффициент F_{FCB} входит в формулу углеродного баланса при использовании метода измерения частиц:

q_{i} = \frac{F_{FCB} \cdot G_{FUEL}}{G_{EXHW} \cdot (CO_{2}DIL - CO_{2}AIR)} (A.10)

и

G_{EDF} = \frac{F_{FCB} \cdot G_{FUEL}}{CO_{2}DIL - CO_{2}AIR} . (A.11)

Переменная G_{CO_{2}DIL} выражает расчетное значение эквивалентного массового расхода CO_{2} , г/ч, в эквивалентном полнопоточном тоннеле:

G_{CO_{2}DIL} = \frac{MW_{CO_{2}} \cdot 10}{MV_{CO_{2}} \cdot DILEXHDENS} (CO_{2}DIL - CO_{2}AIR)G_{EDF} ; (A.12)

G_{FUEL}BET \cdot 10 = \frac{MW_{CO_{2}} \cdot 10}{MV_{CO_{2}} \cdot DILEXHDENS} (CO_{2}DIL - CO_{2}AIR)G_{EDF} \frac{AW_{C}}{MW_{CO_{2}}} ; (A.13)

F_{FCB} = \frac{G_{EDF}(CO_{2}DIL - CO_{2}AIR)}{G_{FUEL}} = \frac{BET \cdot MV_{CO_{2}} \cdot DILEXHDENS}{AW_{C}} (A.14)

и при условии, что MV_{CO_{2}} = 22,26 , DIL EXHDENS = 1,293 кг/м3 и AW_{C} = 12,011 :

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

A.3.1. Метод 1

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

A.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):

Z = \frac{(209,42 - 90,92 \cdot D_{FUEL})}{(107,606 - GAM)D_{FUEL} - 17,546} ; (A.17)

ALF = \frac{(100 - GAM)1,00794 \cdot Z}{12,011 + 1,00794 \cdot Z} ; (A.18)

BET = 100 — ALF — GAM, (A.19)

где D_{FUEL} — плотность топлива при температуре 15 °C, г/см3.

A.3.3. Метод 3

Более простые формулы для непосредственного применения приведены ниже

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

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 CO_{2} ожидаемая погрешность должна быть приблизительно 1%.

A.4. Воспламеняемость

Приведенные положения приводятся в качестве справочных.

A.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.

A.4.2. Определение CII и CCAI

С помощью приведенных на рисунке A.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 + 0,1038T - 0,25456\rho = 23,708 \cdot lg[lg(v + 0,7)] ; (A.22)

CCAI = \rho - 81 - 141lg[lg(v + 0,85)] - 483 \cdot lg(\frac{T + 273}{323}) , (A.23)

где T — температура, К;

v — кинематическая вязкость при температуре T, мм2/с;

\rho — плотность при температуре 15 °C, кг/м3.

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

Приложение B (справочное)

Таблица B.1

Сжиженный нефтяной газ

Таблица B.2

Моторный бензин

Таблица B.3

Дистилляты и мазуты

Таблица B.4

Определение коксового остатка

Таблица B.5

Методы определения качества воспламеняемости (расчетный цетановый индекс)

Таблица B.6

Статистические методы

Приложение C (справочное)

ОРГАНИЗАЦИИ, КОТОРЫЕ МОГУТ ВЫПУСКАТЬ СПЕЦИФИКАЦИИ ПРОМЫШЛЕННЫХ ТОПЛИВ

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

CEC

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-Chome Ohtemachi

Chiyoda-ku

Tokyo 100, Japan

Японская Ассоциация сжиженного газа

Nithon Shuzo Kaikan 2nd floor

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

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

1. ИСО 31-0:1992. Величины и единицы измерения. Часть 0. Общие принципы

(ISO 31-0:1992) (Quantities and units. Part 0. General principles)

2. АСТМ Д 2699-2008. Определение октанового числа топлива для двигателей с искровым зажиганием по исследовательскому методу

(ASTM D 2699-2008) (Standard Test Method for Research Octane Number of Spark-Ignition Engine Fuel)

3. АСТМ Д 2700-2008. Определение октанового числа топлива для двигателей с искровым зажиганием по моторному методу

(ASTM D 2700-2008) (Standard Test Method for Motor Octane Number of Spark-Ignition Engine Fuel)

4. АСТМ Д 1298-99 (2005). Метод определения плотности, относительной плотности или плотности в градусах API сырой нефти и жидких нефтепродуктов с помощью гидрометра

(ASTM D 1298-99 (2005)) (Standard Test Method for Density, Relative Density (Specific Gravity), or API Gravity of Crude Petroleum and Liquid Petroleum Products by Hydrometer Method)

5. АСТМ Д 323-2008. Метод определения упругости насыщенных паров нефтепродуктов по Рейду

(ASTM D 323-2008) (Standard Test Method for Vapor Pressure of Petroleum Products (Reid Method)

6. АСТМ Д 86-2008. Метод определения фракционного состава нефтепродуктов

(ASTM D 86-2008) (Standard Test Method for Distillation of Petroleum Products atmospheric pressure)

7. АСТМ Д 1266-2007. Определения содержание серы в нефтепродуктах ламповым методом

(ASTM D 1266-2007) (Standard Test Method for Sulfur in Petroleum Products (Lamp Method)

8. АСТМ Д 2622-2008. Определения содержания серы в нефтепродуктах методом рентгенофлуоресцентной спектрометрии

(ASTM D 2622-2008) (Standard Test Method for Sulfur in Petroleum Products by X-Ray Fluorescence Spectrometry)

9. АСТМ Д 3341-2005. Метод определения содержания свинца в бензине с помощью хлористого йода

(ASTM D 3341-2005) (Standard Test Method for Lead in Gasoline-Iodine Monochloride Method)

10. АСТМ Д 3237-2006 e1. Метод определения содержания свинца в бензине с помощью атомно-абсорбционной спектрометрии

(ASTM D 3237-2006) e1 (Standard Test Method for Lead in Gasoline by Atomic Absorption Spectroscopy)

11. АСТМ Д 525-2005. Метод определения стабильности бензина к окислению (метод индукционного периода)

(ASTM D 525-2005) (Standard Test Method for Oxidation Stability of Gasoline (Induction Period Method)

12. АСТМ Д 381-2004 e1. Определение содержания фактических смол в топливе методом испарения струи

(ASTM D 381-2004) e1 (Standard Test Method for Gumcontent in Fuels by Jet Evaporation)

13. АСТМ Д 130-2004 e1. Метод определения коррозии меди под воздействием нефтепродуктов по потускнению пластины

(ASTM D 130-2004) e1 (Standard Test Method for Detection of Copper Corrosion from Petroleum Products by the Copper Strip Tarnish Test)

14. АСТМ Д 613-2008. Метод определения цетанового числа дизельного топлива

(ASTM D 613-2008) (Standard Test Method for Cetane Number of Diesel Fuel Oil)

15. АСТМ Д 93-2008. Методы определения температуры вспышки нефтепродуктов в закрытом тигле по Пенски-Мартенсу

(ASTM D 93-2008) (Standard Test Methods for Flash-Point by Pensky-Martens Closed Cup Tester)

16. АСТМ Д 445-2006. Определение кинематической вязкости прозрачных и непрозрачных жидкостей (расчет динамической вязкости)

(ASTM D 445-2008) (Standard Test Method for Kinematic Viscosity of Transparent and Opaque Liquids (and Calculation of Dynamic Viscosity)

17. АСТМ Д 189-2006 e2. Метод определения коксуемости нефтепродуктов по Конрадсону

(ASTM D 189-06) e2 (Standard Test Method for Conradson Carbon Residue of Petroleum Products)

18. АСТМ Д 482-2007. Метод определения зольности нефтепродуктов

(ASTM D 482-2007) (Standard Test Method for Ash from Petroleum Products)

19. АСТМ Д 95-2005 e1. Методы определения содержания воды в нефтепродуктах и битумных материалах путем перегонки

(ASTM D 95-2005) e1 (Standard Test Method for Water in Petroleum Products and Bituminous Materials by Distillation)

20. ЕН ИСО 12937-2000. Нефтепродукты. Определение содержания воды. Метод кулонометрического титрования по Карлу Фишеру

(EN ISO 12937-2000) (Petroleum Products. Determination of Water. Conlometric Karl Fischer titration method)

21. АСТМ Д 974-2008. Метод определения кислотного и щелочного числа титрованием с цветным индикатором

(ASTM D 974-2008) (Standard Test Method for Acid and Base Number by Color-Indicator Titration)

22. АСТМ Д 2274-03a (2008). Метод (ускоренный) определения стабильности дистиллятного топлива к окислению

(ASTM D 2274-03a (2008)) (Standard Test Method for Oxidation Stability of Distillate Fuel Oil (Accelerated Method)

23. АСТМ Д 976-2006. Метод расчета цетанового числа дистиллятных топлив

(ASTM D 976-2006) (Standard Test Method for Calculated Cetane index of Distillate Fuels)

24. АСТМ Д 97-2008. Метод определения температуры застывания нефтепродуктов

(ASTM D 97-2008) (Standard Test Method for Pour Point of Petroleum Products)

25. АСТМ Д 4530-2007. Метод определения коксового остатка (метод микроуглеродного остатка)

(ASTM D 4530-2007) (Standard Test Method for Determination of Carbon Residue (Micro Method)

26. АСТМ Д 2163-2007. Метод определения содержания сжиженных нефтяных (LP) газов и пропана с помощью газовой хроматографии

(ASTM D 2163-2007) (Standard Test Method for Hydrocarbons in Liquefied Petroleum (LP) Gases and Propane/Propene Mixtures concentrates by Gas Chromatography)

27. АСТМ Д 2784-2006. Метод определения содержания серы в сжиженных нефтяных газах сжиганием в кислородно-водородной горелке или в лампе

(ASTM D 2784-2006) (Standard Test Method for Sulfur in Liquefied Petroleum Gases (Oxy-hydrogen Burner or Lamp)

28. АСТМ Д 1267-2002 (2007). Метод определения давления насыщенных паров сжиженных нефтяных газов (LPG метод)

(ASTM D 1267-2002 (2007)) (Standard Test Method for Gage Vapor Pressure of Liquefied Petroleum (LP) Gases (LP-Gas Method)

29. АСТМ Д 2598-2002 (2007). Метод расчета некоторых физических характеристик сжиженных нефтяных (LP) газов по их компонентному составу

(ASTM D 2598-2002 (2007)) (Practice for Calculation of Certain Physical Properties of Liquefied Petroleum (LP) Gases from Compositional Analysis)

30. АСТМ Д 1657-2002 (2007). Метод определения плотности или относительной плотности жидких углеводородов с помощью термогидрометра

(ASTM D 1657-2002 (2007)) (Standard Test Method for Density or Relative Density of Light Hydrocarbons by Pressure Hydrometer)

31. ЕН 12:1993. Нефтепродукты. Определение упругости насыщенных паров по Рейду. Мокрый метод

(EN 12:1993) (Petroleum products. Determination of Reid vapour pressure. Wet method)

32. ЕН 41:1975. Определение содержания серы в нефтепродуктах сжиганием в аппарате Викбольда

(EN 41:1975) (Determination of the sulfur content of petroleum products by the Wickbold combustion method)

33. ЕН 237:1996. Жидкие нефтепродукты. Бензин. Определение минимального содержания свинца. Метод атомно-абсорбционной спектрометрии

(EN 237:1996) (Liquid petroleum products. Gasoline. Determination of low lead concentrations. Atomic absorption spectrometric method)

34. ИСО 6296:2000. Нефтепродукты. Определение содержания воды. Потенциометрический метод титрования Карла Фишера

(ISO 6296:2000) (Petroleum products. Determination of water. Potentiometric method titration Karl Fischer)

35. АСТМ Д 2500-2005. Метод определения температуры помутнения нефтепродуктов

(ASTM D 2500-2005) (Standard Test Method for Cloud Point of Petroleum Products)

36. ЕН 7-74. Определение содержания золы в нефтепродуктах

(EN 7-74) (Determination of ash from petroleum products)

37. АСТМ Д 4737-04. Метод определения расчетного цетанового числа с помощью уравнения с четырьмя переменными

(ASTM D 4737-04) (Standard Test Method for Calculated Cetane Index by Four Variable Equation)

38. АСТМ Д 3244-2007a. Порядок использования результатов испытаний для определения соответствия продукта техническим требованиям

(ASTM D 3244-2007) a (Standard Practice for Utilization of Test Data to Determine Conformance with Specifications)

39. ИП 380-84. Нефть и нефтепродукты

(IP 380-84) (Petroleum and its products)

40. ИП 364-84. Нефть и нефтепродукты. Часть 364: Расчетное цетановое число дизельного топлива (значения до 55)

(IP 364-84) (Petroleum and its products. Part 364: Calculated cetane index of diesel fuels (range below 55).

------------------------------------------------------------------