Оценка количества природного газа в баллонах транспортных средств Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

ISSN 0321-2653 ИЗВЕСТИЯ ВУЗОВ. СЕВЕРО-КАВКАЗСКИЙ РЕГИОН.

ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ.2004. № 3

энергии расширить, включив дополнительно третью природу и канал диссипации энергии - электрохимическую.

Литература

1. Колесников В.И. Трибофизические процессы в металло-полимерных трибосистемах. М., 2003.

2. Крагельский И.В. Износ как результат повторной деформации поверхностных слоев // Изв. Сев.-Кавк. края. Сер. физ. 1958. № 5. С. 119-127.

3. Марченко Е.А., Непомнящий Е.Ф., Харач Г.М. Цикличе-

ский характер накопления искажений 2-го рода в поверхностном слое как физическое подтверждение усталостной природы износа // Докл. АН СССР. 1968. Т. 181. № 5. С. 1103-1104.

4. Тененбаум М.М. Износостойкость конструкционных материалов и деталей машин. М., 1966.

5. Краснов К. С. Молекулы и химическая связь. М., 1984.

6. Дзялошинский И.Е., Лифшиц Е.М., Питаевский Я.П.

Общая теория ван-дер-ваальсовских сил//Успехи физических наук. 1961. Т. 2, 3. Вып. 3. С. 381-422.

7. Дерягин Б.В., Кротова Н.А., Смилга В.П. Адгезия твер-

дых тел. М., 1973.

8. Журавлев Г.И., Лисицын Ю.В. Исследование электроадге-

зионных явлений в контактном соединении оптических стекол // Тез. докл. VII Всесоюз. симп. по механоэмиссии и механохимии твердых тел. Ташкент, 1979. С. 43-45.

9. Кукоз Ф.И., Бубликов Е.И., Рыбалов А.М., Коломиец В.В., Смирнов А. С. Способ и устройство изучения закономерностей трещинообразования и усталостной прочности металлов//Изв. вузов Сев.-Кавк. регион. Техн. науки. 2003. № 2 С. 111-112.

Южно-Российский государственный технический университет (НПИ) 24 февраля 2004 г.

УДК 621.433

ОЦЕНКА КОЛИЧЕСТВА ПРИРОДНОГО ГАЗА В БАЛЛОНАХ ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ

© 2004 г. Л.Я. Шкрет, А. М. Бочаров, Е.Л. Спиридонова

Из-за сокращения запасов нефти и по другим причинам повышается количество природного газа, используемого в качестве моторного топлива двигателей различных видов транспорта: автомобилей, судов, тепловозов и других машин. Одновременно продолжается тенденция роста цен на все виды моторного топлива, в том числе сжатый - компримированный природный газ (КПГ). В связи с этим возникает необходимость в его более точном учете как при наполнении газовых баллонов (ГБ), так и при расходовании из них данного топлива в эксплуатационных условиях. Количество отпускаемого КПГ на газонаполнительных станциях измеряется в соответствии с ГОСТ 27577-2000 табличным способом, с помощью газовых счетчиков либо автоматизированной системы учета газа. В эксплуатационных условиях вне наполнительных станций запас КПГ в баллонах оценивается обычно лишь по давлению газа (р) в ГБ. Это оперативное, но зачастую неприемлемое по точности определение фактической массы газа (М) с погрешностью до 20 %.

Как известно, в соответствии с характеристическим уравнением реальных газов масса М зависит не только от суммарной вместимости баллонов V и давления р, но и от коэффициента сжимаемости газа 2, его газовой постоянной Я и температуры Т

M =

pV ZRT

(1)

Лишь при малых давлениях р, близких к атмосферному р0 , КПГ можно считать условно идеальным газом (2 = 1). Большее практическое значение имеют случаи применения повышенных давлений КПГ до максимально допустимого нормативами значения 20 МПа распространенными газовыми двигателями в реальных условиях эксплуатации, когда 2 достигает величины до 0,8.

При использовании формулы (1) возникает вопрос по обоснованию конкретного значения коэффициента 2. На основе опубликованных в технической литературе [1, 2 и др.] данных по исследованию свойств КПГ установлена количественная зависимость Z=f (р/р0) для пределов р/р0 = 1 ■ 200 и температур Т=233 *313 К.

Давление р обычно определяется в эксплуатационных условиях по штатному манометру газобаллонной аппаратуры. Объем V - известная конструктивная величина конкретного транспортного средства. Для КПГ Я = 519 Дж/ (кг х град), температура Т может быть определена специальным прибором с термодатчиком, установленным на ГБ, или приближенно принята равной температуре окружающей среды Т = То.

С помощью зависимости (1) фактические параметры КПГ приводятся к нормальным условиям, в частности, определяется соответствующий полный объем газа Vн в 1 м3. Например, для топливной аппаратуры газодизельного автопоезда КамАЗ- 53208 при полной заправке баллонов КПГ до предельной величины р = 20 МПа определен объем Vн = 119 м3. Зная

ISSN 0321-2653 ИЗВЕСТИЯ ВУЗОВ. СЕВЕРО-КАВКАЗСКИЙ РЕГИОН.

ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ.2004. № 3

нормативный путевой расход газового топлива для этого автомобиля 37 м3 / 100 км, подсчитываем запас хода - не менее 300 км, что хорошо согласуется с технической документацией на данный автопоезд.

По изложенной методике проведен расчет количества КПГ, заправляемого в ГБ автомобилей ГАЗ-52-28. Результат расчета близок к данным, полученным по нормативному табличному методу, с погрешностью не более 3%. Таким образом, данная методика может быть использована для оперативной и достаточно точной оценки массы газа в баллонах транспортных средств в эксплуатационных условиях.

Температура КПГ от начала до конца заправки ГБ может повышаться на величину Дt = 20 ■ 30 °С. При одинаковом конечном давлении заправки такие перепады температур обусловливают недополучение

потребителем около 10 % массы газа. Поэтому в распространенных эксплуатационных условиях при отсутствии счетчиков массового расхода КПГ данный перепад необходимо учитывать косвенно по статистическим данным или заправку ГБ производить, по возможности, медленно при перепаде Дt = 0 °С.

Литература

1. Гайнулин Ф.Г., Гриценко А.Н., Васильев Ю.Н., Золота-ревский Л.С. Природный газ как моторное топливо на транспорте. М., 1986.

2. Клименко А.П., Петрушенко А.А., Васнецов Ю. А., Высоцкий Г.И. Термодинамические свойства легких углеводородов парафинового ряда. Киев, 1960.

Южно-Российский государственный технический университет (НПИ)

Объединение «Водный транспорт Дона», г. Ростов - на- Дону 11 мая 2004 г.

УДК 620.22:669.018

КОНТАКТНО-РЕАКТИВНАЯ ПАЙКА КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ КАРБИДА ТИТАНА СО СТАЛЬЮ

© 2004 г. Ю.Н. Кудимов, К.Н. Гаврилов, С.В. Касян, Н.К. Гаврилов

Композиционные материалы (КМ) на основе карбида титана находят все более широкое применение, которое обусловлено отчасти возможностью их пайки к корпусу стального инструмента. Одним из методов их пайки является контактно-реактивная пайка (КРП) [1]. Распределение концентраций компонентов в соединительном шве, возникающем при КРП можно рассчитать [1], если пайка осуществляется в диффузионном режиме. На практике такой режим пайки КМ затруднителен и расчет распределения концентраций компонентов в соединительном шве становится невозможным. Поэтому накопление экспериментальных данных, их обобщение и поиск закономерностей имеет в этих случаях особенно важное значение.

Настоящая работа посвящена изучению распределения концентраций компонентов методом локального рентгеноспектрального анализа в соединительных швах, возникающих при КРП стали 40Х с КМ на основе карбида титана с различным составом связки. Для получения КМ использовали материалы, указанные в табл. 1. Выбранные КМ имели составы (мас. %):

1. 50 % Т1С + 46 % Х20Н80 + 2 % Т1 + 2 % А1;

2. 50 % Т1С + 50 % Х20Н80;

3. 50 % Т1С + 48 % N1 + 2 % А1;

4. 50 % Т1С + 50 % N1.

КРП всех КМ осуществляли при температуре 1300 °С в течение 5 мин в вакууме. С этой целью использовали печь СНВ-1.31/16И3. Образцы из стали

40Х имели размеры 5x5x20 мм, а образцы из КМ - 5x5x10 мм. Образцы из КМ в ходе КРП свободно лежали на образцах из стали, соприкасаясь боковыми поверхностями. Металлографический анализ выполнен с помощью МИМ-10, локальный рентге-носпектральный с помощью ЖА-5А, определение микротвердости - ПМТ-3.

Таблица 1

Характеристики используемых материалов

Материал Марка, ГОСТ, ТУ Дисперсность менее, мкм

TiC «ч», ТУ 6-09-492-75 3

NiCr ПР-Х20Н80, ТУ 14-22-6-87 40

Ni ПНК-1Л5, ГОСТ 9722-79 40

Al АСД-Т, ГОСТ 5-16667-72 40

Ti ПТОМ, ТУ 48-10-22-73 40

В основе КРП лежит явление контактного плавления. При контактном плавлении в трех и более компонентных системах в контактных прослойках (соединительных швах), формирующихся при этом, возможно образование твердо-жидких зон [2]. Формирование твердо-жидких зон происходит и при КРП выбранных нами КМ со сталью 40Х со стороны КМ (рис.). Если через х обозначить всю ширину соединительного шва, включая твердо-жидкую зону, а через И - ширину твердо-жидкой зоны, то х и И принимают различные значения в зависимости от состава материала (табл. 2).