tehnoloŠki procesi organske industrije vi.tkojetko.irb.hr/documents/20249_2071.pdf ·...
TRANSCRIPT
KEMIJSKO-TEHNOLOŠKI FAKULTET
SVEUČILIŠTA U SPLITU
ZAVOD ZA ORGANSKU TEHNOLOGIJU
TEHNOLOŠKI PROCESI ORGANSKE INDUSTRIJE
VI.
Nafta i proizvodi prerade nafte
SADRŽAJ
1. NAFTA .......................................................................................................................1
1.1. FIZIČKE I KEMIJSKE OSOBINE SIROVE NAFTE ..............................................1
1.2. PRERADA NAFTE ...................................................................................................1
2. PRODUKTI PRERADE NAFTE.........................................................................5
2.1. BENZIN .....................................................................................................................5
2.1.1. MOTORNI BENZIN.............................................................................................................5
2.2. DESTILAT I MLAZNA GORIVA............................................................................9
2.2.1. DIZEL GORIVA...................................................................................................................9
2.3. MAZIVA..................................................................................................................12
2.3.1. MINERALNA MAZIVA ULJA ...........................................................................................12
2.3.1.1. Motorna ulja...........................................................................................................12
2.3.1.2. Mazive masti..........................................................................................................15
2.4. OSTATCI .................................................................................................................18
2.4.1. ULJA ZA LOŽENJE...........................................................................................................18
3. BIODIZEL ...............................................................................................................19
4. METODE ISPITIVANJA....................................................................................21
4.1. SPECIFIČNA TEŽINA............................................................................................21
4.1.1. METODA ODREðIVANJA SPECIFIČNE TEŽINE AREOMETROM................................21
4.2. STINIŠTE.................................................................................................................23
4.2.1. ODREðIVANJE STINIŠTA ........................................................................................23
4.3. PLAMIŠTE ..............................................................................................................25
4.3.1. ODREðIVANJE PLAMIŠTA PO PENSKY-MARTENS-U...............................................25
4.4. VISKOZNOST.........................................................................................................27
4.4.1. ODREðIVANJE VISKOZNOSTI PO HÖPPLER-U.........................................................27
4.4.2. ODREðIVANJE VISKOZNOSTI PO ENGLER-U..........................................................28
4.5. VODA ......................................................................................................................31
4.5.1. ODREðIVANJE VODE POMOĆU HLAPLJIVOG OTAPALA.........................................31
4.6. KISELINSKI BROJ (BROJ NEUTRALIZACIJE) .................................................32
4.7. BROJ OSAPUNJENJA (SAPONIFIKACIJE) ........................................................33
4.8. DESTILACIJA.........................................................................................................34
4.8.1. DESTILACIJA PO ASTM-U.......................................................................................34
1
1. NAFTA
1.1. FIZIČKA I KEMIJSKA SVOJSTVA SIROVE NAFTE
Nafta je tamno-zelena ili crno-smeña fluorescentna supstanca tekuće do polukrute
konzistencije. Ovisno o sastavu ona je manje ili više viskozna, ili skoro čvrsta. Miris nafte
ovisi o vrsti i sadržaju hlapljivih sastojaka, a neprijatan je jedino ukoliko su prisutni sumporni
spojevi. Specifična težina se kreće u području od 0,720 do 1,0 a vrelište od 24 do 400 °C.
Parafinski ugljikovodici (alkani) uvjetuju manju gustoću a naftenski i aromatski veću. Točka
zapaljivosti (plamište) može iznositi od 20 do 200 °C. Kao što je vidljivo iz ova tri podatka
fizikalno-kemijska svojstva nafte jako se mijenjaju ovisno o porijeklu, odnosno o kemijskom
sastavu nafte. Ovo se može vidjeti i iz tablice 1, u kojoj su prikazana fizikalno-kemijska
svojstva nekih domaćih nafti.
Po kemijskom sastavu nafta se sastoji pretežno iz ugljikovodika, u vidu ogromnog
broja različitih spojeva, te malim dijelom od organskih spojeva sa kisikom, dušikom i
sumporom. Pored emulgirane vode nafta sadrži i manje količine otopljenih suspendiranih
anorganskih tvari.
Ugljikovodici mogu biti parafinskog, naftenskog i aromatskog karaktera. Idući od
lakših frakcija, tj. onih s nižim intervalom vrenja, prema težim s višim intervalom vrenja,
opada sadržaj parafina (alkana) a raste sadržaj naftena (cikloalkana) i aromata.
1.2. PRERADA NAFTE
Značaj dobivanja i prerade nafte ne leži samo u dobivanju naftnih derivata koji se
koriste kao goriva za pogon motora, maziva, ili kao ulja za loženje već i u kemijskoj preradi
nafte pri kojoj nastaju različiti proizvodi male molekularne mase, kao npr. metan, etilen i dr.,
koji služe kao polazne sirovine za sintezu alifatskih i aromatskih baznih kemikalija kao i
raznih finalnih proizvoda.
Danas rafinerije proizvode gotovo 2000 raznih naftnih derivata. Slikom br. 1 prikazani
su osnovni derivati koji se dobivaju preradom nafte, bilo primarnim ili sekundarnim
postupcima prerade.
Iz sirove nafte najprije se uklone plinovi, voda i mineralne soli, a zatim se vrši
frakcijska destilacija pod atmosferskim tlakom. To je primarna prerada nafte. Frakcije
2
atmosferske destilacije su laki benzin (komponenta za proizvodnju visokooktanskih motornih
benzina u smjesi sa kreking ili reforming benzinima), teški benzin (naftno otapalo ili sirovina
za redestilaciju na specijalne benzine i ekstrakciona sredstva), petrolej i plinsko ulje (dizel
gorivo) i laki ostatak koji se može upotrebljavati kao takav (tzv. ulje za loženje) ili se
podvrgava vakuum destilaciji.
Vakuum destilacijom dobivaju se bazna ili osnovna ulja iz kojih se prikladnim
miješanjem prireñuje cijeli niz ulja željenih viskoznih gradacija. To su laki destilati (vretensko
ulje, lako strojno ulje), teški destilati (teško strojno ulje), manje hlapljiv ostatak (rezidualna
ulja) i bitumen.
Sekundarnom preradom dobije se širok raspon raznih proizvoda koji kvalitativno i
kvantitativno odgovaraju uvjetima suvremene potrošnje. Procesi sekundarne prerade naftnih
derivata jesu sljedeći:
- krekiranje,
- reformiranje,
- polimerizacija,
- alkilacija,
- izomerizacija,
- hidrokrekiranje.
Derivati nafte proizvedeni primarnim i sekundarnim procesima nisu u svakom slučaju
i komercijalni produkti prikladni za upotrebu. Oni se moraju doraditi, tj. rafinirati. Svrha
dorade je uklanjanje štetnih primjesa i/ili podešavanja kemijske strukture derivata zbog
postizanja odreñene kvalitete. Metode dorade su sljedeće:
- kemijska rafinacija,
- katalitička rafinacija,
- rafinacija otapalima.
3
Tablica 1. Fizikalno-kemijska svojstva nekih domaćih nafti.
Stružec Gojlo Dugo Selo
1.
2.
3
4.
5.
6.
7.
Gustoća / mgcm-3
Sumpor / % mas.
Krutište / °C
Viskoznost / °E
15 °C
20 °C
25 °C
50 °C
ASTM destilacija
Početak / °C
10 % °C
20 % °C
30 % °C
40 % °C
50 % °C
60 % °C
70 % °C
80 % °C
350 °C %
Parafin / % mas.
Koks / % mas
0,832
0,42
+4
1,39
40
100
131
169
217
270
321
65
6,84
1,6
0,878
0,18
-25
2,18
95
165
198
237
274
310
345
63
5,9
2,12
0,874
0,76
+19
1,98
50
139
205
270
323
43
10,97
4
Nafta
PR
IMA
RN
A
P
RE
RA
DA
Vak
uum
des
tilac
ija
- Laki benzini (završetak destilacije 150 °C) - Teški benzini (150-200 °C) - Petrolej (180-250 °C) - Plinsko ulje (200-350 °C)
- Laki ostatak (iznad 350 °C)
- Laki uljni destilat
- Teški uljni destilat
- Ostatak: bitumen
SE
KU
ND
AR
NA
PR
ER
AD
A
- motorni benzin - tehnički benzin - petrolej - goriva za mlazne motore - dizel goriva - ulja za loženje - destilatna maziva ulja (strojna ulja) - rezidualna maziva ulja (cilindarska ulja) - parafinski voskovi - ulja za loženje - petrol koks - bitumen
Slika 1. Tok proizvodnje naftnih derivata.
5
2. PROIZVODI PRERADE NAFTE
2.1. BENZIN
Podjela: - motorni benzini,
- avionski benzini,
- specijalni benzini, otapala.
2.1.1. MOTORNI BENZIN
To su smjese tekućih ugljikovodika, koji imaju ASTM destilacijske granice od oko 40
do 200 °C. Benzini sadrže lake i teške komponente s vrelištima i izvan ove granice, ali većina
komponenata ima vrelište izmeñu 10 i 230 °C. Specifična težina benzina je u području od
0,650 do 0,825. Benzini se upotrebljavaju kao pogonsko gorivo za cestovna motorna vozila,
tj. za motore s unutarnjim sagorijevanjem (Otto motori). U ovom slučaju njihova primjena
obuhvaća miješanje sa zrakom, komprimiranje, inicijalno zapaljenje smjese pomoću
električne iskre, korištenje mehaničke energije dobivene eksplozijom i konačno ispuhivanje
otpadnih plinova.
U tablici 2 prikazani su opći zahtjevi i metode ispitivanja za premium bezolovni
motorni benzin obuhvaćen HR normama.
6
Tablica 2. Opći zahtjevi i metode ispitivanja za premium bezolovni motorni benzin.
Granična vrijednost Jedinice
najmanje najviše
Metode
ispitivanja
Oktanski broj
po istraživačkoj metodi, IOB 95,0 - EN 25164:1993
po motornoj metodi, MOB 85,0 - EN 25163:1993
Količina olova mg/L - 5 EN 237:1996
Gustoća na 15 °C kg/m3 720 775 EN ISO 3675
EN ISO 12185
Količina ukupnog sumpora mg/kg - 150
EN ISO 14596:1998
EN ISO 8754:1995
EN 24260:1994
Oksidacijska stabilnost minuta 360 - EN ISO 7536
Količina postojeće smole mg/100 mL - 5 EN ISO 6246
Korozivnost na Cu (3 sata na 50 °C) razred 1 EN ISO 2160
Izgled bistar, proziran vizualno
Količina ugljikovodika:
olefini
aromati
% (V/V) -
18,0
42,0
ASTM D 1319:1995
ASTM D 1319:1995
Količina benzena % (V/V) -
Količina kisika % (W/W) -
Količina oksigenata:
metanol
etanol
izo-propil alkohol
izo-butil alkohol
eteri (s 5 ili više C atoma)
ostali oksigenati
% (V/V)
-
-
-
-
-
-
3
5
10
10
7
15
10
EN 1601:1997
prEN 13132:1998
Osnovni zahtjev koji se postavlja na motorni benzin je povoljan oktanski broj.
Oktanski broj daje podatak o procesu izgaranja goriva u motoru, koji se nekada može odvijati
u nepoželjnom smjeru, s obzirom na iskorištenje snage, tako i na održavanje motora. Da bi
neki motor zadovoljavajuće radio, važno je da smjesa goriva i zraka izgara normalno, tj. u
točno odreñenom trenutku. Nasuprot ovog ujednačenog sagorijevanja može doći i do
nepravilnog i ekstremno brzog zapaljenja ili eksplozije nekih dijelova još nesagorene smjese.
7
Tako dolazi do tzv. "lupanja" ili detonacije. Kod ovakvog izgaranja u kratkom vremenskom
periodu oslobaña se toplina koju djelomično apsorbira motor. Ovaj gubitak toplinske energije
ima za posljedicu gubitak snage i nisku ekonomičnost goriva. Uslijed pregrijavanja pojedinih
dijelova takoñer se skraćuje i vijek trajanja samog motora. Oktanski broj (OB) je mjera za
antidetonatorsko svojstvo benzina. Na skali oktanskih brojeva izooktan (2,2,4-trimetil-pentan)
ima OB 100 a n-heptan nula (vrlo slabo detonira). Pri odreñivanju OB nekog benzina
usporeñuje se njegov način sagorijevanja u laboratorijskom motoru sa sagorijevanjem smjesa
pripremljenih iz n-heptana i izooktana u različitim omjerima. Npr. benzin koji sagorijeva u
laboratorijskom motoru na isti način kao smjesa sastavljena od 98 % izooktana i 2 % n-
heptana imat će OB = 98. Osim ove istraživačke metode ispitivanja, koja se po svojim
karakteristikama približava uvjetima vožnje u gradu, oktanski broj odreñuje se i motornom
metodom koja je slična uvjetima brze vožnje na autocestama.
Benzin dobiven isključivo atmosferskom destilacijom nafte nije dovoljno kvalitetan,
tj. detonira, a osim toga i dobivena količina benzina je nedostatna za potrebe tržišta, stoga
treba proizvesti nove količine benzina visokih OB. Ovi se benzini proizvode procesima
krekiranja, reformiranja, hidrokrekiranja, alkilacije, polimerizacije i izomerizacije. Svrha
sekundarne prerade naftnih derivata je povećanje sadržaja ugljikovodika sa većim OB
(izoparafini i aromati). Osim toga, antidetonatorska svojstva benzina ovise i o sadržaju
antidetonatorskih aditiva. Ranije se najviše upotrebljavalo tetraetil-olovo. Nepoželjne
karakteristike tetraetil-olova su otrovnost njegovih para i stvaranje čvrstih obljepa u cilindru
motora prilikom sagorijevanja, što omogućava hlañenje motora. Danas se proizvode
"bezolovni benzini", a kao aditiv za povećanje OB upotrebljava se MTBE (metil-tercbutil-
eter). U Europi se danas prodaju tri različita kvaliteta bezolovnog motornog benzina, i to:
- regular (od 90 do 92 oktana, u zavisnosti od nacionalnih standarda članica),
- premium (95 oktana),
- super plus (98 oktana).
Druga izuzetno važna karakteristika motornih benzina je "volatilitet"-hlapljivost
benzina. Obzirom da je benzin smjesa velikog broja spojeva (ugljikovodika), nema odreñeno
vrelište, već vrije u odreñenom intervalu. Kod motornih benzina početak destilacije je izmeñu
35 i 60 °C, a kraj izmeñu 180 i 210 °C. Za primjenu benzina kao goriva u motorima s
unutrašnjim sagorijevanjem izuzetno su važne temperature kod kojih će ispariti 10 %, 50 % i
90 % benzina. Naime, time je odreñen udio lakih i teških frakcija, koje imaju važnu ulogu pri
startanju motora. Potrebno je da 10 %-na točka bude što niža (veći sadržaj hlapljivih frakcija)
i u klimatskim uvjetima naše zemlje trebala bi imati vrijednosti oko 50 °C. O 50-oj i 90-oj
8
točki ovisi zamrzavanje, zagrijavanje motora, razrjeñivanje ulja, ishlapljivanje u
kompresijskom prostoru i termičko iskorištenje. Odreñivanje ovih karakterističnih
temperatura vrši se postupkom standardne destilacije.
Daljnji važan podatak za motorni benzin predstavlja napon para. Vrijednost za napon
para daje uvid u tlak koji vrše pare benzina pri odreñenoj temperaturi. Napon para ovisi o
vanjskim temperaturnim uvjetima, tako da zimi ne bi smio biti veći od 0,9 kgcm-2 (po Reidu),
a ljeti veći od 0,6 kgcm-2.
Uobičajeno je čistoću benzina i ostalih naftnih derivata promatrati sa dva gledišta.
Jedno je mehanička čistoća, koju standard obuhvaća terminom "voda i mehaničke primjese",
a može se otkriti i direktnim promatranjem. Benzin mora, obzirom na mehaničku čistoću, biti
proziran, bez vidljivih onečišćenja, i bez prisustva vode. Drugo je kemijska čistoća, koja se ne
može uočiti direktnim promatranjem benzina u prozirnoj posudi. U ovom se slučaju radi o
onečišćenjima, koja su u benzinu otopljena i nevidljiva, a ispoljavaju se tek kod njegove
primjene i to u obliku stvaranja želatinoznih taloga koji zaostaju nakon isparivanja benzina, ili
pak u obliku korozivnih oštećenja dijelova motora. Standard za benzin obuhvaća kemijsku
čistoću kroz pojmove: "guma", "korozija" i "sadržaj sumpora". Duljim stajanjem benzinske
frakcije, pogotovo kada su u doticaju sa zrakom i metalima, tvore gumaste taloge "gumu".
Izdvojena faza može biti posve bezbojna tekućina do smeñe polutekuća gumasta. Brzina
stvaranja taloga ovisit će o sadržaju nezasićenih ugljikovodika (npr. kod neobrañenih
benzinskih destilata krekiranja) i o utjecaju svjetla. Pretpostavlja se da je to posljedica
oksidacije supstituiranih naftena. Prilikom uporabe benzina s većim sadržajem gume, dolazi
do taloženja tvrde smole na unutarnjim površinama motora, ventilima i rasplinjaču
(karburatoru), što dovodi do poremećaja u radu.
Sadržaj sumpora. Sumpor u benzinu može biti anorganski (S, H2S) ili organski (RSH,
R-S-R, R-S-S-R). Sadržaj sumpora može izazvati koroziju u ispušnom dijelu motora za
hladnijeg vremena, jer se tada stvara sumporna kiselina s kondenziranom vlagom. Zato se ovi
spojevi moraju ukloniti što se radi postupcima rafinacije. Danas se desulfuriranje provodi
postupkom hidrorafinacije, tj. hidroobrade.
9
2.2. DESTILAT I MLAZNA GORIVA
Podjela: - petrolej,
- goriva ulja,
- dizel goriva,
- mlazna goriva.
Destilat goriva su proizvodi prerade nafte koji vriju od 180 do 370 °C, a imaju
plamište 50 °C ili više. Obuhvaćaju rasvjetni petrolej, goriva ulja i dizel gorivo. U ranijim
danima naftne industrije to su bili osnovni proizvodi prerade. Mlazna goriva su slična destilat
gorivima, osim što većina proizvoda ima niže vrelište i niže plamište.
2.2.1. DIZEL GORIVA
Kao i kod gorivih ulja, stabilnost je problem koji se javlja kod primjene dizel goriva.
Osnovna poteškoća je u tome, što se različita goriva ne daju miješati bez štetnih posljedica.
Tako se kod miješanja katalitičkog cikličkog ulja (kreking) s destilatom nafte dobije gorivo
sklono stvaranju taloga. Primjena disperzanata i inhibitora protiv stvaranja guma omogućava
izradu ovakvih miješanih goriva.
Rafinerije općenito proizvode više tipova dizel goriva, što ovisi o konstrukciji motora
koje pogone i uvjetima rada. Sagorijevni mehanizam dizel motora se bitno razlikuje od
benzinskog Otto motora. Kod benzinskih motora, gorivo se raspršuje u struju zraka, prilikom
čega nastaje eksplozivna smjesa koja se inicijalno pali pomoću električne struje. Kod dizel
motora gorivo se uštrcava u zrak koji je prethodno komprimiran i pritom zagrijan na
temperaturu zapaljenja goriva. U ovom slučaju nije potrebna električna iskra da bi nastupilo
sagorijevanje. Gorivo mora sagorjeti pravilnom, jednoličnom brzinom u trenutku kad je
ispunilo kompresijski prostor cilindra. U protivnom uljne pare mogle bi prodrijeti u zonu
sagorijevanja, ondje se naknadno zapaliti, te na taj način izazvati više centara eksplozije.
Rezultat toga bila bi pojava nesimetričnog lupanja i lokalna pregrijavanja uz normalno i
nepravilno povišenje tlaka u stublini motora. Dakle, nastupila bi situacija slična onoj kod
lupanja (detonacije) u automobilskim Otto motorima. Prema tome, gorivo za dizel motore
mora imati sposobnost što lakšeg zapaljenja za razliku od goriva za Otto motore koje treba
biti što otpornije prema zapaljenju. Kvalitete zapaljivosti kod ova dva goriva su dakle u
suprotnosti
U tablici 3. prikazani su opći zahtjevi i metode ispitivanja dizel gorivo obuhvaćeni HR
normama.
10
Tablica 3. Opći zahtjevi i metode ispitivanja dizel goriva.
Granične vrijednosti Svojstvo Jedinica
najmanje najviše
Metode
ispitivanja
Cetanski broj 51,0 - EN ISO 5165:1998
Cetanski indeks 46,0 - EN ISO 4264
Gustoća na 15 °C kg/m3 820 845 EN ISO 3675:1998
EN ISO 12185:1996
Policiklički aromatski ugljikovodici % (W/W) - 11 IP 391:1995
Količina ukupnog sumpora mg/kg - 350
EN ISO 14596:1998
EN ISO 8754:1995
EN 24260:1994
Točka paljenja °C iznad 55 - EN 22719
Količina koksnog ostatka
(od 10 %-tnog ostatka destilata) % (W/W) - 0,30 EN ISO 10370
Količina pepela % (W/W) - 0,01 EN ISO 6245
Količina vode mg/kg - 200 prEN ISO
12937:1996
Količina sedimenta mg/kg - 24 EN 12662
Korozivnost na Cu (3 sata na 50 °C) razred 1 EN ISO 2160
Oksidacijska stabilnost minuta - 25 EN 12205
Mazivost (wsd 1,4) na 60 °C µm - 460 ISO 12156-1
Viskoznost na 40 °C mm2/s 2,00 4,50 EN ISO 3104
Destilacija
% (V/V) predestiliranog do 250 °C
% (V/V) predestiliranog do 350 °C
95 % (V/V) predestiliranog
% (V/V)
% (V/V)
°C
85
< 65
360
prEN ISO 3405:1998
Prema uvjetima rada dizelskih motora, razlikujemo goriva različitih gradacija: D-1, D-
2, D-3 i D-4. Gorivo gradacije D-1 spada u područje hlapljivosti petroleja i lakog plinskog
ulja. Primjenjuje se u brzohodnim motorima i slučajevima primjene pri vrlo niskim
temperaturama okoline. Na dizel goriva za brzohodne motore postavljaju se strogi zahtjevi.
Njihov sastav mora osigurati brzo pokretanje ( start) i kod niskih temperatura. Na ispušnoj
cijevi ta goriva ne smiju čañiti da bi se spriječilo zagañivanje zraka. Gradacija D-2 obuhvaća
destilate plinskog ulja niske hlapljivosti. To se gorivo primjenjuje kod brzohodnih motora
manjih zahtjeva. Gradacija D-3 i D-4 rabe se za stabilne dizel motore, osobito za parobrode i
11
u slučajevima malih zahtjeva za kvalitetom. Ova goriva već ulaze u područje lakih ulja za
loženje.
Najvažnije svojstvo kod izbora i korisne primjene dizel goriva je svojstvo paljenja.
Gorivo se mora lako samo od sebe zapaliti, te pravilno izgorjeti čim se ubrizga u cilindar.
Cetanski broj (CB) je mjera za sposobnost paljenja. Naime, brzogorećem cetanu (n-
heksadekan) se na skali cetanskih brojeva pridružuje CB 100 a sporogorećem α-metil-
naftalenu CB 0. Sagorijevanje goriva se usporeñuje sa sagorijevanjem smjese ovih dviju
komponenata u standardnom CPP dizel stroju. Npr. cetanski broj 70 ima dizel gorivo koje
sagorijeva na isti način kao smjesa pripremljena od 70 % cetana i 30 % α-metil-stirena.
Cetanski broj ovisi o kemijskom sastavu goriva, tako će veći sadržaj parafina uvjetovati veći
broj. Unutar istog niza ugljikovodika potrebna temperatura paljenja opada porastom
molekularne mase, jer je potrebna manja energija aktivacije za termičku razgradnju većih
molekula.
Postoje mnogi pokušaji izračunavanja cetanskih brojeva iz nekih fizikalnih i kemijskih
konstanti goriva, kao što su anilinska točka, gustoća, viskoznost, srednje vrelište i sadržaj
vodika. Sve preporučene računske metode odstupaju manje ili više od rezultata dobivenih
motornim ispitivanjem. Najpovoljniji rezultati dobiju se tzv. računskim cetanskim indeksom
pomoću podataka o specifičnoj težini goriva (API°) i 50 %-tne točke vrenja ASTM
destilacije.
Sporohodnim dizel motorima udovoljava gorivo cetanskog broja 25 do 40, ovisno o
motoru i uvjetima rada. Srednjehodni motori iziskuju cetanski broj oko 45, a brzohodni 50 do
65. Goriva većih cetanskih brojeva ne mogu se zadovoljavajuće primijeniti u motorima.
Cetanski broj dizel goriva dobivenih iz sekundarnih destilata je nešto niži, ali se može
dotjerati dodatkom aditiva, najčešće organskih nitrata (smjesa amil-nitrata i organskih
peroksida) ili čistog etil-nitrata.
Destilat gorivo ne smije sadržavati nimalo mehaničkih nečistoća, radi osjetljivosti
dizel sisaljke. Takoñer je nepovoljan izrazito visok sadržaj sumpora, jer dovodi do trošenja
stroja i korozije ispušnih ureñaja. Danas se proizvode dizel goriva s manje od 0,035 % (w/w)
sumpora tzv. eurodizel. Viskozna ulja visokog vrelišta dovode do stvaranja naslaga, dima i
neugodnog mirisa. Premala viskoznost može dovesti do pada djelotvornosti stroja, jer se tada
dizel sisaljka ne podmazuje dobro i takva ulja imaju niže ogrjevne vrijednosti. Od ostalih
svojstava odreñenu važnost ima i nisko stinište, koje omogućuje protok za hladnog vremena i
pogodan miris, kako goriva tako i proizvoda sagorijevanja.
12
2.3. MAZIVA
Podjela: a) tekuća maziva: - mineralna ulja (motorna i industrijska ulje),
- masna ulja,
- zamašćena ulja,
- aditivna ili legirana ulja,
- uljne emulzije,
- sintetička ulja,
b) polukruta i kruta maziva: - mazive masti,
- kruta maziva.
Maziva ulja upotrebljavaju se za podmazivanje dviju tarnih površina u svrhu
smanjivanja koeficijenta trenja. Trenje se može definirati kao otpor koji nastaje kada se kreće
površina nekog tijela, koja se nalazi u dodiru s površinom kakvog drugog tijela. Trenje, koje
se vrši neposrednim dodirom dviju površina, tj. kada se izmeñu njih ne nalazi mazivo, naziva
se suho trenje. Ako se radi o trenju uz prisutnost maziva, tj. ako se radi o podmazivanju, onda
je običnije reći klizne površine. Meñutim oba izraza imaju isto značenje. Danas se u teoriji
podmazivanja razlikuju tri vrste trenja odnosno podmazivanja: tekuće ili hidrodinamičko,
granično i podmazivanje pod najvišim tlakom.
2.3.1. MINERALNA MAZIVA ULJA
Mineralna maziva ulja su visokovrijuće viskozne uljne frakcije nafte (destilati i
rezidualna ulja), iz kojih su uklonjeni nepoželjni sastojci. Za poboljšanje svojstava, paralelno
s povećanim zahtjevima, u maziva ulja se dodaju aditivi, a takva ulja nazivaju se legirana.
Mineralna maziva ulja proizvode se za vrlo veliki broj raznih primjena. Možemo ih podijeliti
u dvije grupe i to na motorna ulja i industrijska ulja.
2.3.1.1. Motorna ulja
Motorna maziva ulja podvrgnuta su vrlo teškim uvjetima rada, osobito kod dizel ili
avionskih motora. Ova ulja imaju višestruku ulogu, tj. ona podmazuju, hlade, brtve, ispiru,
suzbijaju trošenje i koroziju. Stoga ulje mora imati dobra maziva svojstva, kemijsku
stabilnost, visoki indeks viskoznosti i nisko stinište.
Indeks viskoznosti (i. v.) i viskoznost su najvažnija svojstva motornih ulja.
Viskoznost je mjera unutarnjeg trenja tekućine. Indeks viskoznosti izražava promjenu
viskoznosti promjenom temperature, a predstavljen je relativnom empirijskom skalom od 0-
13
100. Indeks viskoznosti od 100 ukazuje na ulje koje malo mijenja viskoznost promjenom
temperature. Izračunava se prema sljedećoj formuli:
HL
ULvi
−−=..
U - viskoznost ulja kojem se indeks viskoznosti želi izračunati, izmjeren pri 37,8 °C,
L - viskoznost nekog ulja pri 37 °C, kojem je indeks viskoznosti = 0, a koje pri 99
°C ima istu viskoznost kao i ulje kojem se indeks viskoznosti želi izračunati,
H - viskoznost nekog ulja pri 37 °C, kojem je indeks viskoznosti = 100,a koje pri 99
°C ima istu viskoznost kao i ulje kojem se indeks viskoznosti želi izračunati.
Postoje gotove tablice i dijagrami uz pomoć kojih se indeks viskoznosti može lako i brzo
odrediti iz poznatih vrijednosti za U, L i H. Motorna ulja parafinske baze pokazuju indeks
viskoznosti blizu 100, naftenska oko 40, a aromatska ulja imaju indeks viskoznosti 0 i niže.
Ulja koja imaju indeks viskoznosti ispod 40 označavaju se kao ulja niskog indeksa
viskoznosti, ona koja imaju od 40 do 80 kao ulja srednjeg indeksa viskoznosti, a ulja kojima
je indeks viskoznosti iznad 80 označavaju se kao ulja visokog indeksa viskoznosti. Većina
mineralnih ulja ima indeks viskoznosti izmeñu 0 i 100, ali se postupcima solventne
ekstrakcije ili dodatkom aditiva za poboljšanje indeksa viskoznosti olakšava startanje kod
niskih temperatura, a smanjuje istjecanja kod radnih temperatura. Ulja s visokim indeksom
viskoznosti primjenjuju se kod avionskih motora i automobila koji rade pri vrlo niskim
temperaturama, ili kod instrumenata koji su podvrgnuti vrlo velikim promjenama temperature.
Ulja srednjeg indeksa viskoznosti pogodna su za skoro sve industrijske motore i automobile
pri toplim klimatskim uvjetima. Ulja s niskim indeksom viskoznosti primjenjuju se kod
većine industrijskih podmazivanja i za dizel motore. Ulja naftenske baze imaju niske indekse
viskoznosti, ali imaju prirodna detergentska svojstva. Meñutim, većina ulja za teške uvjete
rada (HD-heavy duty) proizvode se iz nafta parafinske ili miješane baze, uz dodatak
detergentskih aditiva.
Motorna ulja se klasificiraju prema viskoznosti, te obzirom na konstrukcijske i druge
zahtjeve motora. U tablici 4 prikazana je SAE klasifikacija (Society of Automotive
Engineers) društva američkih automobilskih inženjera, koja je praktički prihvaćena u cijelom
svijetu.
14
Tablica 4. Klasifikacija mazivih ulja prema viskoznosti.
VISKOZNOST /° cSt (centistok) SAE
broj kod -18 °C (0 °F) kod 50 °C kod 90 °C (210 °F) kod 50 °C
5 W
10 W
20 W
20
30
40
50
ispod 869
1303-2614
2615-10458
-
-
-
-
-
18-25
35-45
35-45
55-68
75-98
110-130
-
-
-
7,3-9,64
9,65-12,98
12,99-16,82
16,83-22,75
-
2,64-3,46
4,7-6,0
4,7-6,0
7,3-9,0
9,9-12,9
14,5-17,0
Brojevi s W oznakom odnose se na ulja niske viskoznosti za primjenu zimi.
Preporuča se upotreba ulja što niže viskoznosti, a što dozvoljava konstrukcija
motora, nasuprot zastarjelim shvaćanjima da "gusta ulja bolje podmazuju". Viskozno motorno
ulje ima veliko unutarnje trenje i djeluje na hladan motor kao kočnica, pa se jedan dio goriva
troši na savladavanje ovog trenja. Unatoč činjenici da se fluidnije ulje više troši, ukupno
uzevši, njegova primjena je ekonomičnija, radi uštede goriva. Viskozna ulja se takoñer
tijekom rada lakše razrjeñuju s gorivom.
Lako startanje (polaženje) može se izvesti ako viskoznost ne prelazi 8,70° cSt pri
temperaturi startanja i ako je stinište nisko. Viskoznost, indeks viskoznosti i točka sitnjavanja
utječu na lakoću startanja.
Plamište i gorište ne daju podatke o upotrebnoj vrijednosti ulja, već samo ukazuju na
podrijetlo ulja, odnosno na činjenicu da li je proizvod pripravljen miješanjem nisko i
visokovrijućih ulja.
Stinište ulja, osim postupcima deparafinacije, može se sniziti pomoću odgovarajućih
aditiva, tzv. depresanata. Aditivi za sniženje stiništa različito djeluju na pojedine vrste ulja, ali
se utjecaj na srednje sniženje stiništa može prikazati tablicom 5.
Tablica 5. Utjecaj depresanata na sniženje stiništa.
% depresanata Srednje sniženje / °C Granica sniženja / °C 0,1 0,3 0,5 1,0
6 12 17 21
0,5-12 3-22 9-24 13-29
15
Daljnja podjela motornih mazivih ulja osniva se na njihovim svojstvima u primjeni,
u prvom redu na osnovu detergencije, kao i na osnovu uvjeta rada motora. To je tzv. API-
klasifikacija, prema američkom institutu za naftu (American Petroleum Institut), koji ju je
uveo. Za klasifikaciju ulja, prema API-servisima, potrebno je obaviti motorna ispitivanja. Za
benzinske motore to su: service ML, MM i MS (Motor Light, Motor Moderate i Motor
Severe) za diesel motore service DG, DM i DS (Diesel General, Diesel Moderate i Diesel
Severe).
Tablica 6. Specifikacija motornih ulja klasificiranih po viskoznosti.
Motorno ulje Vrlo lako
(M 10)
Lako
(M 20 Ž)
Lako
(M 20)
Srednje
(M 30)
Teško
(M 40)
Vrlo
teško
(M 50)
Odgovara SAE gradaciji
viskoznosti
Indeks viskoznosti, najmanje
Stinište / °C, najviše
Plamište (otvoreni lončić) /
°C, najmanje
Neutralizacijski broj /
mg KOH / g, najviše
Pepeo / %, najviše
Koks / %, najviše
Voda i mehaničke nečistoće
10 W
95
- 20
190
0,05
0,01
0,1
20 W
90
- 20
200
0,05
0,01
0,25
ne sadrži
20
90
- 15
200
0,05
0,01
0,25
30
90
- 15
210
0,05
0,01
0,35
40
90
- 10
220
0,05
0,01
0,55
50
90
- 10
220
0,05
0,01
0,8
2.3.1.2. Mazive masti
Masti za podmazivanje su polukrute disperzije s 3-10 % uguščivaća u mineralnom
ulju. Ovakve smjese ili disperzije stabilizirane su manjim količinama vode, glicerina ili
slobodnih masnih kiselina. Upotrebljavaju se onda kada se ne može primijeniti ni jedan sustav
podmazivanja uljima.
Svojstva mazivih masti ovise o viskoznosti ulja, o vrsti i količini uguščivaća, te o
eventualnim aditivima i drugim dodacima. Masti za podmazivanje na bazi mineralnih ulja
imaju široke granice svojstava. Tališta (točke kapanja) takvih masti protežu se od oko 70 °C
za vrlo meke masti do 180 °C za tvrde masti.
16
Za rad kod visokih temperatura primjenjuju se mazive masti na bazi sintetičkih ulja,
kao što su silikonska ulja, a omogućavaju primjenu i do 300 °C. Mazive masti imaju različitu
otpornost prema vodi.
Često se mastima dodaju aditivi za visoke tlakove (EP), antioksidacijski aditivi, a
vrlo kvalitetnim mastima za kuglične ležajeve, mogu se dodati antikorozijski aditivi. Nekim
mastima se katkad dodaje grafit u količini od 5-10 % ili molibden-sulfid, sa svrhom da se
poveća sposobnost stvaranja mazivog filma.
Masti se klasificiraju prema tvrdoći ili konzistenciji. Konzistencija se mjeri dubinom
prodiranja standardnog konusa u uzorak odreñene količine u vremenu od 5 sekundi. Dubina
prodiranja-penetracija, izražava se u desetinkama milimetara, pri temperaturi od 25 % C. Na
osnovu penetracije odredio je NLGI (Američki nacionalni institut za mazive masti)
klasifikaciju masti prema konzistenciji. U tablici 7 prikazana je klasifikacija mazivih masti
prema konzistenciji.
Tablica 7. Klasifikacija mazivih masti prema konzistenciji.
NLGI
broj
Penetracija poslije gnječenja sa
60 udaraca kod 25 °C (ASTM)
Tvrdoća kod sobne
temperature
000
00
0
1
2
3
4
5
6
445-475
400-430
355-385
310-340
265-295
220-250
175-205
130-160
85-115
-
-
polutekuća
vrlo meka
meka
srednja
tvrda
vrlo tvrda
tvrdoća briketa
Prema vrsti upotrebljenog uguščivaća, mazive masti mogu se podijeliti u četiri
glavne grupe: mazive masti na bazi metalnih sapuna, organskih tvari, specijalnih glina i
modificiranih silikata. Masti na bazi metalnih sapuna su najstariji tip maziva i najviše se
proizvode. U tablici 8 prikazana svojstva mazivih masti obzirom na metalni sapun.
17
Tablica 8. Karakteristike mazivih masti obzirom na metalni sapun.
Mast na
bazi:
Točka
kapanja / °C
Slobodne alkalije
ili kiseline (npr.
oleinska) / %
Sadržaj
vode / %
Sadržaj
sulfatnog
pepela / %
Sadržaj
mineralnog
ulja / %
Ca-sapuna
Na-sapuna
Al-sapuna
Li-sapuna
Ba-sapuna
60-110
120-200
80-120
180-195
160-180
max. 0,2
max. 0,2
0
0,01-0,02
0
max. 2
0,5-1,5
0
0
0
4-8
4-8
1,5-3
3-5
4-10
70-85
70-90
85-95
80-95
75-90
Točka kapanja je temperatura pri kojoj mast počinje teći, ona uglavnom ovisi o tipu
uguščivaća te o nepravilnostima u proizvodnji ( nepotpuno osapunjenje). Poznavanjem ove
točke ne može se odrediti maksimalna temperatura kod koje će mast zadovoljiti u primjeni,
jer to ovisi i o promjeni viskoznosti s primjenom temperature, mehaničkoj i oksidacijskoj
stabilnost i sl.
Prisutnost slobodnih alkalija i organskih kiselina dozvoljava se u mazivim mastima
samo do odreñenih granica, jer male količine mogu u izvjesnom stupnju poboljšati kvalitet
mazivih masti kao i neka njihova svojstva. Veći sadržaj istih ukazuje na loš tehnološki
postupak i oksidacijske procese tijekom skladištenja. Kod nekih tipova masti voda je
neophodan element stabilnosti strukture, dok su druge masti kao npr. litijske i aluminijske
stabilne bez prisustva vode. Potrebna količina vode za pojedine masti odreñena je posebnim
propisima.
18
2.4. OSTATCI
Podjela: - ulja za loženje,
- petrol koks,
- bitumeni.
Ostatci kod prerade nafte obično imaju nisku cijenu, tako da su često samo sporedni
proizvodi.
2.4.1. ULJA ZA LOŽENJE
Teška tekuća goriva služe kao ulja za loženje u industriji i prometu, ili u svrhe
zagrijavanja zgrada, a lake i čistije vrste (specijalna ulja za loženje) kao pogonsko gorivo za
sporohodne dizel motore. Karakteristike ulja za loženje prikazane su tablicom 9
Tablica 9 Tehničke karakteristike ulja za loženje.
Osnovne specifikacije Specijalno Lako Srednje Teško
Viskoznost pri 50 °C / cSt,
najviše
Plamište / °C, najmanje
Stinište / °C, najmanje
Pepeo / %, najviše
Sumpor / %, najviše
Voda / %, najviše
Neutralizacijski broj /
mg KOH / g, najviše
Netopljivo u benzenu / %,
najviše
45,2 (6 °E)
65
-5
-
2,0
0,5
4
0,2
98,8 (13 °E)
65
+ 10
0,4
3,5
1,5
-
-
235
80
+ 30
1,0
3,5
2,0
-
-
64,5 / 100 °C (8,5)
80
-
1,1
-
2,5
-
-
Viskoznost je najvažnije svojstvo ulja za loženje, jer se previskozna ulja teže raspršuju
u ložištu. Specifična težina je u području 0,9-1,1. Previsok sadržaj pepela, naročito ako on
sadrži puno vanadija ili natrija, djeluje korozivno na peći, odnosno lopatice turbine, ako se
nalazi u gorivu za plinske turbine. Sumpor pojačava nepovoljni utjecaj pepela, uzrokuje
koroziju osobito pri nižim temperaturama, pa veći sadržaj sumpora zahtjeva više temperature
izlaznih sagorjevnih plinova. Kalorična vrijednost im je veća od odgovarajuće količine
najboljeg ugljena.
19
3. BIODIZEL
Biodizel je komercijalni naziv pod kojim se ME (metil-ester), bez dodanog
mineralnog dizelskog goriva, nalazi na tržištu tekućih goriva i prodaje krajnjim korisnicima.
Biodizel je standardizirano tekuće nemineralno gorivo, neotrovan, biorazgradivi nadomjestak
za mineralno gorivo, a može se proizvoditi iz biljnih ulja, recikliranog otpadnog jestivog ulja
ili životinjske masti procesom transesterifikacije, pri čemu kao sporedni proizvod nastaje
glicerin. Kemijski se biodizel opisuje kao mono alkilni ester.
Metil-ester (ME) je kemijski spoj dobiven reakcijom (transesterifikacija) biljnog ulja (uljana
repica, suncokret, soja, palma, ricinus itd.) ili životinjske masti s metanolom u prisutnosti
katalizatora. Nusproizvod koji nastaje u reakciji je glicerin. Fizička i kemijska svojstva ME
slična su svojstvima mineralnog dizelskog goriva. Metil ester se definira kao srednje dugi
lanci (C 16 –18) masnih kiselina. Ti lanci pomažu razlikovati biodizel od mineralnog dizela.
MERU (metil ester repičinog ulja) ili RME (engl. Rapeseed Methil Ester) je metil ester
proizveden isključivo od ulja uljane repice.
MESU (metil ester suncokretovog ulja) ili SME (engl. Sunflower Methil Ester) je metil ester
proizveden isključivo od suncokretovog ulja.
Transesterifikacija je kemijska reakcija kojom iz biljnog ulja ili životinjske masti (trigliceridi)
s metanolom u prisutnosti katalizatora nastaju metil-ester i glicerin.
Najznačajnija prednost biodizela je smanjena emisija stakleničnih plinova, a uz
ukupnu bilancu CO2 pri proizvodnji biodizela može se usporediti ukupna emisija (tzv. Life
Cycle) stakleničnih plinova i štetnih tvari za klasično dizel gorivo i biodizel. Ukupna bilanca
stakleničnih plinova pokazuje da se izgaranjem i proizvodnjom 1 kg dizel goriva emitira 4,01
kg CO2ekv., dok se proizvodnjom i korištenjem biodizela i sporednih proizvoda emitira:
-0,916kg CO2ekv./kg biodizela,
-0,314kg CO2ekv./kg ostatka repice,
- 0,420 kg CO2ekv. / kg glicerina
21
4. METODE ISPITIVANJA
4.1 SPECIFIČNA TEŽINA
Specifična težina (gustoća) neke tvari kod odreñene temperature je broj kojim se
opisuje omjer mase i volumena (1cm3) dotične tvari. U kemijskoj praksi pod specifičnom
težinom podrazumijevamo broj, koji daje uvid u razliku težine volumena neke tvari i istog
volumena vode pri 4 °C. Brojevi koji izražavaju specifičnu težinu i gustoću su identični, a to
je zbog toga što 1 cm3 vode pri 4 °C teži baš 1 g, samo što se gustoća izražava u gcm-3, a
specifična težina je bezdimenzijski broj.
4.1.1. Metoda odreñivanja specifične težine areometrom
Areometar je stakleno tijelo, koje na donjem kraju ima širi valjak a na dnu kuglicu sa
živinom ili olovnom sačmom. Obično ima ugrañen termometar. Na gornjem suženom dijelu
nalazi se skala na kojoj brojevi rastu odozgo prema dolje (slika 2), a podijeljena je na tri
decimale.
Slika 2. Areometar.
Preporuča se upotreba areometra ispitanog i baždarenog pri 204d . U slučaju upotrebe
drugačije baždarenog areometra, vrijednost se preračunava pomoću tablice 10Uz areometar
potrebni su za odreñivanje specifične težine stakleni cilindar 2-3 puta većeg promjera od
samog areometra i termometra, ukoliko njime nije snabdjeven areometar.
22
Postupak rada:
Kod odreñivanja specifične težine ovom metodom potrebno je imati relativno veliku
količinu tekućine. Uzorak koji ispitujemo ulije se oprezno u stakleni cilindar, tako da ne doñe
do stvaranja mjehurića ili pjene. Tekućinu je potrebno hladiti ili grijati tako da za vrijeme
mjerenja pokazuje stalnu temperaturu od 20 °C. Zatim se očišćeni i osušeni areometar
polagano spusti u tekućinu. On mora lebdjeti u tekućini, tako da se nigdje ne dodiruje stjenke
cilindra. Eventualno stvaranje mjehurića zraka oko vrha areometra treba ukloniti
filterpapirom. Nakon što se areometar umiri, očita se specifična težina. Vrijeme stabiliziranja
areometra ovisi o viskoznosti uzorka. Kod tekućina veće viskoznosti potrebno je duže
vrijeme, dok se kod manje viskoznih uzoraka može očitati već nakon 1 minute. Vrijeme
potrebno prije očitavanja gustih tekućina može se izračunati prema formuli:
3752min
KVT +=
VK - viskoznost tekućine u cSt.
Kod prozirnih tekućina očita se ono mjesto na skali koje je u visini donjeg ruba
meniskusa. U slučaju ispitivanja neprozirnih odnosno tamnih tekućina, nije moguće očitavati
na spomenuti način. Tada se na areometru očita ona vrijednost, do koje se popelo ulje. Pošto
su areometri baždareni za prvo spomenuta očitavanja, na ovaj način očitana vrijednost za
neprozirne tekućine se korigira dodatkom 0,001. Istovremeno se očita i temperatura tekućine.
Tablica 10Preračunavanje specifične težine 1515d na 20
4d i obratno.
Specifična težina Korekcija
0,700-0,710 0,711-0,720 0,721-0,730 0,731-0,740 0,741-0,760 0,761-0,780 0,781-0,800 0,801-0,820 0,821-0,840 0,841-0,850 0,851-0,870 0,871-0,890 0,891-0,910 0,911-0,920 0,921-0,940 0,941-0,960
0,0051 0,0050 0,0050 0,0049 0,0048 0,0047 0,0046 0,0045 0,0044 0,0043 0,0042 0,0041 0,0040 0,0039 0,0038 0,0037
23
Korekciju treba odbiti pri računanju na 204d . Kod ove metode mjerenja dozvoljeno odstupanje
je najviše 0,001.
4.2. STINIŠTE
Stinište je ona temperatura pri kojoj se tekućina hlañenjem pod odreñenim uvjetima
toliko skrutne, da više ne teče pod utjecajem sile teže.
4.2.1 Odreñivanje stiništa
1. Aparatura za odreñivanje stiništa prema ASTM-u je strogo normirana (slika 3).
Slika 3. Aparatura za odreñivanje stiništa prema ASTM-u.
Sastoji se od okrugle epruvete s ravnim dnom, unutrašnjeg promjera 32 mm, duljine
120 mm, termometra sa skalom od - 50 do + 20 °C, čepa koji točno zatvara epruvetu a u
njegovoj sredini nalazi se otvor za termometar, vanjskog plašta od metala ili stakla ravnog
dna visine 115 mm, a promjera 46 mm, pločice od pluta ili filca debljine 6,5 mm, a promjera
jednakog unutarnjem promjeru plašta, prstena debljine 5 mm koji mora čvrsto obuhvaćati
24
epruvetu i lagano ulaziti u plašt rashladne smjese. Ispitak tekućine se stavlja do visine od 55
mm. Termometar se postavi u epruvetu tako, da gornji kraj širine kuglice bude ispod površine
tekućine koja se ispituje.
Za odreñene temperature obično se upotrebljavaju razne rashladne smjese i to:
do + 10 °C (rashladna smjesa vode i leda)
do - 12 °C (rashladna smjesa od komadića leda i kuhinjske soli u omjeru 2:1)
do - 26 °C (rashladna smjesa od kaše komadića leda i kalcijevog klorida)
Sve te niske temperature mogu se postići pomoću mješavine krute ugljične kiseline
("suhi led") i petroleja, ili rashladnog stroja ako ga imamo.
2. Osim u strogo normiranoj aparaturi prema ASTM-u, stinište se može odreñivati i u
jednostavno sastavljenoj aparaturi odreñenih dimenzija (slika 4.).
Slika 4. Jednostavna aparatura za odreñivanje stiništa.
Epruveta je duga 18 cm, a široka 1,6 cm, a ispitivana tekućina stavlja se do visine 4 -
4,5 cm. Razmak živinog rezervoara od dna epruvete 1,7 cm. Epruveta s ispitivanom
tekućinom stavi se u veću epruvetu promjera 4 cm, koja se postavi u emajlirani željezni lonac
napunjen rashladnom smjesom do iznad površine tekućine. Postupak je isti kao i za ASTM
metodu.
Postupak rada:
Ispitivana tekućina se stavi u epruvetu do označene visine. Započne se s reguliranim
hlañenjem rashladne smjese tako da brzina hlañenja bude oko 0,5 °C po minuti. Kada
temperatura ispitivane tekućine dostigne vrijednost oko 10 °C iznad očekivanog stiništa,
započinje ispitivanje, tj. staklena epruveta se oprezno izvadi iz plašta i nagne samo toliko (oko
45 °), da se vidi, je li tekućina u epruveti još teče ( ova ispitivanje treba izvršiti oprezno uz
25
izbjegavanje pomicanja termometra). Ukoliko tekućina i dalje teče, nastaviti s hlañenjem.
Vañenje i naginjanje uzorka se ponavlja za svaka 2 °C na niže i ne smije trajati više od tri
sekunde.
Temperatura pri kojoj tekućina u horizontalnom položaju, u vremenu od 5 sekundi,
više ne teče, zove se stinište. Temperatura za 2 °C viša, pri kojoj tekućina još teče, zove se
točka kapanja (kapljište).
Kod izvanrednih ispitivanja treba izvršiti najmanje dva odreñivanja i to jedanput se
vade epruvete na parne, a drugi put na neparne stupnjeve temperature. Kada je odreñivanje
gotovo, staklena epruveta se izvadi i očisti, a rashladna smjesa, pošto se zagrijala barem na 0
°C, spremi.
Temperatura očitanja u cijeli stupanj predstavlja gotov rezultat, a izražava se u °C.
Dozvoljena greška iznosi ± 2 °C.
4.3. PLAMIŠTE
Pod plamištem se podrazumijeva ona temperatura uz tlak od 760 mm Hg, kod koje se
iznad ispitivanog uzorka, zagrijavanog u propisanom aparatu, skupi toliko njegovih para, da
se one u smjesi sa zrakom prvi put, na trenutak, zapale kada doñu u dodir s plamenom ili
iskrom.
Razlikuje se plamište u otvorenom i zatvorenom lončiću. Poklopac na lončiću u ovom
drugom slučaju sprječava izlazak pare, te stoga plamište u zatvorenom lončiću predstavlja
uvijek nižu vrijednost. Ova je razlika veća, što se plamište nalazi na višoj temperaturi.
Postoji nekoliko tipova aparatura za odreñivanje plamišta, a i izbor aparature ovisi o
visini plamišta tekućine koja se ispituje. Kod tekućina s plamištem ispod 50 °C odreñivanje se
vrši u aparatu po Abel-Pensky-u, iznad 50 °C upotrebljava se aparat po Pensky-Martens-u ili
Marcusson-u. Abel-Pensky i Pensky-Martens imaju posudicu sa poklopcem, dok je aparat po
Marcusson-u otvoren.
4.3.1. Odreñivanje plamišta po Pensky-Martens-u
Aparat po Pensky-Martens-u upotrebljava se kod tekućina sa plamištem iznad 50 °C.
Aparat je strogo normiran i ima dva termometra. Kod tvari sa plamištem ispod 100 °C
upotrebljava se termometar od 0 - 110 °C, a za tvari s plamištem iznad 100 °C upotrebljava se
termometar od 90 - 170 °C. Bitne karakteristike aparata po Pensky-Martens-u prikazane su na
slici 5.
26
Slika 5. Aparatura za odreñivanje plamišta po Pensky-Martens-u.
Brončana posuda za uzorak O je uložena u zračnu kupelj od lijevanog željeza A, koja
se grije preko žičane mrežice ili bez nje. Grijanje se vrši Bunsen-ovim plamenikom. Brončana
kupola D smanjuje na minimum gubitak na toplini. Tri otvora na poklopcu posude za uzorak
su pokrivena okretnim zaklopcem, koji se pokreće pomoću ručke H. U ispitak tekućine je
uloženo miješalo sa širokim lopaticama za miješanje tekućine, i s malim lopaticama iznad za
miješanje pare i zraka. On prolazi kroz poklopac i pokreće se rotiranjem ručke K.
Temperatura tekućine se kontrolira pomoću termometra T.
Postupak rada:
Svi dijelovi aparata moraju biti potpuno čisti i suhi. Posudica se napuni ispitivanom
tekućinom do oznake i postavi u peć, a poviše nje stavi se poklopac s termometrom. Zatim se
upali i regulira plamičak prema standardnoj kuglici na aparatu. Tada se zračna kupelj zagrije
plamenikom, tako da temperatura uzorka raste oko 5 °C po minuti, te se stavi u pogon
miješalo kod približno 60 okr./min. Najmanje 15 °C ispod očekivane točke plamišta (u
slučaju kada je nepoznato, izvrši se prethodni grubi pokus, ispitujući svake pola minute)
pokuša se spuštati plamičak u posudu i to do 100 °C kod svakog °C, a za temperaturno
područje iznad 100 °C svako 2 °C. Kada se spušta plamičak, prekida se miješanje. Plamičak
27
se mora spustiti u roku od 0,5 sekundi, držati na mjestu 1 sekundu i tada brzo vratiti u početni
položaj.
Plamište je temperatura pri kojoj se od plamička jasno upali smjesa para i zraka
skupljene nad površinom posude. Da je plamište blizu, poznaje se po tome što plamičak
postaje veći. Dva odreñivanja smiju se razlikovati najviše za 2 °C.
Kod odreñivanja plamišta vrlo viskoznih tvari ploha se stavi već ugrijana u posudicu,
koja je takoñer ugrijana na temperaturu blizu plamišta, i provede ispitivanje. Jedina razlika je
brzina grijanja, 2 - 3 °C/min., a miješanje 70 - 80 okr./min.
4.4. VISKOZNOST
Viskoznost (η) je unutarnji otpor čestica neke tekućine izazvan njenim pokretanjem.
Kao apsolutna mjera viskoznosti neke tekućine služi sila, koja je potrebna da se sloj tekućine
s površinom od 1 cm2 pomakne preko jednako velikog drugog sloja u udaljenosti od 1 cm/sek.
4.4.1. Odreñivanje viskoznosti po Höppler-u
Ovo odreñivanje se sastoji u mjerenju kretanja kuglice u nagnutoj cilindričnoj cijevi,
koja je ispunjena ispitivanom tekućinom.
Slika 6. Aparatura za odreñivanje apsolutne viskoznosti po Höppleru.
28
Postupak rada:
Viskozimetar (slika 6) se spoji na ultra termostat i temperira na 20 °C. Zatim se
pomoću libela na aparatu kontrolira da li je u ispravnom položaju. Nakon toga se otvore
gornji i donji poklopac mjerne cijevi i isplahne se ispitivanom tekućinom. Zatvori se donji
poklopac, cijev se ispuni ispitivanom tekućinom, pincetom uzme kuglica, isplahne tekućinom
i stavi u cijev pazeći pri tome da na njoj ne ostane mjehurić zraka. Nakon što se gornji otvor
mjerne cijevi zatvori, pričeka se da se tekućina temperira i zaokrene viskozimetar za 180 °.
Kad kuglica padne na dno, viskozimetar se ponovno zaokrene za 180 °, te se sa štopericom
mjeri vrijeme padanja kuglice od gornje do donje crte na mjernoj cijevi (100,0 mm).
Ponovnim zakretanjem nastavlja se s mjerenjem sve dotle, dok se dva uzastopna mjerenja ne
razlikuju više od ± 0,1 sek.
Izračunavanje dinamičke viskoznosti u cP:
( )flktK ρρη −××=
η - apsolutna viskoznost / cP
K - konstanta kuglice / cPcm3g-1s-1
kρ - gustoća kuglice / gcm-3
flρ - gustoća uzorka kod mjerene temperature / gcm-3
t - vrijeme padanja kuglice / s.
Tablica 11. Karakteristike kuglice.
Kuglica Promjer kuglice /
mm
Masa kuglice /
g
Gustoća kuglice
pri 20 °C
Konstanta kuglice /
cPcm3g-1s-1
1 15,803 4,9764 2,408 0,009984
2 15,627 4,8039 2,404 0,07862
3 15,150 4,3877 2,410 0,7868
4 14,147 3,5737 2,410 5,435
5 13,500 9,9859 7,750 10,6
6 10,000 4,1485 7,920 40,5
4.4.2. Odreñivanje viskoznosti po Engleru
Viskoznost po Engleru ne izražava se u apsolutnim jedinicama (cP, cSt), već u
Englerovim stupnjevima, koji predstavljaju jedan relativan odnos definiran formulom:
29
( )( )KTkodvodeedestiliranmListjecanjavrijeme
KuTkodtekispmListjecanjavrijemeE
293200
..200"2
"1
==°
ττ
Iz Englerovih stupnjeva pomoću različitih tablica i faktora može se preračunati na apsolutne
jedinice.
Slika 7. Aparat za odreñivanje viskoznosti po Engleru.
Viskozimetar po Engleru sastoji se iz dviju cilindričnih posuda od mjeda smještenih
jedna u drugoj. Unutarnja posuda napuni se ispitivanom tekućinom, a vanjska posuda je
vodena ili uljna kupelj. Unutarnja posuda je zatvorena poklopcem na kojem se nalaze dva
otvora, jedan za termometar koji služi za mjerenje temperature tekućine, a drugi za drveni
štapić koji služi za zatvaranje otvora za istjecanje. Termometar koji služi za mjerenje
temperature vode (ili ulja u kupelji) pričvršćen je pomoću stezaljke za stjenku kupke. Na
stjenki kupelji pričvršćena je miješalica za miješanje tekućine u kupelji. Unutarnja posuda
pričvršćena je za vanjsku posudu. U unutarnjoj posudi nalaze se na jednakom razmaku od
dna, pričvršćena pod pravim kutem na stjenku posude, 3 šiljka koji služe kao oznaka za visinu
30
nivoa tekućine u posudi i horizontalan smještaj aparata. Aparat je smješten na željeznom
stativu na kojem je pričvršćen prstenasti plamenik za grijanje aparata. Ukoliko se aparat grije
električnim putem, u unutrašnjosti kupke postavljeni su odgovarajući grijaći. Za vrijeme rada
postavi se ispod otvora za istjecanje odmjerna tikvica s oznakom 200 mL kod 20 °C. Aparat
mora biti postavljen tako, da se tri šiljka u unutarnjoj posudi nalaze u horizontalnoj ravnini,
što se postiže reguliranjem vijaka na tronošcu.
Postupak rada:
Prije svakog ispitivanja aparat se mora dobro očistiti i to: ako je prije toga odreñivana
vodena vrijednost aparata, najprije se ispere alkoholom, a sa benzinom, ako se prije toga
ispitivao uljni proizvod. Pri ispiranju sa benzinom unutarnja posuda i otvor za istjecanje dobro
se isperu i osuše propuhivanjem zrakom. Aparat se poveže s termostatom, na čijem se
kontaktnom termometru namjesti potrebna temperatura. U vanjsku posudu ulije se voda (za
sobnu temperaturu), glicerin (za mjerenja kod 20-50 °C) ili parafinsko ulje ( za mjerenja
preko 50 °C), te se zagriju prije ulijevanja ispitivane tekućine, na temperaturu ispitivanja.
Zatim se u posudu aparata ulije ispitivana tekućina, temperirana na temperaturu kod koje se
ispituje. Tekućina se ulije do visine malo iznad vrhova šiljaka. Polaganim podizanjem štapića
s otvora ispusne cijevi, ispusti se suvišak tekućine, tako da njena površina bude u ravnini
vrhova šiljaka. Na taj se način ispuni tekućinom i cijev za istjecanje. Nakon toga se postavi
Englerova tikvica ispod otvora za istjecanje, a poklopac viskozimetra povremeno se zaokrene
u cilju izjednačavanja temperature. Kada termometar u tekućini pokaže traženu temperaturu,
pričeka se 5 minuta, a onda se štapić brzo podigne i istovremeno pokrene štoperica. Mjeri se
vrijeme koje je potrebno da isteče 200 mL ispitivane tekućine do gornje oznake na tikvici.
Izračunavanje:
Viskoznost tekućine dobiva se na taj način, da se sekunde, dobivene mjerenjem, podijele s
vodenom vrijednošću aparata. Dva odreñivanja ne smiju se razlikovati više od 1 %.
( )( ) [ ]E
KTkodvodeedestiliranmListjecanjavrijeme
KuTkodtekispmListjecanjavrijemeE °
==
293200
..200"2
"1
ττ
""2 6,52=− raviskozimetvrijednostvodenaτ - povremeno je potrebno izvršiti baždarenje
aparata pomoću odreñivanja vremena istjecanja destilirane vode. U tu svrhu viskozimetar se
31
temperira na 20 °C ± 0,01, ulije se destilirana voda i izmjeri vrijeme istjecanja 200 mL vode.
Ovo mjerenje treba ponoviti nekoliko puta, uzima se srednja vrijednost tih odreñivanja, a
vrijednosti se moraju nalaziti izmeñu 50-52 sekunde.
4.5. VODA
4.5.1. Odreñivanje vode pomoću hlapljivog otapala
Aparatura za odreñivanje sadržaja vode ovom metodom sastoji se od staklene tikvice s
okruglim dnom od 500 mL, koja je začepljena čepom kroz koji prolazi cijev povezana s
menzurom baždarenom na 1/10 mL (slika 7) na koju se nastavlja vodeno hladilo. Kao otapalo
upotrebljava se vodom zasićeni ksilen ili bezvodni benzin s vrelištem od 90 do 150 °C.
Slika 7. Aparatura za odreñivanje vode po Dean-Starku.
Postupak rada:
U tikvicu se ulije 20 - 100 mL probe i to: ako uzorak sadrži manje od 10 % vode,
izmjeri se 100 mL probe, ukoliko uzorak sadrži više od 10 % vode, u tikvicu se uzme samo
toliko probe da količina vode koja će se izdvojiti u nastavku ne bude veća od 10 mL. Uzorak
se pomiješa dobro sa 50 - 100 mL ksilena (benzin). Radi jednoličnije destilacije doda se u
tikvicu nekoliko komadića kamenčića za vrenje. Pri opreznom zagrijavanju do vrenja ksilen
32
počinje destilirati zajedno sa vodom, a pare koje destiliraju padaju iz povratnog hladila u
graduiranu posudicu, gdje se kao donji sloj skupi voda i očita. Grijanje se mora podesiti tako,
da otapalo s dna hladila pada u nastavak brzinom od 3 - 5 kapi u sekundi. Destilacija se
nastavlja dokle god je destilat bistar i dok nestanu svi tragovi destilirane vode s grla tikvice,
odnosno povratnog hladila. Dva odreñivanja smiju se razlikovati najviše 0,1 mL.
Izračunavanje:
n
vpv V
VV
100×=
Vpv - volumni postotak vode u uzorku / %
Vv - očitani volumen vode u graduiranoj posudici / mL
Vn - volumen ispitivanog uzorka / mL
4.6. KISELINSKI BROJ (BROJ NEUTRALIZACIJE)
Pod kiselinskim brojem podrazumijeva se broj miligrama kalijevog hidroksida
potreban za neutralizaciju 1 g ispitivanog uzorka, odnosno slobodnih masnih kiselina
prisutnih u 1 g uzorka.
Postupak rada:
U čašu od 250 mL izvaže se 10 g uzorka. Nakon toga se doda 50 mL prethodno
neutraliziranog etilnog alkohola koji je neutraliziran 0,1 M alkoholnom KOH uz fenolftalein
do prve pojave ružičastog obojenja. Uzorak se uz miješanjem otopi u neutraliziranom etanolu
i potom titrira 0,1 M alkoholnom KOH poznatog faktora uz indikator fenolftalein. Titrira se
do istog obojenja kao kod prethodne neutralizacije. Potrebno je izvršiti dva paralelna
odreñivanja.
Kod tamno obojenih uzoraka kao indikator može se upotrijebiti timolftalein ili alkalno plavo
6B.
Izračunavanje:
1g / KOH mg 6104,5
broj KiselinskiO
fa ⋅⋅=
a = utrošak 0,1 M KOH / mL
O = odvaga uzorka / g
33
f = faktor 0,1 M KOH
5,6104 = broj miligrama KOH sadržanih u 1 mL 0,1 M alkoholne
otopine
4.7. BROJ OSAPUNJENJA (SAPONIFIKACIJE)
Pod brojem osapunjenja podrazumijeva se broj miligrama kalijevog hidroksida koji je
potreban za vezanje slobodne i kao ester ili anhidrid vezane kiseline u 1 g uzorka.
Postupak rada:
U Erlenmayerovu tikvicu od 250 mL odvaže se točno 2 g uzorka i doda 25 mL
alkoholne otopine 0,5 M KOH. Saponifikacija se obavlja kuhanjem uz povratno hladilo oko ½
sata. Zagrijavanje se vrši oprezno na vodenoj kupelji ili preko mrežice na kuhalu uz pažljivo
potresanje, tako da reakcijska smjesa polagano ključa. Nakon završetka saponifikacije smjesa
postane potpuno bistra. Tada se otopini doda nekoliko kapi fenolftaleina i na vruće titrira
višak lužine s 0,5 M kloridnom ili sumpornom kiselinom do nestanka crvenog obojenja. Uz
iste uvjete napravi se slijepa proba da bi se ustanovio potrošak 0,5 M kloridne kiseline za 25
mL dodane alkoholne KOH. Potrebno je izvršiti dva paralelna odreñivanja. Kada je ispitivani
uzorak tamno obojen, pa se ne vidi boja fenolftaleina, preporuča se upotrijebiti kao indikator
timolftalein ili alkalno plavo 6B.
Izračunavanje:
1g / KOH mg )(052,28
aosapunjenj BrojO
fba ⋅−⋅=
a = utrošak 0,5 M HCl za slijepu probu / mL
b = utrošak 0,5 M HCl za uzorak / mL
O = odvaga uzorka / g
f = faktor 0,5 M HCl
28,052 = broj miligrama KOH sadržanih u 1 mL 0,5 M alkoholne
otopine kalijeve lužine
I kiselinski broj i broj osapunjenja predstavljaju polaznu točku u odreñivanju faze starenja
ulja.
34
4.8. DESTILACIJA
4.8.1. Destilacija po ASTM-u
Slika 8. Aparat za destilaciju po ASTM-u.
Aparat za destilaciju po ASTM D 1078 (firme Giovanni Giacardo) sa sastavnim dijelovima
(slika 8):
- Prostor za zagrijavanje, koji sačinjavaju:
grijača ploča
zaslon (azbestna ploča s otvorom za tikvicu)
regulator grijanja
regulator visine grijaće ploče, prorez za postranu cijev.
- Prostor za hlañenje sačinjavaju:
kondenzna cijev
nastavak za punjenje posude
nastavak za pretok suviška rashladne vode
nastavak za hvatanje destilata
poklopac posude
posuda za prihvat rashladne vode.
35
- Tikvica za destilaciju, destilacijski termometar, menzura, pluteni čepovi, vodena kupelj,
poklopac za menzuru.
Postupak rada:
Aparatura se sastavi na slijedeći način:
Odabere se odgovarajući zaslon (tablica 12 i stavi na grijaću ploču.
Tablica 12 Ovisnost vrelišta uzorka o izboru zaslona i brzine grijanja.
Vrelište uzorka / °C Zaslon / cm
Brzina grijanja-vrijeme od
uključivanja aparata do prve kapi
destilata / min
ispod 150 °C
iznad 150 °C
3,12
3,75
5 do 10
10 do 15
Odabere se odgovarajući ASTM-termometar (tablica 13) i na njega učvrsti pluteni čep.
Tablica 13. Ovisnost izbora termometra o vrsti uzorka.
Materijal Interval destilacije / °C ASTM termometar / oznaka C
Aceton
Vinil-acetat
Metil-etil-keton
Toluen
Ksilen
Cikloheksanon
Oktanol
Heksilen glikol
50 do 60
72 do 73
77 do 82
108 do 112
130 do 160
130 do 170
170 do 190
195 do 199
38 C
39 C
39 C
40 C
102 C
102 C
103 C
104 C
Tikvica za destilaciju mora biti posve čista i suha. Na postranu cijev tikvice navuče se
pluteni čep, tikvica se stavi na zaslon i sve skupa učvrsti u otvor kondenzne cijevi tako, da
postrana cijev tikvice ulazi 1,5 cm u kondenznu cijev. Podizanjem ili spuštanjem grijača
pomoću regulatora visine grijaće ploče namjesti se tikvica tako, da stoji okomito u prostoru za
zagrijavanje. Sada se priredi uzorak grijanjem ili hlañenjem na potrebnu temperaturu, a isto
tako podesi se i temperatura vode u posudi za prihvat rashladne vode, nakon čega se ista
pokrije poklopcem. Odabiranje potrebne temperature vidljivo je iz tablice 14.
36
Tablica 14. Ovisnost temperature uzorka, rashladne vode i vodene kupelji o vrelištu uzorka.
Vrelište uzorka /
°C
Temperatura
uzorka / °C
Temperatura
rashladne vode / °C
Temperatura
vodene kupelji / °C
ispod 50
50 do 70
70 do 150
iznad 150
0 do 3
10 do 20
20 do 30
20 do 30
0 do 3
0 do 10
25 do 30
35 do 50
10 do 20
10 do 20
-
-
100 mL ovako pripremljenog uzorka ulije se oprezno menzurom u tikvicu za
destilaciju, menzura se, nakon što je tekućina istekla u tikvicu, drži nagnuta nad tikvicom u
roku od 20 sekundi, a zatim se tikvica začepi čepom s termometrom i to tako, da početak
suženog dijela rezervoara žive bude u ravnini postrane cijevi. Ispražnjena menzura se, bez
ispiranja, stavi ispod nastavka za hvatanje destilata. Za uzorke sa vrelištem ispod 70 °C
postavi se menzura u vodenu kupelj, a otvor menzure pokrije se poklopcem za menzuru. Sada
se kolut za regulaciju grijanja okrene na 0 i aparat ukopča na mrežni napon. Okretanjem
regulatora grijanja, podesi se grijanje prema tablici 10 (položaj koluta oko 80) a zatim se
daljnje zagrijavanje regulira tako, da brzina destilacije iznosi oko 2 kapi u sekundi (kolut se
okrene unazad za oko 10-15). U bilježnicu se bilježi temperatura pada prve kapi destilata u
menzuru, zatim temperatura nakon što je prodestiliralo 5, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90 i
95 mL, kao i volumen destilata i temperatura u momentu kada je dno tikvice postalo suho
(tzv. suha točka), odnosno kada je tikvica ispunjena gustim parama.
Izračunavanje cetanskog indeksa dizel goriva iz krivulje destilacije:
1. Izračun cetanskog indeksa (CI) preko jednadžbe:
( ) ( ) ( ) 2290
210905010 6010700049,042,00523,0901,0131,00892,02,45 BBTTTBTBTCI NNNNN ++−+−++++=
2151010 −=TT N
2605050 −=TT N
3109090 −=TT N
T10 - temperatura pri kojoj je prodestiliralo 10 % (V/V) destilata / °C,
T50 - temperatura pri kojoj je prodestiliralo 50 % (V/V) destilata / °C,
T90 - temperatura pri kojoj je prodestiliralo 90 % (V/V) destilata / °C,
37
( )[ ] 10035,0exp −−= NDB
850−= DDN
D - gustoća pri 15 °C / kgm-3
2. Izračun cetanskog indeksa (CI) preko nomografa (prilog uz ASTM aparat):
a) unijeti gustoću uzorka pri 15 °C i temperaturu pri kojoj je prodestiliralo 50 % (V/V)
destilata u nomograf 1, te odrediti cetanski indeks,
b) unijeti gustoću uzorka pri 15 °C i temperaturu pri kojoj je prodestiliralo 90 % (V/V)
destilata u nomograf 2, te odrediti korekcijski faktor,
c) unijeti temperature pri kojima je prodestiliralo 10 % i 90 % (V/V) u nomgraf 3, te
odrediti drugi korekcijski faktor,
d) konačni cetanski indeks se dobije zbrajanjem korekcijskih faktora sa dobivenim
cetanskim indeksom.
3. Faktor zagrijavanja motora, Fg
Pokazalo se da osobito važnu ulogu kod zagrijavanja motora na optimalnu temperaturu imaju
srednje i završne frakcije benzina, tj. njegove 50 % i 90 %-tne točke. Preporučena vrijednost
faktora zagrijavanja računa se prema:
( ) 2/9050 FTFTFg °+°=
( ) ( ) ( ) 325/9 +°=° CTFT
4. Faktor zaleñivanja motora, Fz
Jedna od smetnji radu motora jest pojava zamrzavanja rasplinjača. Ustanovljeno je da na
pojavu zaleñivanja jako utječu 10 % i 50 %-tne točke destilacije, a manje 90 %-tna točka.
Formula koja dobro karakterizira ovu pojavu glasi:
( ) 5/905010 FTFTFTFz °+°+°= ,
i služi za izračunavanje faktora zaleñivanja motora.