Дизельное топливо формула химическая: Химический состав дизельного топлива, от чего зависит и на что влияет

Цены и новости на рынке нефтепродуктов

	Подписка на услугиРеклама на сайте Новости и события Сеть заводов по переработке природного газа откроется в крае Единственный в регионе район, где обнаружены месторождения этого вида топлива — Верхнебуреинский. Именно здесь до 2029 года планируют построить несколько предприятий по производству сжижженного п… Евросоюз: какие приняты исключения в запрет продажи машин В Европейском союзе достигнуто соглашение по законопроекту о запрете продажи автомобилей с ДВС после 2035 года. В соответствии с этим соглашением будет сделано исключение для некоторых видов синт… «Санкциям вопреки»: экспорт дизеля из РФ бьет семилетний рекорд Экспорт дизельного топлива  из России обещает стать рекордным за последние семь лет — начиная с 2016-го года. Вместо ЕС ресурс вывозят в Турцию, Марокко, Бразилию, Тунис … OEUK предупредила о снижении добычи нефти и газа в Британии из-за налога на сверхприбыль Налог на сверхприбыль может привести к тому, что производители нефти и газа в британской части Северного моря, вероятно, оставят в недрах 500 млн баррелей нефтяного эквив… СМИ: поставку первой партии российской нефти в Пакистан перенесли на май Поставка первой партии сырой нефти из России в Пакистан перенесена с апреля на май. Об этом во вторник сообщает газета В Вологодской области расширят сеть автомобильных заправок на газу Это позволит сократить вредные выбросы в атмосферу и снизить транспортные расходы. «Газпром газомоторное топливо» строит метановую заправку в Череповце — рядом с базой основного пассажирс… Информация Цена 1 л дизельного топлива Сеть заводов по переработке природного газа откроется в крае Евросоюз: какие приняты исключения в запрет продажи машин «Санкциям вопреки»: экспорт дизеля из РФ бьет семилетний рекорд Автономный отопитель на дизельном топливе Сеть заводов по переработке природного газа откроется в крае Евросоюз: какие приняты исключения в запрет продажи машин «Санкциям вопреки»: экспорт дизеля из РФ бьет семилетний рекорд Каталог организаций и предприятий Формула Нефти ООО «Формула Нефти» занимается оптовыми поставками топлива: ДТ ЕВРО 5 Аналогов ДТ, Бензина 92, 95, 100, ГАЗА ПА/ПБА, Моторных и Гидравлических масел. Мы работаем напрямую с заводами изготовителями и поэ… Топливо Пром Присадки Продажа присадки для бензина, присадки для дизельного топлива , присадки для мазута , присадки для печного топлива, присадки для нефти, присадки для авиатоплива, присадки для газа, присадки для биотопли… М-Траст Оптовые поставки дизельного топлива и бензина. Фарро Реализация дизельного топлива… БалтТрансНефть ООО «БалтТрансНефть» — доставка дизельного топлива «БалтТрансНефть» — Доставка, продажа и перевозка дизельного топлива в Санкт-Петербурге. Мы – это ООО «БалтТрансНефть», компания которая занимае… СВ-Нефть Продажа дизельного топлива оптом, мелким оптом. Предложения на покупку и продажу продукции Технические моющие средства Мономер ТЕХНИЧЕСКОЕ МОЮЩЕЕ СРЕДСТВО «МОНОМЕР» ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ПАВ или Технические моющие средства «МОНОМЕР» на основе поверхностно-активных веществ (ТМС, далее по тексту ТМС) применяются для разрушения АСП. .. Нефтешламы, нефтяной ГАЧ, парафины — рециклинг, переработка Вакуумная делительная установка Вакуумная делительная установка по глубокому разделению фракций легких, средних, тяжелых углеводородов. модель «Мономер» 1.Мобильная установка на базе автомобильного буксируемого прицепа. 2.Стационарн… Производство установок по переработке отработанного масла Наша организация «GK YUG-OIL» уже более 5 лет специализируется на производстве установок по переработке отработанных масел (углеводородного происхождения). Что нам это дает? После переработки на нашей… Резервуар горизонтальный стальной наземный РГСН-55 ЗАО «АлтайСпецИзделия» производит резервуаргоризонтальные стальные наземные вместимостью 55 м куб. Резервуары производятся в соответствии с ОСТ-26-2091-93. В комплектации РГСН предусмотрен стрелочный… Узел скоростной перекачки топлива ЗАО «АлтайСПецИзделия» производит установку для скоростной перекачки топлива с пеногасителем. Модуль перекачки может использоваться на нефтебазах, резервуарных парках, АЗС для быстрого перемещения топ. .. Резервуар горизонтальный стальной наземный РГСН-27 ЗАО «АлтайСпецИзделия» производит резервуары горизонтальные стальные наземные вместимостью 27 куб. м. Резервуары производятся в соответствии с ОСТ-26-2091-93. РГСН-27 предназначен для одного вида топ…
&nbsp

Дизельные топлива ЕВРО с присадками — Переработка

Начиная с 2016 года, Технический регламент Таможенного союза (ТР ТС 011/2013) предусматривает выпуск в обращение дизельного топлива только экологического класса К-5 (содержание серы до 10 мг/кг). В 2016 г. производство такого топлива составило 86,8% от общего объема производства, т.е. по сравнению с 2008 годом увеличение составило 10 раз. При этом производство дизельных топлив с содержанием серы до 0,2% хотя и существенно снизилось – с 65,8% в 2008 году до 11,3% в 2016, но не прекратилось (таблица 1).

Таблица 1 Производство дизельных топлив в зависимости от содержания серы

Достаточно стабильной остается ситуация с производством низкозастывающих дизельных топлив. В 2016 году выпуск зимнего дизельного топлива составил 15,8%, арктического — 1,8% (таблица 2), что недостаточно для удовлетворения потребности в них северных и арктических регионов страны, которые занимают 80% территории. Потребность в зимнем и арктическом дизельных топливах составляет 40% от общего объема производства. Поэтому проблема снабжения предприятий народного хозяйства зимним и арктическим топливом остается актуальной, а освоение таких районов, как Ямал, Арктика, требует увеличения производства арктических дизельных топлив.

Таблица 2 Производство летнего, зимнего и арктического дизельного топлива
^{в 2016 г.}

Известно, что дизельные топлива ЕВРО невозможно изготовить без добавки присадок, которые условно можно разделить на 2 типа:

1. применяемые для доведения качества дизельных топлив до требований стандарта. К ним относятся противоизносные, цетаноповышающие и депрессорно-диспергирующие присадки.
2. улучшающие эксплуатационные свойства топлив для соответствия дополнительным требованиям потребителя и придающие топливу отличительное качество. Последние, это полифункциональные пакеты присадок, в состав которых ходят в обязательном порядке моющая, антистатическая и антикоррозионная присадки, деэмульгатор.

На многих отечественных НПЗ существуют несколько фирм поставщиков противоизносных присадок. В основном это присадки кислотного типа, получаемые на основе кислот таллового масла. Однако в последнее время на российском рынке появились противоизносные присадки на основе эфиров, например OLI 9900 фирмы Инноспек. Учитывая, что при закупке присадок на НПЗ используется одна емкость, существует вероятность смешения этих двух типов присадок. В связи с этим, нами была исследована смесь присадок кислотного и эфирного типа (соотношение 1:1) по методам DGMK-531. В результате проведенных исследований установлено, что дизельное топливо, содержащее смесь этих присадок, проявляет склонность к образованию стойких эмульсий при попадании воды. При использовании присадок по отдельности, образования эмульсий топлив с водой не наблюдалось. Поэтому при закупке противоизносных присадок разных фирм необходимо учитывать их природу и совместимость.

Зимние и арктические дизельные топлива изготавливаются с добавкой депрессорно-диспергирующих присадок, что является наиболее целесообразным способом улучшения их низкотемпературных свойств. Наиболее распространены депрессоры двух типов: сополимеры этилена с винилацетатом и полимеры акрилатов. В основном применяются депрессорно-диспергирующие присадки зарубежного производства.

При производстве дизельных топлив с присадками необходимо учитывать их совместимость, т.к. присадки могут быть антагонистами и оказывать негативное влияние на эффективность действия друг друга.

Наиболее заметный отрицательный эффект на смазывающую способность дизельного топлива наблюдается при добавке цетаноповышающих присадок. Активным веществом цетаноповышающих присадок является 2-этилгексилнитрат отечественного и зарубежного производства. В случае использования цетаноповышающей присадки концентрацию противоизносной присадки необходимо увеличить в 2 раза (рис.1).




Рисунок 1 Влияние цетаноповышающей присадки в пакете с противоизносной на смазывающую способность дизельного топлива

Добавка депрессорно-диспергирующей присадки дает положительный эффект и позволяет в пакете с противоизносной присадкой снизить концентрацию последней в 2 раза (рис.2).




Рисунок 2 Влияние депрессорно-диспергирующей присадки в пакете с противоизносной присадкой на смазывающую способность дизельного топлива

Для дизельных топлив, содержащих депрессорно-диспергирующие присадки, важнейшим показателем качества является стабильность при холодном хранении. Как показали проведенные исследования, на стабильность при холодном хранении могут оказывать отрицательное влияние противоизносные присадки.

В связи с этим, на седиментационную устойчивость топлива с депрессорно-диспергирующей присадкой был испытан образец отечественной противоизносной присадки в концентрации 0,025%. Концентрации депрессорно-диспергирующей присадки составили от 0,01% до 0,04% (таблица 3).




Таблица 3 Седиментационная устойчивость при холодном хранении зимнего дизельного топлива с пакетом присадок

Как видно из результатов испытаний, представленных в таблице 3, депрессорно-диспергирующая присадка, добавленная в топливо без противоизносной присадки, обеспечивает стабильность топлива уже в концентрации 0,01%.

При введении в топливо противоизносной присадки седиментационная устойчивость топлива ухудшается – топливо расслаивается. Для обеспечения стабильности топлива при холодном хранении концентрацию депрессорно-диспергирующей присадки необходимо увеличить в 4 раза. Это связано с присутствием в противоизносной присадке полярных канифольных кислот, влияющих на работу диспергатора парафинов.

В последнее время на НПЗ все чаще стали применять в одном пакете присадки разных фирм. При постановке на производство таких топлив нами было выявлено, что добавление моющей присадки (химическая основа, как правило, сукцинимиды) в пакет, содержащий депрессорно-диспергирующую присадку другой фирмы, может привести к расслоению топлива при отрицательных температурах (табл. 4 и рис.3).




Таблица 4 Влияние моющей присадки фирмы на седиментационную устойчивость дизельного топлива с пакетом присадок

Как видно из данных таблицы 4, добавка моющей присадки ухудшает седиментационную устойчивость дизельного топлива при отрицательных температурах: топливо расслаивается.




Рис. 3 Седиментационная устойчивость дизельного топлива с депрессорно-диспергирующей присадкой и моющей присадкой разных фирм

В последнее время широкое распространение получили антистатические присадки, что связано с низкой электрической проводимостью дизельных топлив – до 10 пСм/м. Как правило, их добавляют по условиям договоров, контрактов и устанавливают норму – не менее 150пСм/м.

Исследуя совместимость присадок различного функционального назначения в дизельных топливах ЕВРО, нами было установлено, что противоизносные и депрессорно-диспергирующие присадки отрицательно влияют на эффективность действия антистатической присадки (рис. 4). Так, при добавлении 0,0001% антистатической присадки удельная электропроводность топлива увеличилась с 0пСм/м до 65 пСм/м. При добавлении в пакет 0,02% противоизносной присадки значение удельной электропроводности составило 52 пСм/м.

Депрессорно-диспергирующие присадки увеличивают электропроводность топлива за счет полярного диспергатора. Но, при использовании депрессорно-диспергирующей присадки в пакете с антистатической присадкой, эффективность действия последней резко снижается.




Рисунок 4. Влияние присадок различного функционального назначения на эффективность действия антистатической присадки

Таким образом, при производстве дизельного топлива ЕВРО необходим тщательный подбор пакета присадок. Для этого проводятся квалификационные испытания, результаты которых исключают негативные последствия влияния присадок на эксплуатационные характеристики двигателей.




Статья «Дизельные топлива ЕВРО с присадками» опубликована в журнале «Neftegaz.RU» (№9, Сентябрь 2017)

Химия дизельного топлива

Введение

• Дизельное топливо представляет собой жидкое топливо, которое производится из побочного продукта нефти. Первоначально предполагалось, что дизельным топливом будет угольная пыль, но в 1895 году Рудольф Дизель открыл использование побочных продуктов нефти в качестве жидкого топлива в дизельных двигателях. Широко известным примером дизельных двигателей могут быть: школьные автобусы, строительные машины и общественные автобусы. Он также используется в грузовиках, поездах, лодках, военной технике и даже в генераторах. Военным нравится использовать дизель, потому что он менее воспламеняем и менее склонен к остановке, в отличие от бензиновых двигателей. Дизели также более способны развивать более высокие значения крутящего момента, чем бензиновые двигатели.
• Я решил изучать химию дизельного топлива, потому что дизельное топливо оказывает большое влияние на Америку. Почти все строительные, военные и основные транспортные средства работают на дизельном топливе, фактически около 94% грузовых перевозок используют дизельное топливо. Они более экономичны и обладают непревзойденной надежностью. Я тоже сильно интересуюсь дизелями.
• Дизельное топливо – это то, с чем я ежедневно сталкиваюсь. Потому что это то, что меня глубоко интересует, и лично у меня есть дизель, поэтому я каждый день вожу автомобиль, работающий на дизельном топливе. Я также люблю проводить исследования и узнавать больше о дизеле и иметь возможность работать на своем грузовике.

Состав …

• Сырая нефть
  • Углеводороды (водород и кислород)
    • Парафины (приблизительно 75%)
      • Углеродные цепи, образующие молекулы, образующие цепочки, образующие молекулы углерода
        • N-парафины
        • Изопарафины
        • В диапазоне от C10h32 до C20h52
    • Ароматические соединения (примерно 25%)
      • вместо одинарных связей.
      • C10H8 — C20H44
• SULFUR
• АТОР

Основные химикаты, соединения, компоненты

• Paraffins 9000. . N-парафины имеют атомы углерода, которые образуют цепочечные молекулы. Изопарафины похожи на N-парафины, за исключением того, что они имеют ответвления или ответвления атомов углерода от цепи. Впервые он был произведен в промышленных масштабах в 1867 году. Парафин известен своим бесцветным или белым внешним видом в твердом состоянии; однако, когда это жидкость, она становится в основном полупрозрачной. Его температура плавления колеблется от 120 до 150 ° F. Однако существует не один тип парафина, распространенные типы парафинов в дизельном топливе: декан, н-пентадекан, метилтетрадекан, эйкозан и метилнонадекан. Поскольку парафины имеют прямую молекулярную структуру, парафины являются основной причиной того, что дизельное топливо в конечном итоге начинает переходить в твердое состояние, процесс, известный как гелеобразование, что является большой проблемой для дизельных двигателей. При температуре 32 ° F парафин в топливе начнет замутнять топливо, а при температуре от 15 до 10 ° F он начнет «желатинизироваться» и сделает дизельный двигатель неработоспособным. Керосин можно добавить в топливо заранее, что снижает вязкость топлива и делает его гораздо менее склонным к гелеобразованию.
• Ароматические соединения
  • Ароматические соединения создают кольцевую структуру с некоторыми из их атомов углерода. Ароматические углеводородные кольца состоят из 6 атомов углерода. Они чередуют одинарные и двойные связи по всей своей кольцевой структуре. Другой тип ароматического углеводорода представляет собой полициклический ароматический углеводород. Полициклические ароматические соединения просто называются ароматическими соединениями с двумя или более ароматическими кольцами. Самым простым из всех ароматических соединений является бензол с химическим составом C6H6. Название происходит от того, что соединения ароматических соединений обладают очень сильным ароматом. Ароматические соединения используются для разбавления соединений на масляной или жировой основе, что объясняет, почему при добавлении керосина и других соединений в дизельное топливо можно изменить вязкость дизельного топлива, сделав его менее склонным к гелеобразованию. В дизельном топливе обычно встречаются следующие соединения: нафталин, тетралин, антрацен и тетрадецилбензол.

Роль химии

Ни один из компонентов дизельного топлива не производится индивидуально. Дизельное топливо можно рассматривать как нечто естественное, поскольку оно добывается из земли (нефть), но конечный продукт, дизельное топливо, является продуктом, созданным человеком. Сырая нефть, добытая из земли, помещается в дистилляционную колонну, затем нефть нагревается до температуры более 400°C. При этом начинается процесс, известный как разделение, при котором разделяются различные компоненты с разными температурами кипения. Когда вы поднимаетесь по дистилляционной башне, температура кипения снижается, а процесс очистки становится более утомительным. Дизельное топливо создается в нижней части башни, затем керосин, бензин, бутан и пропан. Затем эти соединения собираются на дистилляционной пластине, которая удаляет это соединение и сохраняет его в резервуаре для хранения. Химия играет большую роль в этом процессе, поскольку ученым необходимо знать химический состав каждой смеси (например, сколько атомов водорода и углерода в каждом соединении), которая разделяется при каждой температуре кипения. Им нужно знать, где разместить дистилляционные тарелки в колонне, чтобы собрать каждое соединение эффективно и продуктивно.

Базовые исследования

Наиболее очевидными отличиями дизеля являются его физические свойства. Дизельное топливо иногда называют «дизельным маслом», из-за того, что оно маслянистое, имеет другой запах, оно более тяжелое и более маслянистое, испаряется гораздо медленнее, чем бензин, и имеет более высокую температуру плавления, в пределах от 200 до 380°C. . Химически дизельное топливо содержит больше атомов углерода, чем бензин. Бензин обычно C9h30, а дизель C12h33.

• Как это сделано?
  • Сырая нефть помещается в дистилляционную колонну, после чего жидкость нагревается до температуры выше 400°C.
  • Как только жидкость начинает нагреваться, начинают разделяться различные цепочки атомов водорода и углерода (углеводородов).
  • Дизельное топливо начинает выделяться при температуре от 200°C до 380°C. Который собирается на пластинах для перегонки и перекачивается в резервуар для сбора дизельного топлива.
• Почему дизель?
  • Дизельное топливо дешевле производить из-за менее тщательного процесса очистки при его производстве.
    • Однако дизельное топливо сейчас дороже из-за спроса.
  • Дизельное топливо также дает более высокую удельную энергию, чем бензин.
    • На 14% больше энергии, чем бензин по объему.
  • Дизельные двигатели в среднем на 20-30% эффективнее бензиновых.

Ресурсы

• https://www.dieselnet.com/tech/fuel_diesel.php
  • Немного истории дизельного топлива, способы его переработки, свойства дизельного топлива и что это за топливо .
• http://www.eia.gov/Energyexplained/index.cfm?page=diesel_use
  • Для чего используется дизельное топливо.
    • Грузовые автомобили
    • Военные автомобили
    • Транспорт
    • Генераторы
• http://auto.howstuffworks.com/diesel3.htm
  • Свойства дизельного топлива vs.
    • Эффективность
    • Физические свойства
    • Химические свойства
• http://www.kendrickoil.com/how-is-diesel-fuel-made-from-crude-oil/
  • Процесс производства дизельного топлива и из чего оно делается.
    • Сырая нефть
    • Процесс дистилляции
• http://www.newworldencyclopedia.org/entry/Diesel
  • Химические свойства и состав дизельного топлива.
• https://www.chevron.com/-/media/chevron/operations/documents/diesel-fuel-tech-review.pdf
  • Подробные сведения о химических свойствах и составе дизельного топлива. (стр. 36)
    • Ароматика
    • Парафины
• https://chembloggreen1.wordpress.com/page/2/
  • Летучесть, вязкость, эффективность дизельного топлива
• https://www.britannica-paraffinx.com/swaence/swaence
  • Что такое парафин, температура кипения, свойства, способ его изготовления.
• http://fuelandfriction.com/trucking-pro/how-prevent-diesel-fuel-gelling/
  • Причины и способы устранения загустевания дизельного топлива.
• http://study.com/academy/lesson/romatic-hydrocarbons-definition-examples-uses.html
  • Ароматические вещества, что это такое, как они используются и что они делают.

Об авторе

Рассел Шиллер учится в старшей школе и страстно любит дизели. Он также интересуется химией, разбирает вещи и изучает их изнутри и снаружи. Он хочет продолжать заниматься дизельным топливом, но хочет поступить в Технологический институт Монтаны, чтобы получить степень бакалавра в области материалов или металлургии.

Химия дизельного двигателя

8 февраля 2013 г.

Дизельные двигатели преобразуют химическую энергию топлива в механическую энергию. Энергия высвобождается в серии сгораний, когда топливо вступает в реакцию с кислородом воздуха. Химическое уравнение сгорания дизельного топлива: 4 C ₁₂ H ₂₃  +71 O ₂  –> 48 CO ₂  + 46 H ₂ O. Реакции горения протекают самопроизвольно с образованием -∆G. Реакция идет от 71 моля газообразного O2 до 48 молей CO2 с получением -∆S. Реакции горения разрывают связи между молекулами, сигнализируя об экзотермической реакции или -∆H.

Чтобы найти значение ∆G, мы будем использовать значения 50,1 кДж/моль для C ₁₂ H ₂₃ , 0 кДж/моль для O ₂ , -393,5 кДж/моль для CO ₂ и -229 кДж/моль для H ₂ O. Чтобы определить ∆G, мы вычисляем 46(-229) + 48(-394) – 4(50,1), что соответствует -29622 кДж, a -∆G для спонтанной реакции. Чтобы найти значение ∆S, мы можем использовать уравнение ∆G = ∆H – T∆S. Используя -56 000 кДж для ∆H из нашего предыдущего сообщения в блоге, -29622 кДж для ∆G и температуру воспламенения дизельного топлива 483 K, мы можем рассчитать ∆S. Это соответствует -54 кДж, a -∆S.

Стив Линч

1 февраля 2013 г.

Конечной целью дизельного двигателя является преобразование потенциальной энергии дизельного топлива в механическую энергию, которая двигает автомобиль вперед. Как уже объяснялось, за это отвечает реакция горения дизельного топлива. Реакция 4 C ₁₂ H ₂₃ +71 O ₂  –> 48 CO ₂ + 46H ₂ O. Конечно, это еще не все. Это для полного сгорания дизельного топлива, чего на самом деле не происходит. Есть и другие продукты, которые могут включать CO и несгоревшее топливо. Когда реакция не является полным сгоранием, это приводит к тому, что реакция дает меньше энергии. Это происходит при недостатке кислорода, поэтому не все топливо может сгореть, и это также можно увидеть в горелке Бунзена. Для простоты будем считать, что дизельное топливо полностью сгорает.

Сгорание дизельного топлива явно экзотермическое, что видно по энергии, которая выделяется в виде света и тепла. Это означает, что изменение энтальпии реакции должно быть отрицательным. Изменение энтальпии реакции равно изменению энтальпии продуктов за вычетом изменения энтальпии реагентов. С помощью чисел, которые легко найти в Интернете или в приложении к книге по химии, вы можете найти точное изменение энтальпии для одного моля дизельного топлива. Теплота образования дизельного топлива, кислорода, углекислого газа и воды соответственно составляет 6700 кДж/моль (в пересчете на кДж/кг и в предположении молекулярной формулы C ₁₂ H ₂₃ ), 0 кДж/моль, -393,5 кДж/моль и -242 кДж/моль. Если вы умножите все эти числа на присутствующие моли и вычтете реагенты из продуктов, вы получите изменение энтальпии сгорания дизельного топлива. Это 46 * (-242) + 48 * (-393,5) — 4 * (6700) вы получаете -56000 кДж в качестве теплоты образования реакции сгорания для дизельного топлива.

Крис Пальяро

 

25 января 2013 г.

Тепловой КПД — это, в основном, мера производительности устройств, таких как дизельные двигатели, которые используют тепловую энергию. Он в основном измеряет выход энергии по сравнению с входом энергии. Поскольку вы никогда не сможете получить больше энергии, чем вкладываете, тепловой КПД всегда будет меньше единицы.

Максимальный КПД дизеля зависит от коэффициента отсечки и степени сжатия, представленных следующим уравнением: [γ(α-1)])

где n _th — тепловой КПД, α (альфа) — коэффициент отсечки (V ₃ /V ₂ ), r — коэффициент сжатия (V ₁ /V ₂ ), а γ – отношение удельных теплоемкостей (C _p /C _v ). Это уравнение основано на этом графике, представляющем идеализированный дизельный цикл:

Газы идеально действуют при высоких температурах и низких давлениях.

Цикл можно обобщить следующим образом. Работа ставится в точку один. При этом объем уменьшается, а давление увеличивается. В основном давление сжимает газ. Тепло отдается увеличению объема газа, его расширению при постоянном давлении. Оттуда давление уменьшается по мере увеличения объема из-за расширения газа, высвобождая работу, приводящую в действие двигатель. Затем давление снижается при постоянном объеме, поскольку выделяется тепло, чтобы вернуться к началу цикла.

Более высокий тепловой КПД не только более экономичен, чем более низкий тепловой КПД, но и увеличивает срок службы двигателя. Именно поэтому дизельные двигатели становятся все более популярными, они служат дольше, а топливо дешевле. Это делает их идеальными для большегрузных автомобилей, и теперь некоторые компании даже производят автомобили, которые могут использовать обычные люди.

Эдди МакКлейн

18 января 2013 г.

Дизельные двигатели преобразуют химическую энергию топлива в механическую энергию, которая перемещает поршни вверх и вниз внутри цилиндров. Поршни соединены с коленчатым валом двигателя, который изменяет их прямолинейное движение на вращательное движение, необходимое для приведения в движение колес автомобиля. Энергия высвобождается в результате серии небольших взрывов (сгорания), когда топливо вступает в химическую реакцию с кислородом воздуха. Химическое уравнение сгорания дизельного топлива выглядит следующим образом: C13h38 + 20O2 → 13CO2 +14h3O. Реакции горения протекают самопроизвольно с образованием -∆G. Реакция идет от 20 молей газообразного O2 до 13 молей CO2 с образованием -∆S. Реакции горения разрывают связи между молекулами, сигнализируя об экзотермической реакции или -∆H.

Немецкий инженер Рудольф Дизель предположил, что топливо может самовоспламеняться, если воздух внутри цилиндров двигателя становится достаточно горячим из-за сжатия, потому что воздух нагревается при сжатии. Достижение высоких температур означало гораздо большее сжатие воздуха, чем в бензиновых двигателях, но Дизель подсчитал, что высокая степень сжатия должна привести к высокой эффективности двигателя. Частично причина в том, что сжатый воздух концентрирует кислород, необходимый для сжигания топлива. Топливо с высоким содержанием энергии на галлон, такое как дизельное топливо, должно быть способно вступать в реакцию с большей частью концентрированного кислорода, чтобы обеспечить больший удар за взрыв, если оно было впрыснуто в цилиндры двигателя точно в нужное время. Расчеты Дизеля оказались правильными. В результате, хотя дизельные двигатели претерпели значительные усовершенствования, основная концепция четырехтактного дизельного двигателя оставалась практически неизменной на протяжении более 100 лет.

Стивен Линч

11 января 2013 г.

Дизельные двигатели должны были учитывать несколько конструктивных соображений из-за химических свойств дизельного топлива. Двигатель должен был быть спроектирован на топливе, и из-за этих химических свойств были сделаны некоторые выводы для дизельных двигателей.

Чтобы зажечь дизельный двигатель, в цилиндре должно быть очень высокое давление, потому что в нем нет свечей зажигания. Это означает, что двигатели должны быть более прочными, чтобы не сломаться при таком высоком давлении. Это приводит к тому, что дизельные двигатели чрезвычайно тяжелы, чем бензиновые двигатели, и в результате они намного прочнее.

Другим фактором, связанным с дизельными двигателями, являются побочные продукты, которые они производят. Есть два основных побочных продукта, образующихся при сгорании дизельного топлива: сажа на основе углерода и NO _X , который представляет собой оксид азота, который может иметь различное количество кислорода в зависимости от условий. Это больше проблема дизельных двигателей, чем бензиновых, из-за способа впрыска топлива в дизельный двигатель. При разгоне автомобиля в дизельных двигателях не хватает воздуха, из-за чего образуется несгоревшая сажа.

Обычно уменьшение одного приводит к увеличению другого. По мере того как температура горения снижается, количество NO _X образуется намного меньше, но это приводит к увеличению образования сажи. Снижение температуры может быть достигнуто за счет более позднего впрыска топлива во время цикла сгорания. Однако это плохо, потому что если в масло попадет слишком много сажи, около 3-5% концентрации, это приведет к повышенному износу двигателя. Существуют также очень строгие правила в отношении количества сажи, которые могут образовываться дизельные двигатели, за соблюдением которых следит правительство. Для уменьшения сажи и NO _X , в двигателе есть несколько фильтров, которые помогают снизить уровень этих вредных соединений. Существует дизельный сажевый фильтр, который обрабатывает выхлопные газы двигателя после полного сгорания. Это намного проще и дешевле, чем восстановление NO _X путем селективного восстановления с помощью катализатора, однако существуют такие строгие ограничения на количество образующейся сажи; оба обычно присутствуют в современных дизельных двигателях.

Из-за различных химических свойств дизельного топлива при проектировании дизельного двигателя учитывались различные соображения. Вот некоторые из дизайнерских соображений, которые были сделаны.

Крис Пальяро

4 января 2013 г.

Вязкость является очень важным параметром для дизельного топлива. Вязкость – это сопротивление деформации вещества, вызванное напряжением. Это также описывается как толщина чего-либо. Причина, по которой вещество, такое как дизельное топливо, имеет более высокую вязкость при более низких температурах и более низкую вязкость при более высоких температурах, заключается в том, что при более высоких температурах к веществу добавляется больше тепловой энергии для разрыва связей или ослабления межмолекулярных сил. Это делает что-то менее вязким, потому что свойство вязкости обусловлено межмолекулярными силами. Атомы с более сильными межмолекулярными силами стягивают друг друга, что затрудняет макроскопическое движение через вещество; это вещество более густое и вязкое.

Это вызывает проблемы с дизельным топливом. В зимнее время, когда температура становится достаточно низкой, дизельное топливо становится слишком вязким и не воспламеняется и не перекачивается. Он не загорится, потому что для воспламенения дизельное топливо необходимо распылить. Просто он должен легко превращаться в газообразный материал, что трудно сделать, если он слишком вязкий. Кроме того, он слишком густой, чтобы прокачивать его по всему двигателю. Это все равно, что пытаться проплыть через мед, это было бы очень трудно.

Предпусковые подогреватели используются в дизельных двигателях для решения проблемы холодной погоды. Это используется для нагрева топлива во время запуска, чтобы сделать его менее вязким, чтобы автомобиль мог заводиться. Они могут работать только в течение нескольких секунд, пока автомобиль заводится. Если они будут продолжаться дольше, они могут сгореть. Эту проблему теперь намного проще решить с помощью компьютеров, которые отслеживают подобные вещи.

Эдди МакКлейн

27 декабря 2012 г.

Термин «воспламенение от сжатия» обычно используется в технической литературе для описания современных двигателей, обычно называемых «дизельными двигателями». Это отличается от «искрового зажигания» для типичных автомобильных бензиновых двигателей, которые работают по циклу, основанному на цикле Отто. Рудольф Дизель запатентовал цикл воспламенения от сжатия, который носит его имя, в 1890-х годах. Дизельный двигатель внутреннего сгорания отличается от цикла Отто с бензиновым двигателем тем, что для воспламенения топлива используется более высокая степень сжатия топлива, а не свеча зажигания («воспламенение от сжатия», а не «искровое зажигание»).

В дизельном двигателе воздух адиабатически сжимается со степенью сжатия, как правило, между 15 и 20. Это сжатие повышает температуру до температуры воспламенения топливной смеси, которая образуется путем впрыскивания топлива после сжатия воздуха. Идеальный воздушный стандартный цикл моделируется как обратимое адиабатическое сжатие, за которым следует процесс сгорания при постоянном давлении, затем адиабатическое расширение в виде рабочего такта и изоволюметрического выхлопа. Новый заряд воздуха всасывается в конце выхлопа, как показано процессами а-е-а на диаграмме. Поскольку такт сжатия и рабочий ход этого идеализированного цикла являются адиабатическими, КПД можно рассчитать на основе процессов постоянного давления и постоянного объема. Входная и выходная энергии, а также КПД могут быть рассчитаны по температурам и удельной теплоемкости.

Дизельные двигатели более мощные и экономичные, чем бензиновые двигатели аналогичного размера (примерно на 30-35% экономичнее). Сегодняшние дизельные автомобили значительно улучшены по сравнению с дизелями прошлого.

Стивен Линч

20 декабря 2012 г.

Для того, чтобы глубже понять, как работают дизельные двигатели, нам нужно более подробно изучить само дизельное топливо. Дизель состоит не из одной единственной молекулы, а из смеси нескольких различных углеводородов. Эмпирическая формула дизельного топлива C ₁₂ Н ₂₃ . Это означает, что на каждые 12 молей углерода в данном количестве дизельного топлива приходится 23 моля водорода. Эта формула не говорит нам о структуре дизельного топлива, потому что это не структурная формула, а эмпирическая формула.

Несмотря на то, что эта формула не говорит нам о структуре, о ней все же можно говорить. Углеводороды в дизельном топливе представляют собой алканы. Алканы имеют прямые цепочки углерода с заполнением водородом всех остальных мест, где образуются связи. Общая формула алканов C _n H _2n+2 . Вы можете спросить себя, если дизель состоит из алканов, почему он не соответствует общей формуле алканов. Это потому, что, как было сказано ранее, дизельное топливо состоит из смеси углеводородов. Если взять средневзвешенное количество углерода и водорода, получается, что формула дизельного топлива C ₁₂ H _23.

пример алкана.

Пример того, как выглядит один тип молекул дизельного топлива.

Макроскопические свойства дизельного топлива также важны для понимания того, как работает дизельный двигатель. Макроскопические свойства дизельного топлива определяются межмолекулярными силами дизельного топлива. Единственная межмолекулярная сила в дизельном топливе в лондонской дисперсионной силе, потому что все углеводороды неполярны. Поскольку молекулы дизельного топлива относительно велики, его межмолекулярные силы играют большую роль. Дизель может стать очень вязким в холодных условиях. Двигатели обычно рассчитаны на топливо с одной вязкостью, поэтому это может быть серьезной проблемой.

Другими важными свойствами дизельного топлива являются температура вспышки и температура самовоспламенения. Дизель имеет высокую температуру вспышки, что является фактором безопасности. Температура вспышки – это самая низкая температура, при которой топливо может образовать температуру воспламенения с воздухом. Поскольку дизель имеет высокую температуру вспышки, он не так легко горит, как бензин. Дизель также имеет низкую температуру самовоспламенения, что означает, что он воспламеняется без каких-либо внешних воздействий, таких как пламя или искра. Вот почему дизельным двигателям не нужна свеча зажигания. Температура самовоспламенения дизеля колеблется в пределах 177-329градусов Цельсия в зависимости от типа используемого дизельного топлива.

Крис Пальяро

13 декабря 2012 г.

Гигроскопичность – это способность поглощать молекулы воды вокруг себя. Поскольку в воздухе есть водяной пар, вещам нетрудно притягивать эти молекулы воды. Дизель гигроскопичен. Это означает, что дизель способен притягивать и удерживать эти молекулы воды. Это может нанести вред топливу и сделать его неработоспособным. Дизель не является относительно гигроскопичным, однако он все же способен поглощать некоторое количество воды и ухудшать качество топлива.

Процесс поглощения воды дизельным топливом почти неизбежен, почти любой вариант хранения приведет к тому, что дизельное топливо будет поглощать воду. Очевидно, что срок годности дизельного топлива может варьироваться в зависимости от условий хранения. Чем более влажная среда, в которой хранится топливо, тем больше воды будет поглощено и тем короче срок хранения. Чем менее влажная среда, чем меньше воды из воздуха попадает в топливо, тем дольше срок годности. При хранении дизельного топлива лучше всего хранить его в темном сухом месте. Например, когда он хранится на улице в машине, солнце вызывает поглощение воды. Когда днем ​​светит солнце, топливо нагревается и расширяется. Когда топливо расширяется, оно выталкивает воздух из топливного бака. Ночью солнце садится, что приводит к понижению температуры. При понижении температуры топливо сжимается и создает вакуум в баке. Он заполняется воздухом снаружи резервуара. Этот новый поступающий воздух содержит водяной пар, и именно так вода попадает в топливо. Если он хранится в темном месте, солнечный свет не достигает его и мало на него влияет.

Еще один способ попадания воды в топливо – это когда топливо перекачивается через дизельный двигатель из бака в насос и систему впрыска, где оно нагревается примерно до 100° по Цельсию, а затем возвращается в топливный бак. Этот процесс рециркуляции переносит горячее дизельное топливо в холодный бак, вызывая конденсацию. Этому не может помешать качество хранения.

Почему вода в вашем топливе плохая? С молекулами воды приходят споры бактерий и грибков. Споры начинают расти и поедать топливо. По мере того, как они растут и потребляют топливо, их продукты жизнедеятельности разрушают или дестабилизируют топливо. Это делает его менее реактивным, поэтому при сгорании выделяется меньше энергии, что делает его менее эффективным.

Реакция при взаимодействии воды и дизельного топлива может быть самопроизвольной или неспонтанной. Реакция спонтанна, когда она просто произойдет; ему не нужна энергия, чтобы запустить реакцию. Вода, которая попадает внутрь из-за расширения и сжатия топлива под действием солнца, происходит самопроизвольно. Однако для этого требуется энергия солнца; солнечная энергия всегда будет поступать на землю сама по себе, потому что у солнца уже есть энергия, необходимая для таких вещей. Другой путь попадания воды в топливо явно не самопроизвольный. Для этого двигатель должен работать, что требует энергии активации.

Неочищенное дизельное топливо с абсорбированной водой

Eddie McClain

6 декабря 2012 г.

Теперь, когда вы получили базовые знания о дизельном двигателе и о том, как он работает, пришло время использовать химию для анализа вовлеченных процессов. Наш третий пост назывался «Разница между дизельным топливом и бензином» и рассказывал о различиях между двумя видами топлива. По сравнению с дизельным топливом бензин легче, менее плотный, более легковоспламеняющийся и более летучий. Когда вы распыляете бензин в цилиндр, он сразу же начинает испаряться, поэтому, как только загорается свеча зажигания, бензин детонирует и приводит двигатель в действие. Дизельное топливо тяжелее, плотнее, менее воспламеняющееся и менее летучее. Поэтому, чтобы взорвать его, его нужно сжать в цилиндре до очень высокого давления и температуры, после чего он детонирует без искры.

Типичная молекула бензина (изооктан, C ₈ H ₁₈ ).

Типичная молекула дизельного топлива (цетан или н-гексадекан, C ₁₆ H ₃₄ ).

Дизельные двигатели используют закон Шарля, который гласит, что при сжатии газа его температура повышается, что приводит к воспламенению дизельного топлива. Воздух всасывается в цилиндр дизельного двигателя и сжимается поднимающимся поршнем, что приводит к повышению температуры воздуха. В верхней части хода поршня дизельное топливо впрыскивается в камеру сгорания под высоким давлением, смешиваясь с горячим воздухом под высоким давлением. Образовавшаяся смесь воспламеняется и сгорает очень быстро. Этот сдержанный взрыв заставляет газ в камере расширяться, с силой толкая поршень вниз, создавая мощность в вертикальном направлении. Шатун передает это движение коленчатому валу, который вынужден вращаться, передавая мощность вращения на выходной конец коленчатого вала.

По сравнению с бензином дизельное топливо менее летучее, чем бензин. Летучесть дизельного топлива относится к тому, насколько легко топливо испаряется. Волатильность влияет на то, насколько легко вы можете завести свой автомобиль, прогреть его и насколько хорошо он работает. Дизельное топливо бывает двух основных сортов, каждый из которых имеет разную летучесть. Дизельные двигатели плохо работают, когда цилиндры холодные, из-за низкой летучести топлива. Для поддержания высокой производительности в некоторых дизельных двигателях внутри цилиндра используются свечи накаливания для прогрева цилиндров перед запуском, в то время как в других используются резистивные решетчатые нагреватели во впускном коллекторе для подогрева впускного воздуха до тех пор, пока двигатель не достигнет рабочей температуры. Когда двигатель работает, сгорание топлива в цилиндре эффективно поддерживает двигатель в тепле. Нагреватели блока цилиндров двигателя, подключенные к электросети, часто используются, когда двигатель останавливается на продолжительное время в холодную погоду, чтобы сократить время запуска и износ двигателя. Современные дизельные двигатели с электронным управлением также ускоряют момент впрыска, чтобы улучшить холодный пуск и уменьшить количество белого дыма при холодном пуске.

В очень холодную погоду дизельное топливо густеет, увеличивается его вязкость и образуются кристаллы парафина или гель. Это может затруднить для топливной форсунки эффективную подачу топлива в цилиндр, что иногда затрудняет запуск в холодную погоду, хотя последние достижения в технологии дизельного топлива сделали эти трудности редкими. Обычно применяемым усовершенствованием является электрический подогрев топливного фильтра и топливопроводов.

Процессы, используемые в дизельных двигателях, соответствуют многочисленным разделам химии. В следующем посте мы продолжим иллюстрировать работу химии в дизельных двигателях.