Kaip Benzinas Veikia

{h1}

Be benzino pasaulis, kokį mes žinome, suslūgs iki baisios. Vien jav per metus sunaudojama daugiau nei šimtas milijardų galonų benzino. Sužinokite viską apie šį gyvybiškai svarbų kurą.

JAV ir likusiame pramoniniame pasaulyje benzinas tikrai yra gyvybiškai svarbus skystis. Tai ne mažiau svarbu ekonomikai, tiek kraujas žmogui. Be benzino (ir dyzelino) pasaulis, kokį mes žinome, suslūgs. Vien JAV per metus sunaudojama maždaug 130 milijardų galonų (beveik 500 milijardų litrų) benzino!

Kas yra benzinas, kuris daro jį tokiu svarbiu? Šiame straipsnyje jūs sužinosite, kas tiksliai yra benzinas ir iš kur jis gaunamas.

Kas yra benzinas?

- -Gazolinas yra žinomas kaip alifatinis angliavandenilis. Kitaip tariant, benziną sudaro molekulės, sudarytos iš nieko, išskyrus vandenilį ir anglį, išdėstytą grandinėse. Benzino molekulėse kiekvienoje grandinėje yra nuo 7 iki 11 anglies. Čia yra keletas įprastų konfigūracijų:

H H H H H H H | | | | | | | H-C-C-C-C-C-C-C-H Heptanas | | | | | | | H H H H H H H H H H H H H H H | | | | | | | | H-C-C-C-C-C-C-C-C-H Oktanas | | | | | | | | H H H H H H H H H H H H H H H H H | | | | | | | | | H-C-C-C-C-C-C-C-C-H-nonanas | | | | | | | | | H H H H H H H H H H H H H H H H H H H | | | | | | | | | | H-C-C-C-C-C-C-C-C-C-C-H dekanas | | | | | | | | | | H H H H H H H H H H

Tipiškos benzino molekulės

Degindami benziną idealiomis sąlygomis su dideliu deguonies kiekiu, jūs gaunate anglies dioksidą (iš benzino anglies atomų), vandenį (iš vandenilio atomų) ir daug šilumos. Galione benzino yra apie 132x106 džauliai energijos, kuri prilygsta 125 000 BTU arba 36 650 vatų valandų:

  • Jei paėmėte 1 500 vatų erdvinį šildytuvą ir palikote jį pilną sprogimą visą 24 valandų dieną, tai yra apie tai, kiek šilumos yra galonų dujų.
  • Jei žmonėms būtų įmanoma suvirškinti benziną, galilė turėtų apie 31 000 maisto kalorijų - galono benzino energija yra lygi maždaug 110 „McDonalds“ mėsainių energijos!

Iš kur gaunamas benzinas?

- -Gazolinas pagamintas iš žalia nafta. Iš žemės išpumpuota žalia nafta yra juodas skystis, vadinamas naftos. Šiame skystyje yra angliavandenilių, o neapdorotos naftos anglies atomai jungiasi skirtingo ilgio grandinėmis.

Pasirodo, skirtingo ilgio angliavandenilių molekulės turi skirtingas savybes ir elgseną. Pavyzdžiui, grandinė, kurioje yra tik vienas anglies atomas (CH4), yra lengviausia grandinė, vadinama metanu. Metanas yra tokios lengvos dujos, kad plūduriuoja kaip helis. Kuo ilgesnės grandinės, jos tampa sunkesnės.

Pirmosios keturios grandinės - CH4 (metanas), C2H6 (etanas), C3H8 (propanas) ir C4H10 (butanas) - yra visos dujos ir jos verda atitinkamai esant -161, -88, -46 ir -1 laipsnių F. (-107, -67, -43 ir -18 laipsnių C). Grandinės, einančios per C18H32, yra visos skysčiai kambario temperatūroje, o grandinės, esančios aukščiau C19, yra kietos medžiagos kambario temperatūroje.

Skirtingi grandinės ilgiai turi laipsniškai aukštesnius virimo taškus, todėl juos galima atskirti distiliavimas. Taip nutinka naftos perdirbimo gamykloje - žalia nafta pašildoma ir skirtingos grandinės ištraukiamos dėl jų garinimo temperatūros. (Norėdami gauti daugiau informacijos, žr. Kaip veikia naftos perdirbimas)

C5, C6 ir C7 diapazonai yra labai lengvi, lengvai išgarinami, skaidrūs skysčiai, vadinami nafta. Jie naudojami kaip tirpikliai - iš šių skysčių gali būti gaminami sauso valymo skysčiai, taip pat dažų tirpikliai ir kiti greitai džiūstantys produktai.

Grandinės nuo C7H16 iki C11H24 yra sumaišytos kartu ir naudojamos benzinui. Visi jie garuoja esant žemesnei vandens virimo temperatūrai. Štai kodėl, išsiliejus benzinui ant žemės, jis labai greitai išgaruoja.

Kitas yra žibalas, esantis C12 – C15 asortimente, po kurio eina dyzelinas ir sunkesnis mazutas (pvz., Šildantis kuras namams).

Kitas produktas - tepimo alyvos. Šie aliejai normaliomis temperatūromis nebegaruoja. Pvz., Variklio alyva visą dieną gali važiuoti esant 250 laipsnių F (121 laipsnių C) visai neišgarinant. Aliejai iš labai lengvų (pvz., Alyva 3 viename) patenka per įvairaus storio variklinę alyvą per labai storas pavarų alyvas ir paskui pusiau kietus tepalus. Ten patenka ir vasolinas.

Grandinės, viršijančios C20 diapazoną, sudaro kietąsias medžiagas, pradedant parafino vašku, tada derva ir galiausiai asfaltiniu bitumu, kuris buvo naudojamas asfaltuojant kelius.

Visos šios skirtingos medžiagos gaunamos iš žalios naftos. Vienintelis skirtumas yra anglies grandinių ilgis!

Kas yra oktanas?

- Jei perskaitėte, kaip veikia automobilių varikliai, žinote, kad beveik visi automobiliai naudoja keturių taktų benzininius variklius. Vienas iš smūgių yra suspaudimo smūgis, kur variklis suspaudžia pilną oro ir dujų balioną iki žymiai mažesnio tūrio, prieš uždegdamas jį uždegimo žvakė. Suspaudimo dydis vadinamas suspaudimo laipsnis variklio. Tipiško variklio suspaudimo laipsnis gali būti nuo 8 iki 1. (Norėdami gauti daugiau informacijos, žr. Kaip veikia automobilių varikliai.)

oktaninis įvertinimas benzino nurodo, kiek kuro galima suspausti, kol jis savaime užsidega. Kai dujos užsidega suspaudimo būdu, o ne dėl žvakės kibirkšties, jos sukelia beldžiasi variklyje. Beldimas gali sugadinti variklį, todėl tai nėra kažkas, ko norėtumėte. Mažesnio oktaninio skaičiaus dujos (kaip „įprastas“ 87 oktaninio skaičiaus benzinas) prieš užsidegant gali būti suspaustos mažiausiai.

Jūsų variklio suspaudimo laipsnis lemia dujų, kurias turite naudoti automobilyje, oktaninį skaičių. Vienas iš būdų padidinti tam tikro tūrio variklio arklio galią yra padidinti jo suspaudimo laipsnį. Taigi „didelio našumo variklis“ turi didesnį suspaudimo laipsnį ir jam reikalingas didesnis oktaninis kuras. Didelio suspaudimo laipsnio pranašumas yra tas, kad jis suteikia jūsų varikliui didesnį arklio galią esant tam tikram variklio svoriui - būtent tai variklį padidina. Trūkumas yra tas, kad benzinas jūsų varikliui kainuoja brangiau.

Pavadinimas „oktanas“ yra kilęs iš šio fakto: Kai jūs imate žalią naftą ir „nulaužote“ ją naftos perdirbimo gamykloje, jūs gaunate angliavandenilių grandinės skirtingo ilgio. Tuomet šiuos skirtingus grandinės ilgius galima atskirti vienas nuo kito ir sumaišyti, kad susidarytų skirtingas kuras. Pavyzdžiui, metanas, propanas ir butanas yra visi angliavandeniliai. Metanas turi vieną anglies atomą. Propanas turi tris anglies atomus, sujungtus kartu. Butane yra keturi anglies atomai, sujungti grandine. Pentanas turi penkis, heksanas - šešis, heptanas - septynis, o oktanas - aštuoni anglai susikabinę.

Pasirodo, kad heptanas labai blogai susidoroja su suspaudimu. Suspauskite jį tik šiek tiek ir jis savaime užsidega. Oktanas labai gerai susidoroja su suspaudimu - galite jį daug suspausti, ir nieko neatsitiks. Aštuoniasdešimt septyni oktaniniai benzinas yra benzinas, kuriame yra 87 procentai oktano ir 13 procentų heptano (arba kuris nors kitas degalų derinys, turintis tokias pačias savybes kaip 87/13 oktano / heptano derinys). Tam tikru suspaudimo lygiu jis savaime užsidega ir gali būti naudojamas tik varikliuose, kurie neviršija to suspaudimo laipsnio.

Benzino priedai

- Vykstant Pirmajam pasauliniam pasauliui, buvo nustatyta, kad galite pridėti cheminę medžiagą, vadinamą tetraetilšvinas benzinui ir žymiai pagerina jo oktaninį rodiklį. Įpilant šią cheminę medžiagą būtų galima naudoti pigesnes benzino rūšis. Tai paskatino plačiai naudoti „etilo“ arba „švino“ benziną. Deja, švino pridėjimo prie benzino šalutinis poveikis yra:

  • Švinas užkemša katalizinį konverterį ir per kelias minutes padaro jį neveikiantį.
  • Žemė buvo padengta plonu švino sluoksniu, o švinas yra toksiškas daugeliui gyvų dalykų (įskaitant žmones).

- Kai švinas buvo uždraustas, benzinas pabrango, nes naftos perdirbimo įmonės nebegalėjo padidinti pigesnių markių oktaninio skaičiaus. Lėktuvuose vis dar leidžiama naudoti benziną su švinu, o oktaninis skaičius 115 yra dažniausiai naudojamas ypač aukšto slėgio stūmokliniuose lėktuvų varikliuose (beje, reaktyviniai varikliai degina žibalą).

Kitas įprastas priedas yra MTBE. MTBE yra santrumpa metilo tretinio butilo eterio, gana paprasta molekulė, sukurta iš metanolio.

MTBE pridedamas prie benzino dėl dviejų priežasčių:

  1. Tai padidina oktaninis.
  2. Tai yra deguonies, tai reiškia, kad degant jis prideda deguonies į reakciją. Idealiu atveju deguonies junginys sumažina nesudegusių angliavandenilių ir anglies monoksido kiekį išmetamosiose dujose.

Įsigaliojus 1990 m. Švaraus oro įstatymui, MTBE buvo pradėta papildyti benzinu. Benzine gali būti nuo 10 iki 15 procentų MTBE.

Pagrindinė MTBE problema yra ta, kad manoma kancerogeninis ir lengvai susimaišo su vandeniu. Jei benzinas, kuriame yra MTBE, nutekėja iš degalinės požeminio bako, jis gali patekti į požeminius vandenis ir užteršti šulinius. Žinoma, MTBE nėra vienintelis dalykas, kuris patenka į požeminius vandenis, kai nutekėja bakas - taip yra benzinas ir daugybė kitų benzino priedų.

Pagal šį puslapį EPA:


Nors nėra nustatyto geriamojo vandens reguliavimo, USEPA paskelbė patariamąjį geriamojo vandens kiekį nuo 20 iki 40 mikrogramų litre (μg / l), atsižvelgiant į skonio ir kvapo ribas. Ši patariamoji koncentracija yra skirta suteikti didelę saugos nuo nevėžinio poveikio ribą ir yra tokiose ribose, kurios paprastai numatomos galimam kancerogeniniam poveikiui.

-Tikiausiai MTBE pakeis benzinas etanolio - normalus alkoholis. Jis yra šiek tiek brangesnis nei MTBE, tačiau tai nėra vėžio grėsmė.

Problemos dėl benzino

- „Benzinas turi dvi problemas, kai dega automobilio varikliuose. Pirmoji problema susijusi su smogu ir ozonu didžiuosiuose miestuose. Antroji problema susijusi su anglimi ir šiltnamio efektą sukeliančiomis dujomis.

Kai automobiliai degina benziną, jie idealiai sudegintų ir išmetamosiose dujose nesudarytų nieko, išskyrus anglies dioksidą ir vandenį. Deja, vidaus degimo variklis nėra tobulas. Deginant benziną, jis taip pat gamina:

  • Smalkės, nuodingos dujos
  • Azoto oksidai, pagrindinis miesto smogo šaltinis
  • Nesudegę angliavandeniliai, pagrindinis miesto ozono šaltinis

Katalizatoriai pašalina didelę dalį šios taršos, tačiau jie taip pat nėra tobuli. Automobilių ir elektrinių oro užterštumas yra tikra didžiųjų miestų problema.

Anglis taip pat yra problema. Kai jis dega, jis virsta daug anglies dioksido dujų. Benzinas daugiausia sudaro anglis pagal svorį, todėl galonas dujų į atmosferą gali išleisti nuo 5 iki 6 svarų (2,5 kg) anglies. JAV kasdien į atmosferą išmeta maždaug 2 milijardus svarų anglies.

Jei tai būtų kieta anglis, jis būtų ypač pastebimas - tai būtų tarsi išmesti 5 svarus maišo cukraus pro automobilio langą už kiekvieną galoną sudegusių dujų. Bet kadangi 5 svarai anglies išeina kaip nematomos dujos (anglies dioksidas), dauguma mūsų apie tai pamiršta. Iš kiekvieno automobilio išmetimo vamzdžio išeinantis anglies dioksidas yra a šiltnamio dujos. Galutinis poveikis nežinomas, tačiau yra didelė tikimybė, kad galiausiai įvyks dramatiški klimato pokyčiai, kurie paveiks visus planetos gyventojus (pavyzdžiui, gali pakilti jūros lygis, užtvindyti ar sunaikinti pakrančių miestus). Dėl šios priežasties vis labiau stengiamasi benziną pakeisti vandeniliu. Norėdami sužinoti daugiau, žiūrėkite „Kaip veikia vandenilio ekonomika“.


Vaizdo Papildas: Volvo V70 (2007-2016) - Autoplius.lt automobilių apžvalga.




Tyrimas


Nauja Greitaeigio, Tvaraus Sraigtasparnio Koncepcija Sukasi Į Oro Šou
Nauja Greitaeigio, Tvaraus Sraigtasparnio Koncepcija Sukasi Į Oro Šou

Ar Yra Elementas Be Nulio?
Ar Yra Elementas Be Nulio?

Mokslas Naujienos


Smegenų Ir Ląstelių Pokalbių Greitis Pirmą Kartą Patikrintas
Smegenų Ir Ląstelių Pokalbių Greitis Pirmą Kartą Patikrintas

4 Klaidų Įkandimas Ir Pririšimas, Kurių Nereikėtų Vengti Šią Vasarą
4 Klaidų Įkandimas Ir Pririšimas, Kurių Nereikėtų Vengti Šią Vasarą

Atskleisti Didžiulių Žemės Drebėjimų Taškai
Atskleisti Didžiulių Žemės Drebėjimų Taškai

Raktas Į Jų Dnr Identifikuotas „Supervalstybes“
Raktas Į Jų Dnr Identifikuotas „Supervalstybes“

Greipfrutų Antioksidantas Skaido Riebalus, Studijų Laidos
Greipfrutų Antioksidantas Skaido Riebalus, Studijų Laidos


LT.WordsSideKick.com
Visos Teisės Saugomos!
Dauginti Jokių Medžiagų Leidžiama Tik Prostanovkoy Aktyvią Nuorodą Į Svetainę LT.WordsSideKick.com

© 2005–2020 LT.WordsSideKick.com