Chemia paliwa do silników wysokoprężnych

admin 0 Comments Articles

Chemia paliwa do silników wysokoprężnych

• Paliwo do silników wysokoprężnych jest paliwem ciekłym, które jest wytwarzane z produktu ubocznego ropy naftowej. Paliwo do silników Diesla miało być pierwotnie pyłem węglowym, ale w 1895 r. Rudolf Diesel odkrył zastosowanie produktów ubocznych ropy naftowej jako paliwa ciekłego w silnikach wysokoprężnych. Powszechnie znanym przykładem silników diesla są: autobusy szkolne, maszyny budowlane i autobusy miejskie. Jest on również stosowany w ciężarówkach, pociągach, łodziach, pojazdach wojskowych, a nawet generatorach. Wojsko lubi używać oleju napędowego, ponieważ jest on mniej łatwopalny i mniej podatny na zgaśnięcie, w przeciwieństwie do silników benzynowych. Diesle są również bardziej zdolne do wytwarzania wyższych liczb momentu obrotowego niż silniki benzynowe.
• Wybrałem do badania chemii oleju napędowego, ponieważ diesel ma duży wpływ na Amerykę. Prawie każda budowa, wojsko, i kluczowych pojazdów transportowych są zasilane olejem napędowym, w rzeczywistości około 94% ładunków opiera się na oleju napędowym. Są one bardziej wydajne pod względem zużycia paliwa i mają niezrównaną niezawodność. Mam również silne zainteresowanie w diesle, jak również.
• Diesel paliwo jest coś, co jest rzeczywiście zaangażowany w moim życiu codziennie. Ponieważ jest to coś, co mnie głęboko interesuje, a ponadto osobiście posiadam diesla, więc codziennie jeżdżę pojazdem napędzanym olejem napędowym. Uwielbiam również prowadzić badania i uczyć się więcej o dieslach i być w stanie pracować na mojej ciężarówce.

Skład …

• Ropa naftowa
  • Węglowodory (wodór i tlen)
    • Parafiny (około 75%)
      • Atomy węgla, które łączą się, tworząc cząsteczki podobne do łańcucha.
        • N-parafiny
        • Izoparafiny
        • Od C10H22 do C20H42
    • Aromaty (około 25%)
      • Podobnie jak w przypadku naftenów, tworzona jest struktura podobna do pierścienia, ale są one połączone wiązaniami aromatycznymi (podwójnymi), a nie pojedynczymi.
      • C10H8 – C20H34
• Siarka
• Zawartość azotu

Główne związki chemiczne, związki, składniki

• Parafiny
  • Są dwa rodzaje parafin: N (normalne) parafiny i izoparafiny. N-parafiny mają atomy węgla, które będą tworzyć cząsteczki podobne do łańcucha. Izoparafiny są podobne do N-parafin, z wyjątkiem tego, że mają odrosty lub gałęzie węgli z łańcucha. Po raz pierwszy została wyprodukowana komercyjnie w 1867 roku, parafina jest znana ze swojego bezbarwnego lub białego wyglądu w stanie stałym; jednak kiedy jest cieczą, staje się głównie półprzezroczysta. Jej temperatura topnienia waha się od 120 do 150° F. Jednak nie istnieje tylko jeden rodzaj parafiny, powszechne rodzaje parafin w oleju napędowym to: dekan, n-pentadekan, metylotetradekan, eikozan i metylnonadekan. Ponieważ parafiny mają prostą strukturę molekularną, parafiny są główną przyczyną tego, że olej napędowy w końcu zacznie przechodzić w stan stały, proces znany jako żelowanie, co stanowi duży problem dla silników wysokoprężnych. Przy temperaturze 32° F parafina w paliwie zacznie się mętnić, a przy 15 do 10° F zacznie się „żelować” i sprawi, że silnik diesla nie będzie mógł pracować. Do paliwa można wcześniej dodać nafty, zmniejszając jego lepkość i czyniąc je znacznie mniej podatnym na żelowanie.
• Aromaty
  • Aromaty tworzą strukturę przypominającą pierścień z niektórymi atomami węgla. Aromatyczne pierścienie węglowodorowe są tworzone z 6 atomów węgla. Naprzemiennie występują w nich wiązania pojedyncze i podwójne w całej strukturze pierścienia. Innym typem węglowodoru aromatycznego jest wielopierścieniowy węglowodór aromatyczny. Aromaty wielopierścieniowe to po prostu związki aromatyczne z dwoma lub więcej pierścieniami aromatycznymi. Najprostszym ze wszystkich związków aromatycznych jest benzen, o składzie chemicznym C6H6. Nazwa pochodzi od tego, że związki aromatyczne mają bardzo silny zapach. Związki aromatyczne są używane do rozcieńczania związków na bazie oleju lub smaru, co wyjaśnia dlaczego, gdy nafta i inne związki mogą być dodawane do oleju napędowego w celu zmiany lepkości oleju napędowego, dzięki czemu jest on mniej podatny na żelowanie. Powszechne związki występujące w oleju napędowym to: naftalen, tetralina, antracen i tetradecylobenzen.

Rola chemii

Żaden ze składników oleju napędowego nie jest wytwarzany indywidualnie. Olej napędowy może być postrzegany jako coś, co występuje naturalnie, ponieważ jest wydobywany z ziemi (ropa naftowa), ale produkt końcowy, olej napędowy, jest produktem wytworzonym przez człowieka. Ropa naftowa, która jest wydobywana z ziemi, jest umieszczana w wieży destylacyjnej, a następnie podgrzewana do temperatury ponad 400°C. Rozpoczyna się proces zwany separacją. Rozpoczyna się proces zwany separacją, który polega na oddzieleniu różnych składników o różnych temperaturach wrzenia. Wraz ze wzrostem temperatury wrzenia w wieży destylacyjnej temperatura wrzenia jest niższa, a proces rafinacji bardziej żmudny. W dolnej części wieży powstaje olej napędowy, następnie nafta, benzyna, butan i propan. Związki te są następnie zbierane przez płytę destylacyjną, która zabiera dany związek i przechowuje go w zbiorniku magazynowym. Chemia odgrywa dużą rolę w tym procesie, jak naukowcy muszą znać skład chemiczny każdej mieszaniny (np. ile atomów wodoru i węgla są w każdym związku), który jest oddzielony w każdym punkcie wrzenia. Muszą wiedzieć, gdzie umieścić płyty destylacyjne w wieży, aby zebrać każdy związek skutecznie i efektywnie.

Badania podstawowe

Diesel najbardziej oczywiste różnice są jego właściwości fizyczne. Olej napędowy jest czasami nazywany „olejem napędowym”, ze względu na to, jak bardzo jest oleisty, pachnie inaczej, jest cięższy i bardziej oleisty, paruje znacznie wolniej niż benzyna i ma wyższą temperaturę topnienia, w zakresie od 200 do 380°C. Pod względem chemicznym olej napędowy zawiera więcej atomów węgla niż benzyna. Benzyna zazwyczaj jest C9H20, a olej napędowy zazwyczaj jest C12H23.

• Jak to jest zrobione?
  • Ropa naftowa jest umieszczana w wieży destylacyjnej, a ciecz jest następnie podgrzewana do ponad 400°C.
  • Gdy ciecz zaczyna się podgrzewać, różne łańcuchy atomów wodoru i węgla (węglowodory) zaczynają się oddzielać.
  • Paliwo dieslowskie zaczyna się pojawiać między temperaturą 200°C a 380°C. Jest ono zbierane na płytach destylacyjnych i odprowadzane do zbiornika na olej napędowy.
• Dlaczego olej napędowy?
  • Paliwo dieslowskie jest tańsze w produkcji, ze względu na mniej skrupulatny proces rafinacji przy jego wytwarzaniu.
    • Jednakże olej napędowy jest obecnie droższy ze względu na popyt.
  • Paliwo diesla ma również większą gęstość energetyczną niż benzyna.
    • 14% objętościowo więcej energii niż benzyna.
  • Silniki diesla są średnio o 20 do 30% bardziej wydajne niż silniki benzynowe.

Zasoby

• https://www.dieselnet.com/tech/fuel_diesel.php
  • Nieco historii oleju napędowego, sposoby procesu rafinacji, właściwości oleju napędowego i czym jest to paliwo.
• http://www.eia.gov/Energyexplained/index.cfm?page=diesel_use
  • Do czego wykorzystywany jest olej napędowy.
    • Ciężarówki
    • Pojazdy wojskowe
    • Transport
    • Generatory
• http://auto.howstuffworks.com/diesel3.htm
  • Właściwości oleju napędowego a benzyny.
    • Wydajność
    • Właściwości fizyczne
    • Właściwości chemiczne
• http://www.kendrickoil.com/how-is-diesel-fuel-made-from-crude-oil/
  • Proces powstawania oleju napędowego i z czego się go robi.
    • Ropa naftowa
    • Proces destylacji
• http://www.newworldencyclopedia.org/entry/Diesel
  • Właściwości chemiczne i skład oleju napędowego.
• https://www.chevron.com/-/media/chevron/operations/documents/diesel-fuel-tech-review.pdf
  • Szczegółowe właściwości chemiczne i skład oleju napędowego.(p36)
    • Aromaty
    • Parafiny
• https://chembloggreen1.wordpress.com/page/2/
  • Wolność, lepkość, wydajność oleju napędowego
• https://www.britannica.com/science/paraffin-wax
  • Co to jest parafina, temperatura wrzenia, właściwości, jak powstaje.
• http://fuelandfriction.com/trucking-pro/how-prevent-diesel-fuel-gelling/
  • Żelowanie oleju napędowego przyczyny i sposoby usuwania.
• http://study.com/academy/lesson/aromatic-hydrocarbons-definition-examples-uses.html
  • Aromaty co to jest, jak się je stosuje i do czego służą.

O autorze

Russell Schiller jest gimnazjalistą, którego głęboką pasją są diesle. Interesuje się również chemią i rozbieraniem rzeczy na części oraz poznawaniem ich od środka i na zewnątrz. Chce kontynuować swoją karierę w świecie silników wysokoprężnych, ale chce uczęszczać do Montana Tech, aby uzyskać tytuł licencjata w dziedzinie inżynierii materiałowej lub metalurgicznej.

.