Вся электронная библиотека >>>

 Топливо, смазки и охлаждающие жидкости >>>

     

 

 

Топливо, смазочные материалы и охлаждающие жидкости


Раздел: Техника

   

§ 10. ГОРЮЧИЕ ГАЗЫ

Горючие газы, сжижаемые без понижения температуры

  

Горючие газы, сжижаемые без понижения температуры, получили наибольшее распространение в качестве моторных топлив. К ним относятся пропан-бутановые фракции нефтяных (попутных) газов. В этих газах кроме бутана и пропана в небольших количествах содержатся пропен, бутен, изобутан и изобутен. В  18 приведены основные показатели качества этих газов.

Данные  свидетельствуют о том, что газы, сжижаемые без понижения температуры, представляют собой как бы предбензи- новые фракции нефти и по многим параметрам близки к бензину. По своему химическому строению они являются алканами, изоалка- нами и алкенами, что определяет их основные химические свойства» детонационную стойкость, химическую стабильность и др. Их можно рассматривать как газы, которые при давлении 1,5—2,0 МПа в условиях обычных температур становятся бензиноподобной жидкостью (плотность бензинов 720—730 кг/м3, а сжиженных газов около 600 кг/м3).

Поэтому эти газы очень удобно применять в качестве топлива для автомобильных двигателей. Достаточно заменить бензиновый бак специальным тонкостенным баллоном, а карбюратор смесителем, поставить редуктор-дозатор и небольшой теплообменник для испарения сжиженного газа.

 

Горючие газы, сжижаемые при пониженной температуре

 

К таким газам относится метан, который является основным компонентом природного газа. Его применение в качестве моторного топлива дает возможность использовать огромный энергетический потенциал газовых месторождений. Вместе с тем сжижение метана и его транспортировка в жидком состоянии связаны с существенными трудностями. Для хранения и транспортировки жидкого метана (имеющего температуру ниже минус 160 °С) требуется специальная термостатическая тара с вакуумной или другой надежной терми- изоляцией. Вызывает осложнения заправка жидким метаном; при сжижение резко увеличивается стоимость метана. И, наконец, главное заключается в том, что потери метана при испарении даже в условиях вакуумной изоляции (сосуды Дьюара) составляют 7—8 % в сутки, причем это не только потеря топлива, но и резкое увеличение риска пожара и взрыва.

В то же время объем жидкого метана почти в 3 раза меньше, чем объем сжатого до 20 МПа, а масса термостатических сосудов в 8 раз меньше массы баллонов для сжатого газа (1 кг массы тары на 1 кг газа). Кроме того, предложены различные способы уменьшения и даже полного устранения потерь с помощью дренажа газа при неработающих двигателях. Во время работы испаряющийся газ по дренажным трубам через специальные клапаны направляют в двигатель, и его потери практически прекращаются.

Водород также может быть отнесен к газам, сжижаемым только при низких температурах, и все сказанное о метане целиком относится и к водороду, только для сжижения водорода требуются температуры еще более низкие, всего на несколько градусов выше абсолютного нуля. В результате применение водорода в жидком состоянии по сравнению с метаном связано с еще большими трудностями.

 

Горючие газы, сжатые при высоком давлении

 

К этим газам относится горючее с температурой кипения от —253 до —103 °С. Поскольку их значительно проще сжимать при обычной температуре, чем сжижать при низких температурах, то они применяются обычно в сжатом состоянии под давлением до 20— 25 МПа. Основные данные компонентов газов, сжимаемых без понижения температуры, приведены в  19. Основной недостаток этих газов — большая масса баллонов (0,5 на 1 кг газа), которые приходиться размещать на автомобиле или другом транспортном средстве. Например, масса баллонов при переводе двигателя автомобиля ЗИЛ-130 на природный газ составляет почти 500 кг, и, следовательно, на столько же сокращается грузоподъемность автомобиля.

По теплоте сгорания сжимаемые газы, применяемые в качестве топлива, могут быть разделены на следующие группы: высококалорийные (37 800—23 100 кДж/м3); среднекалорийные (23 100— 14 700 кДж/м3); низкокалорийные (менее 14 700 кДж/м3).

В качестве топлива для двигателей внутреннего сгорания обычно применяют высококалорийные, реже среднекалорийные газы. Низко- калорийные газы, такие, как генераторный в настоящее время в качестве моторного топлива не применяют. К высококалорийным газам относятся попутные нефтяные газы, полученные в процессе добычи и переработки нефти, и газы, добываемые из газовых месторождений, — природные газы.

Природный газ, так же как нефть и уголь, является традиционным источником энергии, одним из главных компонентов энергетического баланса. Природный газ в зависимости от месторождения имеет несколько различный состав компонентов, но неизменным в нем остается метан.

данные, характеризующие высококалорийные газы. По теплоте сгорания эти газы превосходят бензины, а детонационная стойкость может превышать 100 (по ОЧМ). Там же указаны основные свойства водорода. Обращает на себя внимание умеренная детонационная стойкость этого газа (70 ОЧМ) и очень небольшая теплота сгорания единицы объема (9363 кДж/м3, тогда как у метана 35 600 кДж/м3).

Эту вторую особенность водорода следует иметь в виду при оценке его как топлива. Имея высокий энергетический потенциал ед. массы (119 757 кДж/кг, что почти в 3 раза больше, чем у бензина), он из-за малой плотности неудобен в качестве топлива силовых установок транспортных средств.

 

 

СОДЕРЖАНИЕ:  Топливо, смазочные материалы и охлаждающие жидкости

 

Смотрите также:

 

ГОРЮЧИЕ ГАЗЫ. Характеристика газообразных топлив...

Газовое топливо представляет собой смесь горючих и негорючих газов.
Из углеводородных сжиженных газов в качестве топлива главным образом используются пропан, бутан и их смеси.

 

Сжиженный газ. Газовоздушная смесь

Быстродействующая ударная волна вызывает резкое увеличение давления, температуры и плотности горючей смеси, что
Сжиженные углеводородные газы, попадая на кожу человека, вызывают обморожение. Природные газы не имеют запаха.

 

Горючие газы. природные и искусственные...

Газовое топливо представляет собой смесь горючих (метан, этан, пропан, бутан
При незначительном понижении температуры и повышении давления этот газ
Основу природного газа составляет метан (СН4); сжиженного— пропан (С3Н8) и...

 

Особенности горения жидкого топлива и основы...

Горение — это химический процесс окисления горючих компонентов топлива
Горение начинается только после того, как частицы прогрелись до температуры
В дальнейшем частицы горящего топлива, горячие газы, а также накаленные...

 

Основы сжигания газа в отопительных печах

Горением называется сложный физико-химический процесс взаимодействия горючих газов с кислородом воздуха, происходящий при высоких температурах.