Benzin Nasıl Çalışır?

{h1}

Benzin olmadan, bildiğimiz dünya çığlık atmaya uğrayacaktı. Abd tek başına yılda yüz milyar galondan fazla benzin tüketiyor. Bu hayati yakıt hakkında her şeyi öğrenin.

Amerika Birleşik Devletleri'nde ve sanayileşmiş dünyanın geri kalanında, benzin kesinlikle hayati bir sıvıdır. Bir insanın kanı olduğu kadar ekonomi için de hayati. Benzin (ve dizel yakıt) olmadan, bildiğimiz dünya durma noktasına gelecekti. ABD tek başına yılda 130 milyar galon (neredeyse 500 milyar litre) benzin tüketiyor!

Benzinde bu kadar önemli olan nedir? Bu yazıda, tam olarak ne benzin olduğunu ve nereden geldiğini öğreneceksiniz.

Benzin nedir?

- -Gasoline bir olarak bilinir alifatik hidrokarbon. Başka bir deyişle, benzin, zincirlerde düzenlenmiş hidrojen ve karbondan başka hiçbir şeyden oluşan moleküllerden oluşur. Benzin molekülleri, her zincirde yedi ila 11 karbon atomuna sahiptir. Bazı ortak yapılandırmalar şunlardır:

H H H H H H H | | | | | | | H-C-C-C-C-C-C-C-H Heptan | | | | | | | H H H H H H H H H H H H H H | | | | | | | | H-C-C-C-C-C-C-C-C-H Oktan | | | | | | | | 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-H Nonan | | | | | | | | | 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 Decane | | | | | | | | | | H H H H H H H H H

Benzinde bulunan tipik moleküller

Benzini ideal koşullar altında, bol oksijenle yaktığınızda, karbondioksit (benzindeki karbon atomlarından), su (hidrojen atomlarından) ve çok miktarda ısı elde edersiniz. Bir galon benzin yaklaşık 132x10 içerir6 125.000 BTU ya da 36.650 watt-saat değerine eşit olan enerji joule'leri:

  • Eğer 1.500 watt'lık bir ısıtıcı aldınız ve 24 saat boyunca tam patlamada bıraktıysanız, bu bir galon gazında ne kadar ısı olduğunu gösteriyor.
  • İnsanların benzini sindirmesi mümkün olsaydı, bir galon yaklaşık 31.000 yemek kalori içerirdi - bir galon benzinindeki enerji yaklaşık 110 McDonalds hamburgerinin enerjisine eşdeğerdir!

Benzin nereden geliyor?

- -Gasoline yapılır ham petrol. Topraktan dışarı pompalanan ham petrol, denilen siyah bir sıvıdır. petrol. Bu sıvı hidrokarbonlar içerir ve ham yağdaki karbon atomları farklı uzunluklardaki zincirlerde birbirine bağlanır.

Farklı uzunluklardaki hidrokarbon moleküllerinin farklı özellikleri ve davranışları olduğu ortaya çıkmaktadır. Örneğin, içindeki tek bir karbon atomuna sahip bir zincir (CH4), metan olarak bilinen en hafif zincirdir. Metan helyum gibi yüzen bir gazdır. Zincirler uzadıkça ağırlaşırlar.

İlk dört zincir - CH4 (metan), C2H6 (etan), C3H8 (propan) ve C4H10 (bütan) - hepsi gazlardır ve sırasıyla -161, -88, -46 ve -1 derece F'de kaynarlar. (-107, -67, -43 ve -18 derece C). C18H32'den geçen zincirler, oda sıcaklığında tüm sıvılardır ve C19'un üstündeki zincirlerin hepsi, oda sıcaklığında katıdır.

Farklı zincir uzunlukları giderek daha yüksek kaynama noktalarına sahiptir, böylece damıtma. Bir petrol rafinerisinde bu gerçekleşir - ham petrol ısıtılır ve farklı zincirler buharlaşma sıcaklıklarından çıkarılır. (Ayrıntılar için Yağ Arıtma İşleri Nasıl Çalışır.)

C5, C6 ve C7 serilerindeki zincirler, nafta adı verilen çok hafif, kolayca buharlaşan berrak sıvılardır. Solvent olarak kullanılırlar - bu sıvılardan kuru temizleme sıvıları, ayrıca boya solventleri ve diğer çabuk kuruyan ürünler de yapılabilir.

C7H16 ila C11H24 arasındaki zincirler birlikte karıştırılır ve benzin için kullanılır. Hepsi suyun kaynama noktasının altındaki sıcaklıklarda buharlaşır. Bu yüzden yere benzin dökerseniz çok çabuk buharlaşır.

Ardından C12 ila C15 aralığında gazyağı, ardından dizel yakıt ve daha ağır yakıtlar (evler için ısıtma yağı gibi).

Ardından yağlama yağları gelir. Bu yağlar artık normal sıcaklıklarda hiçbir şekilde buharlaşmaz. Örneğin, motor yağı tüm gün 250° F (121° C) de buharlaşmadan çalışabilir. Yağlar, çok kalın dişli yağları ve daha sonra yarı katı gresleri sayesinde çok hafif (3'ü 1 arada yağ gibi) çeşitli motor yağı kalınlıklarından geçmektedir. Vasolin de oraya düşer.

C20 aralığındaki zincirler, parafin balmumuyla başlayan katıları, daha sonra asfalt yollar yapmak için kullanılan katran ve son olarak da asfalt bitümünü oluştururlar.

Bütün bu farklı maddeler ham petrolden geliyor. Tek fark, karbon zincirlerinin uzunluğu!

Oktan nedir?

-Nasıl Araba Motorları Nasıl Çalışır, okursanız hemen hemen tüm araçların dört zamanlı benzinli motorlar kullandığını biliyorsunuz. Vuruşlardan biri sıkıştırma darbesimotorun, bir bujiyle ateşlemeden önce çok daha küçük bir hacme hava ve gaz dolu bir silindir sıkıştırdığı yerlerde. Sıkıştırma miktarı denir Sıkıştırma oranı motorun Tipik bir motor, 8'den 1'e kadar bir sıkıştırma oranına sahip olabilir. (Otomobil motorlarının detaylar için nasıl çalıştıklarına bakın.)

oktan derecesi Benzin, kendiliğinden tutuşmadan önce yakıtın ne kadar sıkıştırılabileceğini söyler. Gaz, bujiden gelen kıvılcım nedeniyle değil, sıkıştırılarak tutuşursa vurma motorda. Vuruş yapmak bir motora zarar verebilir, bu yüzden olmasını istediğiniz bir şey değildir. Alt oktan gazı ("normal" 87-oktan benzini gibi) tutuşmadan önce en az sıkıştırma miktarını idare edebilir.

Motorunuzun sıkıştırma oranı, araçta kullanmanız gereken gazın oktan değerini belirler.Belirli bir deplasmandaki bir motorun beygir gücünü arttırmanın bir yolu, sıkıştırma oranını arttırmaktır. Dolayısıyla, bir "yüksek performanslı motor" daha yüksek bir sıkıştırma oranına sahiptir ve daha yüksek oktanlı bir yakıt gerektirir. Yüksek bir sıkıştırma oranının avantajı, motorunuza belirli bir motor ağırlığı için daha yüksek bir beygir gücü vermesidir - bu, motoru "yüksek performans" yapan şeydir. Dezavantajı, motorunuzun benzininin daha pahalı olması.

"Oktan" ismi şu gerçeğe dayanmaktadır: Ham petrol aldığınızda ve bir rafineride "çatladığınızda" elde edersiniz. hidrokarbon zincirleri farklı uzunluklarda. Bu farklı zincir uzunlukları daha sonra birbirinden ayrılabilir ve farklı yakıtlar oluşturacak şekilde karıştırılabilir. Örneğin, metan, propan ve bütan tüm hidrokarbonlardır. Metan tek bir karbon atomuna sahiptir. Propan, birlikte zincirlenmiş üç karbon atomuna sahiptir. Bütan birlikte zincirlenmiş dört karbon atomuna sahiptir. Pentan beş, hekzan altı, heptan yedi ve oktanı vardır. sekiz karbon birlikte zincirlenmiş.

Heptan'ın sıkıştırmayı çok zayıf bir şekilde ele aldığı anlaşılıyor. Sadece biraz sıkıştırın ve kendiliğinden tutuşur. Octane sıkıştırmayı çok iyi idare eder - çok sıkıştırabilirsiniz ve hiçbir şey olmaz. Seksen yedi-oktan benzini, yüzde 87-oktan ve yüzde 13 heptan (ya da 87/13 oktan / heptan kombinasyonunun aynı performansına sahip başka bir yakıt kombinasyonu) ihtiva eden benzindir. Belirli bir sıkıştırma seviyesinde kendiliğinden tutuşur ve sadece bu sıkıştırma oranını aşmayan motorlarda kullanılabilir.

Benzin Katkıları

- I. Dünya Savaşı’nın duruşması, kimyasal olarak adlandırabileceğiniz keşfedildi. tetraetil kurşun Benzine ve oktan oranını önemli ölçüde artırır. Bu kimyasal ilave edilerek daha ucuz benzin kullanılabilir. Bu, "etil" veya "kurşunlu" benzinin yaygın kullanımına yol açtı. Ne yazık ki, kurşun ekleyerek benzinin yan etkileri şunlardır:

  • Kurşun katalitik konvertörü tıkar ve birkaç dakika içinde çalışamaz hale getirir.
  • Dünya ince bir kurşun tabakasında kaplandı ve kurşun birçok canlıya (insanlar da dahil) zehirliydi.

-

- Kurşun yasaklandığında, benzin daha pahalı oldu çünkü rafineriler daha ucuz sınıfların oktan değerlerini artıramazdı. Uçakların hala kurşunlu benzin kullanmasına izin verilir ve 115 yüksek oktanlı yüksek performanslı pistonlu uçak motorlarında 115 oktan kullanılır (bu arada jet motorları gazyağı yakar).

Bir başka yaygın katkı maddesi MTBE'dir. MTBE kısaltmasıdır metil tersiyer butil etermetanolden üretilen oldukça basit bir molekül.

MTBE iki nedenden ötürü benzine eklendi:

  1. Artırır oktan.
  2. O bir oksijen vermekBu, yanınca reaksiyona oksijen eklenmesi anlamına gelir. İdeal olarak, bir oksijenat, egzozdaki yanmamış hidrokarbon ve karbon monoksit miktarını azaltır.

1990 Temiz Hava Yasası yürürlüğe girdikten sonra MTBE, benzine büyük bir şekilde katılmaya başladı. Benzin, yüzde 10 ila 15 oranında MTBE içerebilir.

MTBE ile ilgili temel sorun, kanserojen ve su ile kolayca karışır. MTBE içeren benzin bir benzin istasyonundaki bir yeraltı tankından sızarsa, yeraltı suyuna karışabilir ve kuyuları kirletebilir. Tabii ki, MTBE bir tank sızıntısı olduğunda yeraltı suyuna giren tek şey değil - yani benzin ve bir dizi başka benzin katkı maddesi.

EPA'daki bu sayfaya göre:


Yerleşik bir içme suyu düzenlemesi olmamasına rağmen, USEPA tat ve koku eşikleri bazında litre başına 20 ila 40 mikrogram (ug / L) içme suyu tavsiyesi vermiştir. Bu danışma konsantrasyonu, kanserojen olmayan etkiler için geniş bir güvenlik marjı sağlamayı amaçlamaktadır ve tipik olarak potansiyel karsinojenik etkiler için sağlanan sınırlar aralığındadır.

-

- MTBE'yi benzinte değiştirmek için en muhtemel şey etanol - normal alkol. MTBE'den biraz daha pahalıdır, fakat bu bir kanser tehdidi değildir.

Benzinli Problemler

-Gazolin araba motorlarında yakıldığında iki problemi var. İlk problem büyük şehirlerde smog ve ozon ile ilgili. İkinci problem karbon ve sera gazı ile ilgili.

Arabalar benzin yaktığında ideal olarak mükemmel bir şekilde yakarlar ve egzozlarında karbondioksit ve sudan başka bir şey yaratmazlar. Ne yazık ki, içten yanmalı motor mükemmel değil. Benzin yakma sürecinde, ayrıca üretir:

  • Karbonmonoksitzehirli bir gaz
  • Azot oksitler, kentsel smog ana kaynağı
  • Yanmamış hidrokarbonlar, kentsel ozonun ana kaynağı

Katalitik konvertörler bu kirliliğin çoğunu ortadan kaldırıyor, ama onlar da mükemmel değil. Arabalardan ve elektrik santrallerinden gelen hava kirliliği büyük şehirlerde gerçek bir sorundur.

Karbon da bir problemdir. Yanınca çok miktarda karbondioksit gazı haline gelir. Benzin çoğunlukla ağırlıkça karbondur, bu nedenle bir galon gazı atmosfere 5 ila 6 pound (2.5 kg) karbon salabilir. ABD, her gün atmosfere yaklaşık 2 milyar sterlin karbon salmaktadır.

Eğer katı karbon olsaydı, çok fark edilir olurdu - yakılan gazın her galonu için arabanızın penceresinden 5 kiloluk şeker poşeti atmak gibi olurdu. Fakat 5 kiloluk karbon görünmez bir gaz (karbondioksit) olarak ortaya çıktığı için, çoğumuz buna aldırışsızdır. Her arabanın egzoz borusundan çıkan karbon dioksit bir Sera gazı. Nihai etkiler bilinmemektedir, ancak, sonunda gezegendeki herkesi etkileyen dramatik iklim değişiklikleri olacağı kuvvetli bir olasılıktır (örneğin, deniz seviyeleri yükselebilir, kıyı şehirlerini sular altında tutabilir veya yok edebilir). Bu nedenle, benzini hidrojenle değiştirmek için artan çabalar var.Detaylar için Hidrojen Ekonomisinin Nasıl Çalıştığına bakınız.


Video Takviyesi: Nasıl Yapılır? Benzin.




TR.WordsSideKick.com
Her Hakkı Saklıdır!
Herhangi Bir Malzemenin Çoğaltılabilir Sadece Siteye Aktif Linki Prostanovkoy TR.WordsSideKick.com

© 2005–2019 TR.WordsSideKick.com