Сколько литров в тонне дизельного топлива: вес одного литра солярки

Как из тонн получить литры

Другой способ перевода одной тонны дизельного горючего в литры

Закупка дизельного топлива оптом требует точного расчета объема будущей цистерны для перевозки и хранения. Аналогично с другими нефтепродуктами, дизель закупается тоннами (т). Чтобы не ошибиться с выбором подходящей емкости, достаточно узнать количество литров (л) горючего в 1 т. 

До того как предъявлять поставщику, что объем купленного горючего не соответствует нужным показателям, желательно разобраться, сколько в одной тонне литров и от чего зависят цифры. Перевод горючего из 1 единицы измерения в другую несложно выполнить, если знать формулу расчета. Расскажем, как все рассчитать и не допустить ошибок.

Как из тонн получить литры

В зависимости от марки солярки расчеты и результаты частично отличаются. Зависит это от одного важного параметра — плотности. Показатель регламентируется ГОСТ 305-2013 и отличается по сезону. Плотность дизельного топлива по государственному стандарту можно посмотреть в таблице ниже. Данные пригодятся при переводе массы в объем.

Показатели плотности дизеля по маркам
Тип горючего	Плотность (кг/м³)
летнее/межсезонное	863,4
зимнее	843,4
арктическое	833,5

Плотность дизельного топлива меняется в зависимости от температуры окружающей среды. Средняя величина этих изменений 0,0007 г/см³ на 1°С. Во избежание ошибок и неточностей при переводе измерение плотности ДТ проводят при температуре — +15°C.

В некоторых странах измерения проводят при +20°C. Высчитывая общее количество литров в 1 т дизеля при соблюдении общепринятого температурного режима, цифры будут те же самые. Если температура отличается, расчеты учитывают колебания плотности при 1°С.

Теперь поговорим о самой формуле. Выглядит она так — V = m/p. Расшифровка формулы:

• объем в кубических метрах (м³) — V;
• масса в килограммах (кг) — m;
• плотность (кг/м³) — p.

На базе формулы можно рассчитать количество литров в 1 т дизеля. Например, для зимнего дизельного топлива с плотностью 843,4 расчеты будут следующими:

1000/843,4 = 1,1856 м³.

Осталось вычислить количество литров дизельного в полученном объеме. Для этого достаточно учесть, что 1000 см³ (0,001 м³) = 1 л. Объем нужно поделить на количество кубических метров в литре. В случае зимнего ДТ речь о значении:

1,1856/0,001 = 1185,6 л.

Это значит, что при закупке 1 т дизеля для зимнего применения нужна цистерна, которая вмещает не менее 1185,6 л. Формула расчета также подходит для вычисления других неизвестных. Так можно узнать, сколько весит энный объем дизеля.

Другой способ перевода одной тонны дизельного горючего в литры

Одну и ту же величину можно рассчитать различными способами. Второй способ расчета заключается в переводе кг/м³ в т/л. Плотность показывает количество килограммов дизеля в 1 м³. Если учитывать, что 1 т = 1000 кг (в одном килограмме 0,001 т), а 1 м³ = 1000 литров, расчеты несложные.

Рассмотрим пример с зимним дизельным топливом. Переводим кг/м³ в т/л, учитывая стандартную плотность — 843,4:

843,4 · 0,001/1000 = 0,0008434 т/л.

После вычисления плотности в т/л нужно узнать количество литров в 1000 кг:

1/0,0008434 = 1185,6 л.

Полученные цифры те же, хотя способ расчета другой. Поэтому обе методики пригодятся при закупке топливом.

Подводя итоги на тему вычисления количества литров ДТ в 1000 кг, нужно отметить, насколько могут отличаться результаты в зависимости от марки горючего, температуры воздуха и присадок. Нефтеперерабатывающие заводы выпускают дизель с плотностью, которая соответствует ГОСТу. Поэтому при вычислении количества литров дизельного горючего в 1 т можно смело полагаться на этот показатель.

Узнать, какая средняя цена на дизельное топливо, можно с помощью индекса топливных цен «Петрол Плюс». Ежедневный расчет с учетом транзакций предыдущего дня на более чем 16 000 АЗС позволяет увидеть актуальные розничные цены на горючее. Также можно посмотреть цены в динамике, выбирая статистику за 1 неделю, 1 месяц или год. 

Используя топливные карты от ППР, легко закупаться топливом, экономить до 30% и контролировать корпоративные расходы. Заинтересовало? Оставьте заявку на сайте или звоните по телефону 8 (800) 551-29-43.

Состав дизельного топлива:химическая формула дизтоплива,мочевина для дизтоплива.

Автор Fuel Maker На чтение 8 мин Опубликовано 01.12.2019

Содержание

• 1 Вязкость
• 2 Основной химический состав дизельного топлива
• 3 Фракционный состав
• 4 Механические примеси дизельного топлива
• 5 Свойства ДТ при низких температурах
• 6 Коррозийность топлива
• 7 От чего зависит химический состав дизельного топлива
• 8 На что влияет состав ДТ
• 9 Экологические требования к дизельному топливу
  • 9.1 Как работает мочевина в двигателе

Дизельное топливо — горючее для сельскохозяйственной техники, строительных машин,
автомобилей, судов и тепловозов, оно представляет собой продукт нефтяной переработки.
Начиная с 1991 г., требования к химическому и фракционному составу продолжают
ужесточаться. Это вызвано не только тем, что некачественное топливо приводит к быстрому
износу транспорта. Ежегодный объем выбросов сгоревших элементов ДТ наносит вред
окружающей среде.

Содержание

1. Вязкость
2. Основной химический состав дизельного топлива
3. Фракционный состав
4. Механические примеси дизельного топлива
5. Свойства ДТ при низких температурах
6. Коррозийность топлива
7. От чего зависит химический состав дизельного топлива
8. На что влияет состав ДТ
9. Экологические требования к дизельному топливу
10. Как работает мочевина в двигателе

Вязкость

Показатель вязкости определяет температурные условия использования топлива. Исходя из
этого, выделяют летний, зимний и арктический виды горючего с нормами содержания 3-6,
1,8-5 и 1,5-4 мм2/с.

Летнее ДТ загустевает, если температура -5°С и ниже, а застывает при -10°С. Плотное и вязкое
горючее ухудшает сгорание вещества и приводит к тому, что расход топлива увеличивается,
возрастает дымообразование, выбрасывается большое количество сажи.

С другой стороны, маловязкое топливо отрицательно влияет на износ деталей насосов, т.к.
провоцирует подтекание форсунок. Это способствует образованию нагара. Поэтому такой вид
ДТ требует добавления противоизносных присадок.

Независимо от того, какая вязкость горючего, продукты распада использованного продукта
попадают в атмосферу и наносят экологический вред. Чтобы снизить отрицательное
воздействие выхлопов, производители занимаются разработкой систем очистки отработанного
топлива, устанавливают фильтры, на которые оседает сажа, вводят нейтрализующие вещества.

Основной химический состав дизельного топлива

Основу дизельного горючего составляют 3 группы элементов:

1. Парафиновые углеводороды. Это алканы и нефтяные парафины, производные которых
присутствуют в метане, пропане и нефти. Их содержание 10-40%.
2. Нафтеновые углеводороды встречаются в виде циклогексана и циклопентана, занимают
20-60% общего состава ДТ. Не присутствуют в газообразных веществах.
3. Ароматические углеводороды. Занимают 15-30% в конечном продукте.

На качество влияют и механические примеси, вода, смолистые и сернистые соединения.

Фракционный состав

С помощью данных о фракционном составе дизельного топлива производят расчет времени
перехода горючего из жидкого состояния в газообразное под воздействием высокой или
низкой температуры.

Чем меньше фракций и выше температура кипения, тем быстрее происходит испарение. Это
означает, что такое топливо рекомендуется использовать для двигателей тепловозов. Если
применять облегченный фракционный состав в других моторах, это может привести к
быстрому износу компонентов моторной системы. Снижается цетановое число, провоцируя
нарастание давления в клапанах.

Если утяжелить горючее путем добавления фракций, смесь будет образовываться медленно, а
во время испарения останутся капли жидкости. Они не сгорят, а осядут, образуя нагар и
закупоривая форсунки. Мощность дизеля уменьшится, а потребление ДТ возрастет.

Механические примеси дизельного топлива

Сернистые нефти являются сырьем для производства ДТ. Процесс очистки от серы сложный и
дорогостоящий. Однако повышенное содержание этого элемента приводит к уменьшению
срока эксплуатации технического оборудования и транспортных средств.

И активные, и неактивные сернистые соединения вызывают коррозию металла. Нужно
учитывать, что современные модели дизелей более склонны к окислению и образованию
нагара. Поэтому в моторное масло нужно добавлять моющие присадки и менять его чаще, чем
в старых образцах ДВС.

Опасность представляет и конденсат, образующийся при запуске и прогреве мотора, поскольку
он приводит к скоплению воды, которой в топливе быть не должно.

Следует избегать работы двигателя при перепадах температур, частого использования
холостого хода, что бывает характерно для тепловозов и других ДВС большого объема. Такие

условия увеличивают расходы на эксплуатацию и количество ремонтов оборудования в
несколько раз.

Причиной появления примесей может стать неправильное хранение и транспортировка
горючего. Чтобы избежать необходимости применения большого количества присадок, нужно
придерживаться следующих рекомендаций:

• поддерживать чистоту в топливном баке.
• сливать отстой из фильтра.

Свойства ДТ при низких температурах

Чтобы уменьшить температуру, при которой топливо становится вязким, в его состав включают
тяжелые фракции углеводорода. Больше всего таких примесей в арктической марке топлива.

Летнее горючее начинает мутнеть при -3°С. Если допустить его кристаллизацию, могут выйти
из строя поршни. Исправить данную проблему не представляется возможным. Поэтому следует
использовать ту марку топлива, свойства которой отвечают температурным условиям.

Средневязкое топливо сохраняет текучесть при низких температурах. Это означает, что
рабочий процесс в двигателе будет экономичным и эффективным.

Коррозийность топлива

Коррозионное воздействие на ДВС совершается соединениями серы. Имеются в виду
сульфиды, дисульфиды, меркаптаны, тиофаны и т.д.

По европейским нормам, количество серы не должно превышать 0,001% (ультранизкое
содержание). При таком показателе нужно добавлять в состав антифрикционные присадки,
которые предотвращают стирание деталей. Такие действия предпринимают, поскольку
смазочные свойства топлива снижаются в подобных условиях.

На территории РФ действуют нормы от 0,15 до 5-7%, требующие введения присадок,
компенсирующих вредное воздействие серы.

Коррозия может быть и газовой. Она образуется вследствие действия высокой температуры,
возникающей при сгорании сернистого и серного ангидридов. Не исключается
низкотемпературная коррозия, к которой приводят накопления водорастворимых кислот в
масле.

Для их нейтрализации используется водонерастворимый едкий натр (КОН). Его применение
ограничивается 5 мг на 100 мл ДТ.

От чего зависит химический состав дизельного топлива

Поскольку ДТ — это нефтепродукт, его химический состав может изменяться в зависимости от
внешних факторов:

• где добывают нефть, какой ее первоначальный состав.
• какова температура перегонки.
• какие присадки используются.

На что влияет состав ДТ

Одной из важнейших характеристик, на которую влияет состав ДТ, является показатель
цетанового числа. Он дает информацию о том, насколько быстро происходит воспламенение
горючей смеси. Чем выше число, тем более плавно проходит процесс.

На количество единиц влияет соотношение углеводородов. Чем больше парафиновых
углеводородов, тем выше цетановое число. Если становится больше ароматических элементов,
оно снижается.

Если показатель меньше 40, это приводит к тому, что вследствие задержки воспламенения
повышается давление. Это отрицательно сказывается на износе оборудования.

Чтобы избежать этого, в ДТ добавляют легковоспламеняющиеся фракции. К таким присадкам
относятся нитросоединения, перекись углеводородов, синтин. Вводят их с помощью установки
типа УСБ, которая смешивает ДТ и цетаноповышающие присадки. Гарантийный период, в
которой можно не опасаться расслоения, — 180 дней.

Виды топлива, в которых цетановое число 45-51, считаются премиальными. При их горении
выделяется малое количество дыма, благодаря чему снижается экологический вред от
применения дизелей.

Если число свыше 60 единиц, дымность увеличивается, т.к. не все элементы сгорают.
Повышается расход топлива.

Состав горючего влияет и на все прочие характеристики:

1. Температура кипения и застывания. Чем холоднее погода, тем больше углеводородных
фракций требуется в топливе. Используются депрессионные присадки, не влияющие на
температуру помутнения. Это подходит не для всех видов двигателей.
2. Долговечность работы двигателя. Чем меньше нафтановых углеводородов и смол,
водорода и других примесей, тем более щадящим будет эксплуатация мотора.
3. Испаряемость. Становится выше, когда смолистых соединений меньше.
4. Химическая стабильность — способность не окисляться при длительном хранении.

Экологические требования к дизельному топливу

В последнее десятилетие 20 в. наметилась тенденция ужесточения экологических требований.
Отечественные нормы содержания серы, цетанового числа и фракционного состава ниже
европейских.

Вязкость топлива за рубежом рассчитывается, принимая в расчет температуру +40°С, и
составляет 2,0-4,5 мм2/с. Содержание сернистых соединений постепенно снижено до 0,001%. В
РФ действует прежняя норма 0,2%.

Массовая доля ароматических углеводородов не должна превышать 10% для соответствия
требованиям экологической безопасности. Однако способы перегонки нефти, применяемые на
территории России, позволяют не выходить за пределы 23-28%.

Норма цетанового числа в Европе — 51, РФ — 45, а для СТБ 1658-2006 — 49. Ассоциация
европейских автомобильных компаний внесла предложение утвердить показатель 58.

Фракционный состав для большинства видов достигает +360°С и совпадает с европейской
нормой.

Как работает мочевина в двигателе

Для того чтобы снизить вред, который наносят окружающей среде выхлопы дизтоплива, была
разработана система очистки. Одним из компонентов, благотворно влияющим на состав
дизеля, является мочевина. Благодаря ей удается удерживать уровень токсичности
отработанных веществ в соответствии с нормами Евро-4, Евро-5 и Евро-6.

Объяснить принцип работы можно на примере технологии Bluetec. Раствор AdBlue заливается
в отдельный бак. Система впрыска обеспечивает подачу в выпускную трубу. В качестве
мочевины для обработки состава дизеля использован карбамид.

Смесь выхлопных газов и аммиака попадает в нейтрализатор и подвергается воздействию
температуры +300°С и нейтрализующего слоя. При данных условиях возникает химическая
реакция, которая приводит к разложению азотистых соединений на азот и воду. Прочие
токсичные элементы также сгорают.

Данная система очистки имеет ряд преимуществ:

1. Безвредность. Это избавляет от необходимости уменьшать мощность двигателя, т.к. все
выхлопы разлагаются на органические вещества.
2. Соответствие европейским стандартам, что позволяет избегать расходов, связанных с
повышенным налогообложением и штрафами на территории вне РФ.
3. Экономное расходование. Средний показатель — 1л/1000 км. Если объем двигателя
большой, то на 1000 км понадобится 20 л нейтрализатора.
4. Доступность реагента. В продаже мочевина имеется в готовом виде. Можно приобрести и
органический, и искусственный раствор, расфасованный по 20 л. Стоимость 1 канистры —
7-10 евро.

Однако нужно учесть, что топливо, подходящее для реакции с мочевиной, должно быть
низкосернистым. Для использования нейтрализатора нужно специальное оборудование, что
приводит к дополнительным расходам на его внедрение и обслуживание. Раствор начинает
замерзать при -12°С, что делает невозможным его применение в условиях суровых российских
зим.

Дизель против бензина – разница и сравнение

Бензин и дизель представляют собой жидкие смеси на основе нефти, используемые в качестве топлива. Хотя оба имеют схожий базовый продукт, но имеют разные свойства и использование.

Сравнительная таблица

Сравнительная таблица дизельного топлива и бензина

	Дизель	Бензин (бензин)
Применение	В дизельных двигателях системы отопления	В бензиновых двигателях
Изготовлен из	Нефть/ сырая нефть	Нефть/сырая нефть
Содержание энергии	35,8 МДж/л; 48 МДж/кг	34,2 МДж/л; 46,4 МДж/кг
Сделано	Фракционная перегонка	Фракционная перегонка
Крутящий момент (для двигателя 10 л)	1000 Нм при 2000 об/мин	300 Нм при 4000 об/мин
Мощность (для двигателя 10 л)	490 л. с. при 3500 об/мин	600 л.с. при 5500 об/мин
Мощность = крутящий момент*об/мин	Больше крутящего момента на низких скоростях	Работает на более высоких оборотах
Температура самовоспламенения	210°C	246°С
Выбросы CO2	Больше, чем бензин (бензин). Дизельное топливо производит примерно на 13% больше газа CO2 на галлон сожженного топлива по сравнению с газовыми (бензиновыми) двигателями.	Ниже, чем у дизельного топлива.
Вязкость	увеличение при более низких температурах	Без изменений
Потребление США (2006 г.)	50 миллиардов галлонов	148 миллиардов галлонов
Типы воспламенения	Прямое (посредством сжатия)	Искра

О дизельном топливе и бензине

Бензин представляет собой полученную из нефти жидкую смесь, состоящую в основном из алифатических углеводородов и обогащенную ароматическими углеводородами толуол, бензол или изооктан для повышения октанового числа, в основном используется в качестве топлива в двигателях внутреннего сгорания. Дизель — это особый фракционный дистиллят нефтяного мазута или промытая форма растительного масла, который используется в качестве топлива в дизельном двигателе, изобретенном немецким инженером Рудольфом Дизелем.

Производство бензина по сравнению с дизельным топливом

Нефть перерабатывается для производства бензина и дизельного топлива. Процесс фракционной перегонки используется для нефти, и при различных температурах из нее образуются различные побочные продукты. Бензин и дизельное топливо получают при различных температурах в процессе переработки. Бензин производится при температуре от 35 до 200 градусов, а дизель производится при температуре кипения 250-350 градусов. После дистилляции, чтобы использовать эти побочные продукты в качестве коммерчески приемлемого бензина и дизельного топлива, необходимо провести некоторое смешивание с другими элементами. Бензин производится в первую очередь в этом процессе, так как он производится при более низкой температуре, чем дизельное топливо.

Химический состав

Дизель состоит примерно из 75 % насыщенных углеводородов (в основном парафинов, включая н-, изо- и циклопарафины) и 25 % ароматических углеводородов (включая нафталины и алкилбензолы). Средняя химическая формула обычного дизельного топлива – C12h33, в диапазоне от ок. С10ч30 до С15ч38. Бензин состоит из углеводородов с числом атомов углерода от 5 до 12 на молекулу, но затем его смешивают для различных целей. В целом типичный образец бензина представляет собой преимущественно смесь парафинов (алканов), нафтенов (циклоалканов), ароматических углеводородов и олефинов (алкенов). Соотношения варьируются в зависимости от множества факторов.

Летучесть бензина по сравнению с дизельным топливом

Бензин более летуч, чем дизель, не только из-за основных компонентов, но и из-за присадок, которые в него добавляют.

Энергетическая ценность бензина по сравнению с дизельным топливом

Бензин содержит около 34,6 мегаджоулей на литр (МДж/л), а дизель содержит около 38,6 мегаджоулей на литр. Это дает большую мощность дизелю.

Мировое потребление бензина по сравнению с дизельным топливом

В 2006 г. в США было использовано около 510 миллиардов литров (138 миллиардов галлонов) бензина (так называемого «газа»), из которых 5,6% были среднего качества и 90,5% были премиум-класса. Годовое потребление дизельного топлива в США в 2006 году составило около 190 миллиардов литров (42 миллиарда имперских галлонов или 50 миллиардов галлонов США).

Использование бензина и дизельного топлива

Дизельное топливо используется для работы дизельных двигателей, которые используются в автомобилях, грузовиках, мотоциклах и т. д. Некоторые разновидности дизельного топлива также используются в системах отопления в домах. Дизельное топливо плохого качества (с высоким содержанием серы) использовалось в качестве экстрагента палладия для жидкостно-жидкостной экстракции этого металла из смесей азотной кислоты. Бензин в основном используется для работы бензиновых двигателей автомобилей, мотоциклов и т. д.

Парафин, еще один побочный продукт сырой нефти, получаемой при температуре 190-250 градусов, используется в качестве авиационного топлива.

Стоимость бензина по сравнению с дизельным топливом

В таких странах, как Индия, дизельное топливо субсидируется, поскольку оно активно используется в транспортных целях. Разница между ценами на бензин и дизельное топливо в Индии составляет почти 30 рупий. На международных рынках оба почти одинаково оценены. В США бензин стоил 3 доллара за галлон в декабре 2007 года, дизельное топливо стоило 3,39 доллара за галлон.

Энергоэффективность

Говоря о моторном топливе, говорят, что дизель более экономичен, почти в 1,5 раза эффективнее бензина.

Ссылки

• wikipedia:Бензин
• Википедия:Дизель
• Неопределенности при сравнении воздействия дизельного топлива и бензина на окружающую среду

• Подписаться
• Поделиться
• Ссылка
• Авторы

Поделитесь этим сравнением:

Если вы дочитали до этого места, подписывайтесь на нас:

«Дизель против бензина». Diffen.com. Diffen LLC, nd Веб. 30 декабря 2022 г. < >

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 найти ∆G, мы вычисляем 46(-229) + 48(-394) – 4(50,1), что соответствует -29622 кДж, a – ∆G для самопроизвольной 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, происходит нечто большее. 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 показатель 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 дизельного топлива 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 снижения температуры горения количество образующегося NO _X 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 сделано, 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 селективным восстановлением 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 впрыска 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 необходимо 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 _н Н _2н+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.

Гигроскопия – 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 задействованных 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, согласно которому 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.