Koken, branden en vlampunt van benzine
Inhoud
Wat is benzine?
Dit punt komt eerst omdat het essentieel is om het probleem te begrijpen. Vooruitkijkend, laten we dit zeggen: je zult nooit de chemische formule van benzine vinden. Hoe je bijvoorbeeld eenvoudig de formule van methaan of een ander ééncomponentig aardolieproduct kunt vinden. Elke bron die u de formule van motorbenzine laat zien (het maakt niet uit of het AI-76 is die uit de roulatie is geraakt of AI-95, wat nu het meest voorkomt), vergist zich duidelijk.
Feit is dat benzine een vloeistof met meerdere componenten is, waarin minstens een dozijn verschillende stoffen en zelfs meer van hun derivaten aanwezig zijn. En dat is nog maar de basis. De lijst met additieven die in verschillende benzines worden gebruikt, met verschillende tussenpozen en voor verschillende bedrijfsomstandigheden, beslaat een indrukwekkende lijst van enkele tientallen posities. Daarom is het onmogelijk om de samenstelling van benzine uit te drukken met een enkele chemische formule.
Een korte definitie van benzine kan als volgt worden gegeven: een brandbaar mengsel bestaande uit lichte fracties van verschillende koolwaterstoffen.
Verdampingstemperatuur van benzine
De verdampingstemperatuur is de thermische drempel waarbij de spontane vermenging van benzine met lucht begint. Deze waarde kan niet eenduidig worden bepaald door één cijfer, omdat deze van een groot aantal factoren afhangt:
- de basissamenstelling en het additievenpakket is de belangrijkste factor die tijdens de productie wordt geregeld, afhankelijk van de bedrijfsomstandigheden van de verbrandingsmotor (klimaat, aandrijfsysteem, compressieverhouding in de cilinders, enz.);
- atmosferische druk - bij toenemende druk neemt de verdampingstemperatuur iets af;
- manier om deze waarde te bestuderen.
Voor benzine speelt de verdampingstemperatuur een bijzondere rol. Het is tenslotte op het principe van verdamping dat het werk van carburateur-aandrijfsystemen is gebouwd. Als benzine niet meer verdampt, kan het zich niet met lucht vermengen en de verbrandingskamer binnendringen. In moderne auto's met directe injectie is deze eigenschap minder relevant geworden. Echter, na injectie van brandstof in de cilinder door de injector, is het de vluchtigheid die bepaalt hoe snel en gelijkmatig de nevel van kleine druppeltjes zich vermengt met de lucht. En de efficiëntie van de motor (zijn vermogen en specifiek brandstofverbruik) hangt hiervan af.
De gemiddelde verdampingstemperatuur van benzine ligt tussen de 40 en 50°C. In de zuidelijke regio's is deze waarde vaak hoger. Het wordt niet kunstmatig gecontroleerd, omdat het niet nodig is. Voor de noordelijke regio's daarentegen wordt het onderschat. Dit gebeurt meestal niet door toevoegingen, maar door de vorming van basisbenzine uit de lichtste en meest vluchtige fracties.
Kookpunt van benzine
Het kookpunt van benzine is ook een interessante waarde. Tegenwoordig weten maar weinig jonge automobilisten dat ooit, in een warm klimaat, kokende benzine in een brandstofleiding of carburateur een auto kon immobiliseren. Dit fenomeen zorgde gewoon voor files in het systeem. De lichte fracties raakten oververhit en begonnen zich te scheiden van de zwaardere in de vorm van brandbare gasbellen. De auto koelde af, de gassen werden weer vloeibaar - en het was mogelijk om de reis voort te zetten.
Сtegenwoordig kookt benzine die bij benzinestations wordt verkocht (met duidelijk borrelen met gasafgifte) bij ongeveer +80 ° C met een verschil van + -30%, afhankelijk van de specifieke samenstelling van een bepaalde brandstof.
Vlampunt van benzine
Het vlampunt van benzine is zo'n thermische drempel waarbij vrij gescheiden, lichtere fracties benzine ontbranden vanuit een bron met open vuur wanneer deze bron zich direct boven het testmonster bevindt.
In de praktijk wordt het vlampunt bepaald door de methode van verhitten in een open kroes.
De testbrandstof wordt in een kleine open container gegoten. Daarna wordt het langzaam opgewarmd zonder dat er een open vlam aan te pas komt (bijvoorbeeld op een elektrisch fornuis). Tegelijkertijd wordt de temperatuur in realtime bewaakt. Elke keer dat de temperatuur van benzine op een kleine hoogte boven het oppervlak met 1 ° C stijgt (zodat een open vlam niet in contact komt met benzine), wordt een vlambron uitgevoerd. Op het moment dat het vuur verschijnt, en fixeer het vlampunt.
Simpel gezegd, het vlampunt markeert de drempel waarbij de concentratie van vrij verdampende benzine in de lucht een waarde bereikt die voldoende is om te ontbranden bij blootstelling aan open vuur.
Brandtemperatuur van benzine
Deze parameter bepaalt de maximale temperatuur die het verbranden van benzine veroorzaakt. En ook hier vind je geen eenduidige informatie die deze vraag met één cijfer beantwoordt.
Vreemd genoeg, maar het is voor de verbrandingstemperatuur dat de belangrijkste rol wordt gespeeld door de procesomstandigheden, en niet door de samenstelling van de brandstof. Als je kijkt naar de calorische waarde van verschillende benzines, dan zie je het verschil tussen AI-92 en AI-100 niet. In feite bepaalt het octaangetal alleen de weerstand van de brandstof tegen het optreden van ontploffingsprocessen. En de kwaliteit van de brandstof zelf, en nog meer de temperatuur van de verbranding, heeft op geen enkele manier invloed. Overigens zijn vaak simpele benzines, zoals AI-76 en AI-80, die uit de roulatie zijn geraakt, schoner en veiliger voor de mens dan diezelfde AI-98 gemodificeerd met een indrukwekkend pakket aan additieven.
In de motor ligt de verbrandingstemperatuur van benzine tussen de 900 en 1100°C. Dit is gemiddeld, waarbij het aandeel lucht en brandstof dicht bij de stoichiometrische verhouding ligt. De werkelijke verbrandingstemperatuur kan lager worden (bijvoorbeeld het activeren van de USR-klep vermindert de thermische belasting van de cilinders enigszins) of onder bepaalde omstandigheden stijgen.
De compressiegraad heeft ook een grote invloed op de verbrandingstemperatuur. Hoe hoger het is, hoe heter het is in de cilinders.
Benzine met open vuur verbrandt bij lagere temperaturen. Ongeveer rond de 800-900 °C.
