پدیده احتراق و انواع سوخت

در یک فرایند احتراق، اجزایی که قبل از احتراق وجود دارند، واکنش گرها و اجزایی که بعد از واکنش احتراق به وجود می آیند، محصولات احتراق نامیده می شوند.

سالیان زیادی است که موتورهای درونسوز از بنزین و گازوئیل به عنوان سوخت های اصلی استفاده می کنند. در انتهای قرن 20 و ابتدای قرن حاضر کاهش شدید منابع فسیلی باعث شد تا توجه ویژهای به سوخت های جایگزین شود. این سوخت های جایگزین از محصولات پتروشیمی، گازهای حاصل از،زیست توده ها و پسماند های محصولات کشاورزی حاصل می شوند. این سوخت ها علاوه بر کاهش استفاده از سوخت های فسیلی در خودرو ها آثار مخرب زیست محیطی کمتری دارند.

احتراق کامل

هرگاه تمام اجزای قابل احتراق سوخت در یک فرایند احتراق به طور کامل بسوزند، فرایند احتراق کامل است.

فرایند احتراق کامل یا واکنش سوختن سوخت هایی مانند بنزین و گازوئیل را بیان می کند. محصولات احتراق کامل شامل مقداری کربن دی اکسید، بخارآب، نیتروژن، اکسیژن و گرما بوده و کمترین آلایندگی را دارد.

احتراق ناقص

هرگاه در محصولات احتراق، اجزایی مثل HC ،CO ،C ،NOX و… وجود داشته باشند، همه سوخت نسوخته است و فرایند احتراق ناقص است.

احتراق استوکیومتریک

احتراقی که در آن سوخت به طور کامل و با کمترین هوای مورد نیاز برای احتراق کامل می سوزد احتراق استوکیومتریک آن سوخت نامیده می شود. در زیر عوامل مؤثر در انتخاب سوخت های موتور احتراقی نوشته شده است.

شاخص های انتخاب سوخت

  • ارزش حرارتی
  • نوع موتور
  • آلایندگی
  • دسترسی
  • ارزانی

سوخت های جایگزین بنزین و گازوئیل

سوخت های جایگزین بنزین:

1ـ گاز طبیعی CNG
2ـ گاز مایع LPG
3ـ هیدروژن H2
4ـ اتانول C2H5oH
5 ـ متانول CH3oH

سوخت های جایگزین گازوئیل:

1ـ بیودیزل

فرایند احتراق انواع سوخت

بنزین

سوختن سوخت های فسیلی یا هیدروکربن ها (ترکیبات آلی که تنها دارای کربن و هیدروژن هستند مانند متان CH4 ،پروپان C3H8 ،بوتان C4H10 و …)نمونۀ معمول و رایج واکنش سوختن است. به علت نقص سیستم احتراق، همیشه مقداری از کربن های سوخت نمی توانند اکسیژن لازم را به دست آورند. لذا گاز سمی و خطرناک کربن منواکسید (CO )تولید می کنند. همچنین در اثر کمبود اکسیژن و یا نقص سیستم احتراق، بخشی از سوخت نمی سوزد که به آن هیدروکربن نسوخته (HC )می گویند و از آلاینده ها است. مقدار کربن منواکسید، هیدروکربن نسوخته و نیتروژن اکسیدها (نیتروژن اکسید، نیتروژن دی اکسید و نیتروژن تری اکسید) را در محصولات احتراق باید با هر روش ممکن به کمترین مقدار و در حد استانداردهای آلایندگی رساند.

بخش عمده ای از بنزین معمولی شامل هیدروکربن هایی است که در هر مولکول بین 5 تا 12 اتم کربن دارند. دراحتراق بنزین که یک فعل و انفعال شیمیایی است، با ترکیب شدن هیدروژن سوخت (H )با اکسیژن، بخار آب (H2O )و با ترکیب شدن کربن سوخت (C )با اکسیژن، گاز کربن دی اکسید (CO2 )تولید می شود.

فرایند احتراق کامل اکتان C8H18( از ترکیبات بنزین)

گازوئیل

ین سوخت از هیدوکربن هایی تشکیل شده است که بین 13 تا 22 اتم کربن دارند. همانند بنزین از احتراق کامل گازوئیل نیز بخار آب و کربن دی اکسید و انرژی گرمایی تولید می شود.

گاز طبیعی

90 درصد از اجزای گاز طبیعی را متان (CH4 )تشکیل می دهد که کوچک ترین و ساده ترین عضو خانواده هیدروکربن ها است. احتراق کامل گاز طبیعی که در خودرو به صورت CNG مصرف می شود نیز کربن دی اکسید و بخار آب تولید می کند

گاز مایع LPG

گاز LPG ،گازی است که از نفت خام استخراج می شود و تحت فشار مایع است و وقتی فشار از روی آن برداشته شود به حالت گاز درمی آید. این گاز ترکیبی از گاز بوتان و پروپان است در برخی موارد درصد پروپان بیشتر بوده و گاهی نیز درصد بوتان بیشتر می باشد

هیدروژن (H2)

در ساختار شیمیایی سوخت هیدروژن، کربن وجود ندارد؛ بنابراین اگر گاز هیدروژن در هوا بسوزد فقط بخار آب تولید می شود. در احتراق کامل هیدروژن، نیتروژن موجود در هوا بدون واکنش از اگزوز خارج می شود؛ اما اگر دمای احتراق بالا باشد در اثر واکنش اکسیژن و نیتروژن موجود در هوا، اکسید نیتروژن تولید می شود که آن را باید به حداقل رساند.

اتانول (C2H5OH)

اتانول یکی از انواع الکل است و آن را می توان از مواد گیاهی مانند ذرت و نیشکر، مواد سلولزی مثل چوب یا کاغذ باطله و … تهیه کرد.
از احتراق کامل اتانول مایع با گاز اکسیژن، دی اکسید کربن، آب و حرارت تولید می شود.

متانول (CH3OH)

متانول ساده ترین نوع الکل بوده و مایعی سبک، فرار، بدون رنگ و قابل اشتعال است. از سوختن کامل متانول در هوا، دی اکسید کربن، آب و حرارت تولید می شود.

1 دیدگاه دربارهٔ «پدیده احتراق و انواع سوخت»

  1. بازتاب: کاربرد سوخت های جایگزین در خودروها - moto1 راهنما و آموزش

دیدگاه‌ خود را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *