Influența calității benzinei asupra poluării la MAS

Capitolul 1. Proprietatile fizico-chimice ale benzinelor PROPRIETATILE FIZICO-CHIMICE ALE BENZINELOR

Benzinele sunt amestecuri de hidrocarburi(combinatii chimice ale carbonului si hidrogenului), obtinute prin separarea din titei.

In Fig.1 se reprezinta curba distilarii fractionate a diferitilor combustibili. Benzina reprezinta partea lichida cea mai volatila a titeiului alcatuit din hidrocarburi, care distileaza intre 40 si 200 0C ; petrolul distileaza intre 200 si 300 0C, iar motorina pana la 300 – 400 0C. Temperaturile cele mai inalte de distilare caracterizeaza obtinerea uleiurilor lubrifiante si a rezidurilor asfaltoase.

Principalele hidrocarburi care intra in componeneta benzinei sint : pentanul, hexanul, heptanul si octanul.

Fig.1 Curba de distilare fractionata a

diferitilor combustibili:

1 – benzina; 2 – petrol lampant;

3 – motorina; 4 – pacura.

Proprietatile fizico-chimice ale combustibililor care influenteaza procesele ce au loc in cilindrii motorului sunt: puterea calorica, compozitia fractionata, volatilitatea si presiunea de vapori, cifra octanica, aciditatea si alcalinitatea, continutul de sulf, continutul de apa si impuritati mecanice.

Puterea calorica

Puterea calorica reprezinta cantitatea de caldura ce se dezvolta prin arderea completa a unui kilogram de combustibil si se exprima in J/Kg sau kcal/kg.

Puterea calorica a combustibilului se determina cu ajutorul unui aparat special numit calorimetru. Trebuie, insa, mentionat faptul ca, prin arderea combustibilului in calorimetru, cantitatea de caldura degajata este mai mare decat caldura dezvoltata in cilindrii motorului. Acest lucru se explica prin faptul ca vaporii de apa din gazele arse se condenseaza in calorimetru, pierzand cantitatea de caldura care a fost necesara pentru formarea lor, numita caldura de vaporizare. La arderea in motor, gazele de evacuare antreneaza cu ele si caldura de vaporizare, care se pierde in atmosfera.

Cantitatea de caldura degajata prin arderea uni kilogram de combustibil in conditiile din calorimetru se numeste putere calorica superioara (Qs).

Cantitatea de caldura degajata prin arderea unui kilogram de comubustibil in conditiile reale din motor cand vaporii de apa nu se mai condenseaza, se numeste putere calorica inferioara (Qi).

Valoarea puterilor calorice se determina pentru cazul cand arderea combustibilului este completa. Arderea este completa atunci cand intreaga cantitate de carbon din combustibil a ars pana la bioxid de carbon, iar hidrogenul a ars complet,formandu-se vapori de apa.Datorita compozitiei diferite, fiecare combustibil necesita o alta cantitate teoretica de aer pentru arderea sa completa. Pentru aceeasi putere calorica, combustibilii care necesita o cantitate mai mica de aer determina un grad mai inalt de incalzire a gazelor arse. Din acest punct de vedere, o mare impotanta o are puterea calorica a amestecului carburant aer combustibil (Qiam) care se defineste ca raportul intre puterea calorica inferioara a combustibilului si cantitatea de amestec carburant corespunzator unui kilogram din combustibilul respectiv.

Pentru arderea completa a unui kilogram de benzina sint necesare 15 kg de aer

Compozitia fractionata

Combustibilii lichizi pentru motoare sunt formati din mai multi componenti (fractiuni) care distileaza(se vaporizeaza) la temperaturi diferite in raport cu constitutia lor chimica.

Reprezentarea grafica a cantitatilor de combustibili (exprimate in procente),care distileaza la diferite temperaturi constituie curba de distilare (Fig.2). Dupa aspectul acestei curbe se poate vedea daca un combustibil este omogen sau nu. Pentru ca un combustibil sa fie omogen, trebuie ca intre diferitele hidrocarburi, din care este constituit, sa existe o continuitate in ce priveste punctele de fierbere. Dintre punctele curbei de distilare cele mai caracteristice sint : punctul initial, punctele pana la care distileaza 10%, 50%, 90% din volumul considerat de combustibili si punctul final.

Fig. 2 Curba de distilare a benzinei.

Fig. 2 Curba de distilare a benzinei.

Standarele prevad ca punctul initial al curbei de distilare a benzinei auto comercializate sa nu fie sub 350C iar 10% sa distileze pana la 75 – 880C. Temperatura de fierbere la care distileaza 50% din cantitatea de benzina este circa 1500C; punctului 90% ii corespunde o temperatura maxima de 2000C.

Aceste puncte care determina gradul de vaporizare a combustibilului influenteaza considerabil functionarea si performantele obtinute in exploatare.