Температура горения, вспышки и кипения бензина

Бензин АИ-92 не является однокомпонентным веществом, поэтому для него не существует определенной формулы или заданных значений характеристик. Наряду с непосредственно добываемыми нефтепродуктами в бензин добавляются многочисленные присадки, которые в значительной степени определяют свойства конечного продукта. Для упрощения рассмотрим характеристики бензина АИ-92.

Давайте выясним, что означают цифры и буквы в марке бензина

Цифровое значение марки топлива указывает на его огнестойкость. Чем больше цифра, тем выше устойчивость топлива к самовозгоранию, т. е. способность загораться без наличия открытого пламени. Буквы «А» и «I» означают, что бензин автомобильный, а октановое число определяется в результате исследований. Что касается риска детонации, то об этом мы поговорим ниже.

Риск самопроизвольного воспламенения бензина

Опасность самовоспламенения бензина АИ-92 может быть серьезной и потенциально смертельной. Детонация сопровождается громкими звуками и потенциально разрушительными волнами, которые могут повредить защитную масляную пленку поршневых колец и цилиндров, что приведет к перегреву и образованию углеродистых отложений. Эти отложения могут нарушить работу двигателя и привести к выходу из строя его элементов.

Определение октанового числа

Октановое число бензина, получаемого из сырой нефти, обычно составляет 40–60 единиц и повышается за счет добавления определенных соединений, а также в результате процессов переработки нефти, повышающих долю разветвленных и циклических углеводородов в смеси. В результате этих процессов и определяется октановое число.

Два способа определения октанового числа

В настоящее время существуют два способа определения октанового числа, которые дают разную информацию для одного и того же образца: исследовательский (ГОСТ 8226) и моторный (ГОСТ 511/82). В первом случае в лаборатории противопоставляются 2 образца — эталонный и экспериментальный. При моторном подходе используется одноцилиндровый двигатель, что позволяет измерять степень сжатия по мере наступления событий.

Октановое число в России и США

В России эталонным является исследовательский метод определения октана. В США же усредняются значения двух методов.

Температура кипения бензина

Бензин, например АИ-92, состоит из множества фракций. Поэтому его температура кипения не может быть точно определена; легкие фракции кипят при 33°.

Различают стадии кипения бензина

В зависимости от объема перегонки производители могут определить несколько стадий кипения бензина. За начальной стадией кипения следуют 10%, 50% и 90%-ная точки сгорания и точка полного испарения топлива. Эти показатели влияют на работу двигателя. Легкие фракции определяют температуру, при которой первые 10% бензина начинают кипеть и гореть, а это влияет на пусковые качества двигателя. Чем ниже эта граница, тем проще запустить двигатель при более низких температурах. Соответственно, зимние сорта содержат больше легких фракций.

Кипящее топливо в жару: Проблема прошлого

Еще несколько десятилетий назад закипание топлива на жаре было частым явлением. Это приводило к образованию паровых пробок и прекращению работы двигателя, что заставляло нас ждать, пока оборудование остынет.

Фракция топлива, называемая рабочей, влияет на время прогрева и переход двигателя на различные режимы. Именно тяжелые фракции отвечают за 50–90% температуры кипения бензина. Чем ниже эта температура, тем лучше сгорает топливо в цилиндрах.

Если же температура кипения слишком высока, то часть бензина может оставаться на стенках камеры в виде конденсата, что приводит к образованию нагара и смыванию масляной пленки. Это приведет к сокращению срока службы деталей двигателя, а также к увеличению расхода топлива, что скажется на экономическом аспекте.

Согласно ГОСТу, оптимальная температура кипения тяжелых фракций должна составлять 180°С.

Различия между Gorenje и Flash AI-92

Системы Gorenje и Flash AI-92 имеют явные различия. Gorenje — это газовый прибор, работающий с помощью пилотного пламени и не использующий электричество, а Flash AI-92 — электрический прибор.

Для зажигания Flash AI-92 требуется открытое пламя, и оно происходит только при концентрации паров бензина в пределах 0,8–8% по объему. В то время как для Gorenje пламя не так сильно зависит от концентрации паров бензина, однако если концентрация слишком мала, то горючего вещества будет недостаточно для воспламенения. При слишком высокой концентрации не будет хватать кислорода для возникновения пламени.

Огонь не нужен

Не следует путать вспышку со спонтанным горением, поскольку для детонации не обязательно наличие пламени. Обычно температуру вспышки определяют с помощью лабораторной методики, при которой образец бензина помещают в емкость, расположенную над тиглем. Затем происходит постепенное нагревание, и при каждом повышении температуры на один градус над емкостью поджигается источник огня. Температура вспышки отмечается при появлении пламени.

Вопреки общепринятым представлениям

Температура горения такого топлива, как бензин, не является заранее заданной величиной, а представляет собой тепло, выделяемое им при горении. Тепло, выделяемое топливом, в значительной степени зависит от условий, в которых оно воспламеняется. Например, в двигателе уровень тепла может достигать 900–1100 °C. С другой стороны, при сгорании бензина вне двигателя температура может не превышать 900 °C. Скорость горения бензина также зависит от ситуации.

Октановое число и скорость горения топлива

Октановое число влияет не только на способность бензина к самовоспламенению, но и определяет скорость горения топлива Gorenje. Уменьшение скорости сгорания приводит к удлинению толчка поршней, а значит, к повышению КПД двигателя.

Вопросы длительного хранения

Что может произойти при длительном хранении бензина?

Долгосрочное хранение бензина: Обзор

Несмотря на то, что бензин является легковоспламеняющимся веществом, при хранении он больше подвержен порче, чем горению. Правда, несмотря на риск, бензин не так легко воспламеняется. Тем не менее, следует держать спички подальше от пролитого топлива. Более того, во время хранения компоненты, определяющие октановое число бензина, могут испаряться. Это не обязательно означает, что топливо потеряет свои основные свойства, но может ухудшить качество сгорания и, соответственно, работу двигателя.

Опасный бензин

При контакте с воздухом бензин имеет свойство окисляться. В результате после сгорания в камере и топливных каналах образуется смолоподобный осадок, который крайне вреден для двигателя. При хранении этот осадок загустевает и может забить фильтры топливной системы.

Оптимальные условия хранения

Лучшими емкостями для хранения бензина являются металлические (алюминиевые или стальные), а не пластиковые, поскольку пластик обладает низкой прочностью и плохой герметичностью. Кроме того, пластик неэффективно отводит статическое электричество, что может привести к искрению и возгоранию.

Меры безопасности

Герметичность при хранении бензина имеет первостепенное значение, поскольку неплотно закрытые емкости могут привести к испарению летучих элементов. Кроме того, бензин очень текуч и может просачиваться даже через мельчайшие трещины. Разлив бензина представляет собой большую опасность.

Минимизация воздействия воздуха

Необходимо обеспечить минимальное количество воздуха в контейнере из-за его подверженности окислению. Чтобы на стенках не образовывался конденсат, рекомендуется заполнять канистру на 95%. Это позволит избежать коррозии и разрушения канистры со временем.

Хранение в прохладном месте

При хранении бензина следует избегать высоких температур. Это связано не только с увеличением испарения, но и с ускорением процесса окисления под воздействием теплых температур. Для обеспечения оптимальных условий хранения лучше всего держать емкости в прохладных помещениях с температурой не выше 15°С.

Хранение бензина и пожарная опасность

Вопреки общепринятым представлениям, освещение не оказывает прямого влияния на хранение бензина. Запрет на размещение емкостей под прямыми солнечными лучами объясняется тем, что под их воздействием топливо нагревается и испаряется.

Пожароопасность

Поскольку самовоспламенение бензина при нормальном давлении происходит при температуре выше 255°С, при хранении топлива необходимо соблюдать осторожность, чтобы избежать контакта с открытым пламенем и тем самым предотвратить возможность взрыва. Во избежание пожара не рекомендуется использовать емкости, способные генерировать статическое электричество. Кроме того, необходимо обращать внимание на герметичность контейнеров. Несмотря на то, что для возникновения пожара трудно достичь необходимой концентрации паров, это не означает, что бензин не может загореться.