Температура горения, вспышки и кипения бензина

Бензин имеет сложную структуру, поэтому для его описания не может быть использована единая формула. Поскольку он представляет собой смесь нефтяных производных и присадок, свойства конечного продукта могут варьироваться. Для упрощения рассмотрим бензин АИ-92, один из самых популярных видов.

Понимание брендинга бензина

Цифровое значение марки бензина связано со степенью его огнестойкости. Чем выше номер, тем выше его устойчивость к самовоспламенению или возгоранию без открытого пламени. О детонационной опасности мы поговорим в дальнейшем, а пока сосредоточимся на марке. Буквы «А» и «I» означают, что это автомобильный бензин, октановое число которого определяется в результате исследований.

Опасности самовозгорания бензина

Детонация бензина может стать разрушительным событием. Помимо неприятного звука столкновения волн высокого давления в цилиндрах, самовоспламенение бензина АИ-92 имеет гораздо более разрушительные последствия. Ударные волны от детонации могут разрушить масляную пленку, защищающую поршневые кольца и цилиндры от износа, а двигатель — от перегрева. Также в результате детонации в камере сгорания могут образовываться углеродистые отложения, что приводит к сбоям в работе и выходу из строя деталей двигателя.

Октановое число: От каких факторов оно зависит?

Октановое число — это показатель устойчивости к детонации бензина, полученного из нефти. Обычно оно колеблется в пределах 40–60 единиц. Для повышения октанового числа в бензин добавляют различные присадки, а также проводят определенные процессы нефтепереработки, увеличивающие долю разветвленных и циклических углеводородов в бензине. Это позволяет повысить октановое число.

Сравнение октановых чисел

В настоящее время для расчета октанового числа могут использоваться два различных метода, дающих разные результаты для одного и того же образца. Первый — исследовательский, изложенный в ГОСТ 8226, при котором в лаборатории сравниваются два образца — экспериментальный и эталонный. Второй метод, соответствующий ГОСТ 511/82, предполагает использование одноцилиндрового двигателя, позволяющего измерять степень сжатия в режиме реального времени.

Российская система как эталон

В России за эталон принят исследовательский метод расчета октанового числа. В США, наоборот, предпочтение отдается среднему значению из двух различных подходов.

Температура кипения

Поскольку АИ-92, как и другие сорта бензина, состоит из различных компонентов, то единой цифры для его температуры кипения не существует. Легкие фракции этого вещества начинают кипеть при 33°.

Уточненный текст

Производители классифицируют кипение бензина по нескольким точкам в зависимости от объема перегонки. Начиная с начала кипения, они отслеживают момент испарения 10%, 50%, 90% и точку полного сгорания. Эти значения в значительной степени влияют на работу двигателя. Легкие фракции отвечают за температуру, при которой первые 10% топлива начинают кипеть и гореть, что, соответственно, влияет на пусковые способности двигателя. Чем ниже эта граница, тем легче запустить двигатель в холодную погоду, поэтому зимние варианты отличаются большим количеством легких фракций.

Кипение топлива и его последствия

Еще несколько десятилетий назад закипание топлива в жару было частым явлением. В результате такого кипения образовывались паровые пробки, которые приводили к остановке двигателя до его остывания.

Рабочая фракция

Около 50% объема топлива называется рабочей фракцией. Она влияет на время прогрева двигателя и переход на различные режимы работы. Тяжелые фракции отвечают за температуру кипения 50–90% бензина. Чем ниже температура, тем более равномерно и полно сгорает топливо в цилиндрах.

Негативные последствия высоких температур кипения

При слишком высокой температуре кипения часть бензина может оседать на стенках камеры в виде конденсата и образовывать углеродистые отложения, которые смывают масляную пленку. Это пагубно влияет на детали двигателя, увеличивая их износ. Кроме того, значительно увеличивается расход топлива, что приводит к снижению экономических показателей.

Стандарт ГОСТ

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

Gorenje против Flash AI-92

Gorenje — это тип пожара, который разгорается от открытого пламени. С другой стороны, Flash AI-92 — это тип горения, который возникает при достижении концентрации паров бензина в диапазоне 0,8–8% по объему.

Важно отметить, что горит именно паровоздушная смесь. Таким образом, если концентрация бензина в воздухе слишком мала, то воспламенения не произойдет из-за отсутствия горючего материала. Напротив, если концентрация превышает пороговое значение, то кислорода будет недостаточно для воспламенения.

Определение температуры вспышки

Не следует отходить от понятия вспышки и самовоспламенения — для последнего не требуется горения. Обычно температуру вспышки устанавливают с помощью лабораторных испытаний, в ходе которых бензин наливают в емкость, расположенную выше тигля. Затем его начинают нагревать. Каждый раз, когда температура поднимается на один градус Цельсия выше емкости, включается источник огня. Температура вспышки фиксируется в момент появления пламени.

Вопреки общему предположению

Температура нагрева бензина зависит от температуры, возникающей при сгорании, а также от условий, в которых происходит горение топлива. В двигателе температура может достигать 900–1100°C, в то время как на открытом воздухе она не превышает 900°C. Скорость сгорания бензина также зависит от условий окружающей среды.

Октановое число

Октановое число влияет не только на склонность бензина к самовозгоранию, но и на скорость горения топлива Gorenje. Чем медленнее скорость воспламенения, тем дольше толкается поршень, что, в свою очередь, повышает КПД.

Меры предосторожности при хранении топлива

Что же происходит при длительном хранении топлива?

Риск воспламенения невелик

Несмотря на свою горючесть, бензин при хранении скорее ухудшает свое качество, чем воспламеняется. Для детонации бензина требуется не только искра, если только вы не играете со спичками рядом с пролитым топливом. Более того, со временем октаносодержащие компоненты бензина испаряются, что не влияет на его основные свойства, но может сказаться на качестве сгорания и работе двигателя.

Хранение бензина

Взаимодействуя с воздухом, бензин может окисляться, что приводит к образованию смолистого осадка в камере и топливных каналах после сгорания. При длительном хранении некоторые фракции могут выпадать в осадок, засоряя фильтры топливной системы.

В чем хранить?

Наиболее предпочтительными для хранения бензина являются металлические (алюминиевые или стальные) емкости. Пластиковые емкости менее предпочтительны, так как они слабее и менее надежны. Кроме того, статическое электричество может вызвать пожар. Ключевое значение имеет герметичность, поскольку неплотно закрытые емкости могут привести к испарению компонентов. Кроме того, из-за высокой текучести бензина он может просачиваться даже через самые мелкие трещины, что может привести к опасным разливам.

Условия хранения бензина

Вследствие окисления необходимо максимально ограничить количество воздуха в емкости. Так, рекомендуется заполнять канистру на 95%. Это также будет препятствовать образованию конденсата на стенках, который приводит к коррозии и в конечном итоге разрушает емкость.

Температура

Высокие температуры не подходят для бензина. Во-первых, это увеличивает испаряемость топлива. Во-вторых, при высоких температурах интенсивнее происходит окисление бензина. Поэтому лучше всего хранить емкости в прохладных помещениях с температурой не выше 15°C.

Освещение

Вопреки предположениям многих, солнечный свет не оказывает прямого влияния на сохранение бензина. Запрет на нахождение баков под прямыми солнечными лучами связан лишь с тем, что это приводит к перегреву и испарению топлива.

Пожароопасность

Учитывая, что температура самовоспламенения бензина при нормальном давлении составляет 255°C, при хранении топлива рекомендуется остерегаться контакта с открытым пламенем или внезапных детонаций. Во избежание возгорания нельзя использовать для хранения емкости, в которых накапливается статическое электричество. Кроме того, необходимо обращать внимание на герметичность емкостей. Несмотря на то что в обычных условиях создать необходимую для вспышки концентрацию паров сложно, это не означает, что сам бензин не может быть подожжен.