Punto di ebollizione, combustione e infiammabilità della benzina
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Cos'è la benzina?
Questo punto viene prima perché è essenziale per comprendere il problema. Guardando avanti, diciamo questo: non troverai mai la formula chimica della benzina. Come, ad esempio, puoi facilmente trovare la formula del metano o un altro prodotto petrolifero monocomponente. Qualsiasi fonte che ti mostrerà la formula della benzina per motori (non importa se è AI-76 che è uscita dalla circolazione o AI-95, che è la più comune ora), è chiaramente sbagliata.
Il fatto è che la benzina è un liquido multicomponente, in cui sono presenti almeno una dozzina di sostanze diverse e ancor più dei loro derivati. E questa è solo la base. L'elenco degli additivi utilizzati nelle varie benzine, a diversi intervalli e per varie condizioni operative, occupa un impressionante elenco di diverse decine di posizioni. Pertanto, è impossibile esprimere la composizione della benzina con un'unica formula chimica.
Una breve definizione di benzina può essere data come segue: una miscela infiammabile costituita da frazioni leggere di vari idrocarburi.
Temperatura di evaporazione della benzina
La temperatura di evaporazione è la soglia termica alla quale inizia la miscelazione spontanea della benzina con l'aria. Questo valore non può essere determinato in modo univoco da una cifra, poiché dipende da un gran numero di fattori:
- la composizione di base e il pacchetto di additivi è il fattore più significativo che si regola in fase di produzione in funzione delle condizioni di funzionamento del motore a combustione interna (clima, sistema di alimentazione, rapporto di compressione nei cilindri, ecc.);
- pressione atmosferica - all'aumentare della pressione, la temperatura di evaporazione diminuisce leggermente;
- modo di studiare questo valore.
Per la benzina, la temperatura di evaporazione gioca un ruolo speciale. Dopotutto, è sul principio dell'evaporazione che si basa il lavoro dei sistemi di alimentazione del carburatore. Se la benzina smette di evaporare, non sarà in grado di mescolarsi con l'aria ed entrare nella camera di combustione. Nelle auto moderne con iniezione diretta, questa caratteristica è diventata meno rilevante. Tuttavia, dopo l'iniezione di carburante nel cilindro da parte dell'iniettore, è la volatilità che determina quanto velocemente e in modo uniforme la nebbia di piccole goccioline si mescola con l'aria. E da questo dipende l'efficienza del motore (potenza e consumo specifico di carburante).
La temperatura media di evaporazione della benzina è compresa tra 40 e 50°C. Nelle regioni meridionali, questo valore è spesso più elevato. Non è controllato artificialmente, perché non ce n'è bisogno. Per le regioni settentrionali, invece, è sottovalutato. Questo di solito non avviene attraverso additivi, ma attraverso la formazione di benzina base dalle frazioni più leggere e volatili.
Punto di ebollizione della benzina
Anche il punto di ebollizione della benzina è un valore interessante. Oggi, pochi giovani guidatori sanno che una volta, in un clima caldo, la benzina in ebollizione in una linea del carburante o nel carburatore poteva immobilizzare un'auto. Questo fenomeno ha semplicemente creato ingorghi nel sistema. Le frazioni leggere si sono surriscaldate e hanno cominciato a separarsi da quelle più pesanti sotto forma di bolle di gas combustibile. L'auto si è raffreddata, i gas sono tornati allo stato liquido ed è stato possibile continuare il viaggio.
Сoggi la benzina venduta alle stazioni di servizio bollirà (con evidente gorgogliamento con rilascio di gas) a circa +80°C con una differenza di +-30%, a seconda della composizione specifica di un determinato carburante.
Punto di infiammabilità della benzina
Il punto di infiammabilità della benzina è una tale soglia termica alla quale frazioni di benzina più leggere e liberamente separate si accendono da una sorgente di fiamma aperta quando questa si trova direttamente sopra il campione di prova.
In pratica, il punto di infiammabilità è determinato dal metodo di riscaldamento a crogiolo aperto.
Il carburante di prova viene versato in un piccolo contenitore aperto. Quindi si scalda lentamente senza coinvolgere una fiamma libera (ad esempio su un fornello elettrico). Parallelamente, la temperatura viene monitorata in tempo reale. Ogni volta che la temperatura della benzina aumenta di 1°C ad una piccola altezza sopra la sua superficie (in modo che una fiamma libera non venga a contatto con la benzina), si realizza una sorgente di fiamma. Nel momento in cui appare il fuoco, e fissa il punto di infiammabilità.
In poche parole, il punto di infiammabilità segna la soglia alla quale la concentrazione di benzina che evapora liberamente nell'aria raggiunge un valore sufficiente per accendersi se esposta a un fuoco aperto.
Temperatura di combustione della benzina
Questo parametro determina la temperatura massima creata dalla combustione della benzina. E anche qui non troverai informazioni univoche che rispondono a questa domanda con un numero.
Stranamente, ma è per la temperatura di combustione che il ruolo principale è giocato dalle condizioni del processo e non dalla composizione del carburante. Se guardi il potere calorifico di varie benzine, non vedrai la differenza tra AI-92 e AI-100. Infatti il numero di ottano determina solo la resistenza del carburante alla comparsa di processi di detonazione. E la qualità del combustibile stesso, e ancor di più la temperatura della sua combustione, non influisce in alcun modo. A proposito, spesso le benzine semplici, come AI-76 e AI-80, che sono uscite dalla circolazione, sono più pulite e sicure per l'uomo rispetto alla stessa AI-98 modificata con un impressionante pacchetto di additivi.
Nel motore, la temperatura di combustione della benzina è compresa tra 900 e 1100°C. Questo è in media, con la proporzione di aria e carburante vicino al rapporto stechiometrico. La temperatura di combustione effettiva può diminuire (ad esempio, l'attivazione della valvola USR riduce in qualche modo il carico termico sui cilindri) o aumentare in determinate condizioni.
Anche la temperatura di combustione è notevolmente influenzata dal grado di compressione. Più è alto, più è caldo nei cilindri.
La benzina a fiamma libera brucia a temperature più basse. Circa, intorno agli 800-900 °C.
