Mezcla estequiometrica diésel
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COMBUSTIBLES
- FUEL Oíl
- GAS Oíl COMBUSTIBLE
- NAFTA
- ALCOHOLES
- BENSOL CARBURANTE + Volátil
Clasificación
Respecto a la volatilidad:
- Combustible se utilizan en los motores diésel
- Carburante vaporizan con el aire antes de entrar a los cilindros
Según el estado físico:
- Solido
- Liquido
- Gaseoso
Las nafas al igual que el gas oíl y el petróleo pesado surgen de la destilación del petróleo crudo. El benzol es un subproducto del carbón obtenido en la transformación de este en coque y su principal componente es el benceno. Tiene un buen poder antidetonante pero un poder calorífico bajo
Los alcoholes tienen una comp. Similar a los de los hidrocarburos pero tienen en sus moléculas átomos de oxígeno. Tienen bajo poder calorífico y se los suele mezclar con naftas. Los combustibles gaseosos pueden obtenerse en la destilación para la obtención de nafta o gas permanente que se obtienen naturalmente por las emanaciones gaseosas del suelo.
COMPONENTES DE LOS COMBUSTIBLES DERIVADOS DEL Petróleo
El petróleo crudo es una mezcla de un gran número de hidrocarburos compuestos de carbono e hidrógeno con cierto porcentaje de azufre, oxigeno, nitrógeno e impurezas. Los hidrocarburos se diferencian por el número y disposición de átomos en la molécula y se clasifican en:
- SERIE PARAFINICA
CN H2N+2
CARBONO Hidrógeno
- SERIE ISOPARAFINICA
CN H2N+2
Estas son de cadenas no ramificadas denominadas HIDROCARBUROS SATURADOS
En el caso de tener cadena ramificada como el isooctano, se denomina ISOPARAFINICA. Tienen un poder mejor al de las parafinitas
- SERIE DEFINICA
Similares a las de serie PARAFINICA pero no están saturadas porque contienen átomos de carbono unidos por doble enlace, por eso son menos estable
- SERIE NAFTENICA
Las moléculas de esta son de cadenas cerradas, por lo que son saturadas y tienden a ser muy estables
- SERIE Aromática
Estas son de cadena cerrada y no saturadas, pero es más estable que los otros hidrocarburos de series no saturadas
La composición de petróleo crudo varía según el lugar de extracción
Producción Y Refinación DEL Petróleo CRUDEO
CRACKING:
es un proceso de alta pr y temp con pequeñas cantidades de vapor de agua que ayudan a la destilación- TOPPING:
se realiza a baja pr y temp utilizando grandes cantidades de vapor de agua.
El primer proceso se utiliza cuando no interesa la producción de aceite lubricantes auque se puede obtener esto con los residuos del cracking
Derivados obtenidos del petróleo:
- Nafta
- Kerosene
- Gasoil
- Aceites lubricantes
- Asfalto
- Resinas
Combustión EN LOS CARBURANTES
Combustión NORMAL:
En un motor naftero, la chispa salta cuando la mezcla aire- carburante se encuentra comprimida en la CC. Alrededor de la chispa se forma un foco inicial de la mezcla propagándose a toda la CC en forma de un frente de llama que avanza a gran vel- AUTOENCENDIDO
: Combustión que se inicia con la inflamación de la mezcla producto de algún pto. Caliente en la CC. Posteriormente salta la chispa producíéndose otro frente de llama - DETONANCIA:
Producido por la combustión instantánea de la mezcla. Se inicia con el salto de la chispa, sigue con el frente de llama avanzando, pero una porción de la mezcla sin quemar explota violentamente debido a la pr que ejercen los gases quemados. Esta explosión violenta origina una pr precursora en la cabeza del pistón y la combustión se completa anticipadamente. El pistón y demás partes quedan sometidos a esf que pueden dañarlo
PODER ANTIDETONANTE DE LOS CARBURANTES
La calidad de un carburante depende del octanaje (poder antidetonante). El nro. De octanos se obtiene comparándolo con un combustible de resistencia formado de isooctano y heptano.
Al ISOCTANO se le asigna octanos=100 y al EPTANO de bajo poder antidetonante octanos=0
Estos mezclados, permiten obtener octanaje de 0 a 100. La medición se hace en motores de prueba con rel de compresión variable en funcionamiento. Para este , se establecen parámetros como:
- RPM
- Temp. Mezcla
La intensidad de la detonancia se mide con un dispositivo eléctrico en sucesivas pruebas se determina que para una misma rel de comp. Tenga la misma detinencia que el carburante de ensayo.
El % de isooctano en esta mezcla representa el n de octanos en el ensayo:
A MAS OCTANAJE, MAS CAPACIDAD DE RESISTENCIA a la detonación y mas alta va ser la rel de compresión.
ADITIVOS ANTIDETONANTES
REFORMING
: Se utiliza para modificar la molécula de cadena lineal a ramificada o cíclica. Este, se realiza con presencia de un catalizador-
-- REFORMING Catalítico.Alquilación
: proceso químico por el cual se une un hidrocarburo de cadena ramificada al enlace doble de un hidrocarburo de la serie definica.ISOMERIZACION:
utilizado en los hidrocarburos de la serie parafinita pasándolas de cadena lineal a cadena ramificada. Para facilitar vel proceso, se utiliza un catalizador de platino.
FACILIDAD DE Ignición DE LOS COMBUSTIBLES
En los motores diésel, desde que el combustible se inyecta en la CC hasta que se enciende, transcurre un cierto tiempo—RETRASO AL ENCENDIDO.
A Mas retraso, mas cant de comb almacena cenada en la CC.
Un COMBUSTIBLE es MEJOR, a MENOR RETRASO. La facilidad de ignición viene dada por el n de CETANOS.
CETANO; hidrocarburo de la serie parafinita con facilidad de ignición. Debido a esto, cetano= 100 octano, y alfametil naftaleno =0. Se hace un ensayo similar al de los carburantes.
CATALIZADOR
Sirve para el control y reducción de los gases nocivos expulsados por el motor.
GASES QUE EXPULSA:
NOCIVOS:
- Hidrocarburo sin quemar
- Monóxido de carbono
- Óxidos de nitrógenos
NO NOCIVOS:
- Nitrógeno
- Vapor de agua
- Anhídrido carbónico
Composición
Consta de una malla cerámica de canales longitudinales revestidos con platino, paladio, rodio. Se sitúa antes del silenciador.
Los gases nocivos dependen del factor lambda:
Lambda( λ)
- Si λ <1 pueden="" aparecer="" hidrocarburos="" sin="">1>
- Si λ >1 se generan óxidos de nitrógeno.
Para que esto no suceda, el motor debería quemar = rel estequiometria
.
Debido a la imposibilidad de mantener constante esta relación, se utilizan catalizadores que reducen un 75%.
FUNCIONAMIENTO DEL CATALIZADOR EN CICLO CERRADO
La eficiencia del catalizador depende del buen funcionamiento de la sonda Lambda(λ). Se produce la combustión en el cilindro y se generan gases. Estos gases están en contacto con la sonda Lambda(λ), esta detecta la cant. De oxigeno residual emitiendo una señal alta o baja según el factor (λ). Esta es usada por el sistema de inyección para corregir el tiempo de inyección almacenado en la ECU. Así (λ) siempre varia y se mantiene cerca de 1.
TIPOS DE CATALIZADORES
Doble vía:
usado en motores diésel.- Oxidación de monóxido de carbono a dióxido de carbono.
- Oxidación de hidrocarburos no quemados a dióxido de carbono y vapor de agua.
Triple vía:
utilizado en motores nafteros.- Las mencionadas anteriormente.
- Reducción de los óxidos de nitrógeno en nitrógeno y oxígeno.
Carburación
Existe una relación de mezcla aire/combustible para la cual la combustión es completa (Relación estequiometrica . Esta se altera debido a los cambios de régimen de funcionamiento. El carburador pulveriza el combustible para una mezcla más íntima con el aire y dosifica la mezcla para distintos regíMenes.
CARBURADOR ELEMENTAL
Cuando la válvula está totalmente cerrada, no permite el paso de aire. A medida que se va abriendo, el aire comienza circular libremente. En el estrechamiento llamado difusor o Venturi, la corriente de aire experimenta un aumento de velocidad creando en esta zona una fuerte depresión que produce la aspiración del combustible del surtidor. El combustible se derrama, se pulveriza y posteriormente se evapora en la corriente de aire para generar una mezcla homogénea. Mientras mayor cantidad de aire, mayor depresión y mayor cantidad de combustible aspirado (La cantidad de combustible depende de la cantidad de aire que atraviesa el difusor y a su vez depende del régimen de giro y posición de mariposa. El combustible llega a su interior atraves de un orificio calibrado que regula el suministro en función de la cantidad de aire.
REQUERIMIENTO DE MEZCLA DE MOTOR NAFTA
El carburador debe variar el tipo de mezcla de acuerdo a las mismas
Corrección Automática DE LA RIQUEZA
Un carburador elemental no es capaz de variar la relación de mezcla según el régimen. Para ello, se utilizan compensadores.
Tubo emulsionado:
Provisto de orificios laterales. Se ubica dentro del surtidor principal. El combustible llega a través del calibre y alcanza el nivel impuesto en la Cuba quedando los orificios del tubo tapados. Pará una Depresión NORMAL—NIVEL SE MANTIENE CTE. Ya que el comb aportado por el calibre=salida de surtidor. A MAYOR Depresión—DISMINUYE NIVEL DE COMBUSTIBLE , ya que entra aire y va descubriendo los orificios del tubo emulsionado , empobreciendo la mezcla. Si DISMINUYE Depresión--- AUMENTA NIVEL DEL SURTIDOR, eliminando acción empobrecedora.
BOMBA DE Aceleración
Son bombas de pistón y actúan a partir de cierto punto de abertura de la válvula mariposa, el pistón hace presión sobre el combustible y fuerza a la apertura de una válvula que permite el ingreso extra de combustible en la admisión. Este bomba surgíó debido a que el suministro de una mezcla más rica no se logra instantáneamente.
DISPOSITIVO DE ARRANQUE EN FRIO (CEBADOR)
En el arranque del motor, sus componentes están fríos por lo cual los vapores de combustible tienden a condensar en las paredes del conducto de admisión. Para compensar esto, debe suministrarse una mezcla más rica. Para ello se utiliza un mecanismo de estrangulación en la entrada de aire utilizando una válvula mariposa. Al accionar la misma (manual o automático), la depresión de los cilindros se manifiesta íntegramente sobre el surtidor principal del cual sale una cantidad importante de combustible que se mezcla con una pequeña de aire y por lo tanto se logra una mezcla muy rica