Chociaż tylko rafineria zna dokładny skład twojej benzyny, możesz określić przybliżoną temperaturę zamarzania na podstawie ogólnego składu wybranego paliwa. Oprócz wyboru zwykłego, bezołowiowego, premium lub diesla, skład może się również różnić w zależności od regionu i pory roku.
W jakiej temperaturze benzyna zamarza? Benzyna zamarza w temperaturach od -40 ° F do -200 ° F (-40 ° C do -129 ° C). Dokładna temperatura zależy od jego liczby oktanowej, od tego, czy zawiera etanol i jakie węglowodory są w paliwie. Po zamrożeniu benzyna zamienia się bardziej w substancję żelopodobną niż blok lodu.
Punkt zamarzania węglowodorów
Benzyna zawiera różne węglowodory, takie jak oktan, heptan i heksan, które zamarzają w niższych temperaturach niż inne pierwiastki. Temperatura zamarzania oktanu wynosi -70 ° F (57 ° C), podczas gdy heptanu wynosi -130 ° F (-90 ° C), a heksan zamarza gdzieś od -141 ° F do -137 ° F (-96 ° C do -94 ° C). Węglowodory pentan (-202 ° F / -130 ° C) i butan (-220 do -209 ° F lub -140 do -134 ° C) mają bardzo niskie temperatury zamarzania i są stosowane jako dodatki na obszarach o chłodniejszym klimacie (Santner , Z., 2019).
Cięższe węglowodory zestalają się szybciej niż węglowodory aromatyczne. Cięższe, grubsze węglowodory, takie jak parafina lub alkan w oleju napędowym, zamieniają się w ciało stałe w temperaturach atmosferycznych. Niektóre aromaty wymagają temperatur od -129 ° C do -184 ° C (-200 ° F do -300 ° F) do zestalenia (faqs.org, 2004).
Zamarzanie zwykle wiąże się ze zmianą struktury, w której cząsteczki tworzą uporządkowane kryształy. Cząsteczki benzyny po prostu zwalniają w niskich temperaturach i pozostają nieuporządkowane i bardziej przypominają żel. Jednak przy dostatecznie powolnym chłodzeniu tworzą się kryształy węglowodorów (Ask the Van, 2007).
Liczba oktanowa
Izooktan jest podstawą dla liczby oktanowej benzyny przy 100, podczas gdy n- heptan oznacza punkt zerowy oktanu. Temperatura krzepnięcia izooktanu wynosi -161,28 ° F (-107,38 ° C), podczas gdy n-heptan wynosi -131 ° F (-91 ° C). Są to izomery prostego oktanu (n-oktanu), który ma ujemną liczbę oktanową -18,5 i temperaturę zamarzania -70 ° F (-57 ° C). Czysta, wysokooktanowa benzyna będzie miała bardzo niską temperaturę krzepnięcia. Ponownie, różne dodatki mogą powodować zamarzanie powyżej tych temperatur.
Najpopularniejsze liczby oktanowe to od 85 do 93, reprezentujące indeks Anti-Knock dla paliwa. Stanowi to odniesienie do pomiaru ciśnienia i ciepła potrzebnego do spalenia paliwa. Ponownie, zmienność liczby oktanowej jest spowodowana dodatkami do paliwa stosowanymi w celu zmniejszenia ryzyka przed detonacją lub stukaniem oraz uniknięcia uszkodzenia silnika (Santner, 2019).
Zalecana ocena dla większości pojazdów to 87 oktanów. Wystąpienie detonacji wstępnej 87-oktanowego gazu jest bardziej prawdopodobne niż 91-oktanowego, ponieważ zapala się on w niższej temperaturze (Joan, 2012).
Zwykła i bezołowiowa benzyna ma niższy poziom oktanowy (85-87) niż premium (91). Pozostałe pierwiastki zawarte w paliwie pomagają oczyścić silnik lub zapobiegają stukaniu / detonacji wstępnej (Advanced Technology Institute, 2017; Santner, Z., 2019).
Temperatura krzepnięcia benzyny bezołowiowej
Gaz bezołowiowy zawiera aromatyczne dodatki węglowodorowe, takie jak benzen, toluen, ksylen i naftalen. Zestalą się one w temperaturze 41,95 ° F (5,53 ° C), -139 ° F (-95 ° C), -53,3 ° F do 55 ° F (-47,4 ° C do 13 ° C) i 172,8 ° F (78,2 ° F) C) odpowiednio. Szybkie porównanie pokazuje, że toluen ma najniższą temperaturę zamarzania lub topnienia, podczas gdy naftalen ma najwyższą; w związku z tym wysoki poziom toluenu obniży temperaturę zamarzania benzyny.
Pomimo przekonania, że rząd federalny zakazuje ołowiu w benzynie samochodowej, benzyna bezołowiowa nadal zawiera śladowe ilości ołowiu. Rozporządzenie zapobiega celowemu dodawaniu ołowiu, ale zezwala na to, aby benzyna bezołowiowa w pojazdach silnikowych zawierała nawet 0,05 grama na galon. Ołów tetraetylowy był dodatkiem przeciwstukowym stosowanym w benzynie ołowiowej, ale benzyna bezołowiowa przechodzi proces rafinacji, który minimalizuje potrzebę stosowania dodatków przeciwstukowych (Cabrera, 2017). Małe ilości ołowiu będą miały minimalny wpływ na temperaturę zamarzania, z wyjątkiem nieznacznego wzrostu.
Punkt zamarzania benzyny
Benzyna jest odpowiednikiem amerykańskiej benzyny w Wielkiej Brytanii i krajach Wspólnoty Brytyjskiej. Jako taka ma takie same właściwości i temperaturę krzepnięcia jak benzyna. W Wielkiej Brytanii zwykła benzyna jest sprzedawana w USA z liczbą oktanową tak wysoką lub wyższą niż klasa średnia (95 RON lub AKI 90). Zamiast liczby oktanowej ocenianej według wskaźnika Anti-Kock (AKI), jest on oceniany za pomocą współczynnika kompresji zwanego badawczym numerem operacyjnym (RON). Dzięki wyższej zawartości oktanowej benzyny prawie niemożliwe jest zamarznięcie podczas najcięższych zim w Wielkiej Brytanii.
Punkt zamarzania czystej benzyny
Niektóre stacje benzynowe reklamują sprzedaż „oleju bez etanolu”, zwanego również „czystym olejem”. Trwa debata na temat tego, czy najlepszy jest gaz składający się w 100% z etanolu, 100% benzyny lub jakiejś mieszanki (Regoli, 2016).
Zalety gazu bez etanolu to:
- Poprawa przebiegu
- Mniejsze uszkodzenia silnika
- Mniejsze uzależnienie od upraw etanolu
Wady:
- Bardziej szkodliwe emisje
- Większe uzależnienie od oleju w innych krajach
- Nie jest to idealne rozwiązanie dla silników o wysokim stopniu sprężania
Odniesienie do „czystej” benzyny nie mówi wiele poza faktem, że nie zawiera ona etanolu. Ponieważ nie zawiera ona etanolu, temperatura zamarzania czystej benzyny będzie wyższa niż w przypadku mieszanki etanolu. Aby zyskać lepiej poznać temperaturę zamarzania czystej benzyny, warto znać jej liczbę oktanową i wszelkie dodatki do paliwa.
Punkt zamarzania benzyny z etanolem
Etanol produkowany z biomasy jest preferowany jako paliwo alternatywne do silników benzynowych ze względu na jego wysoką liczbę oktanową i niższe emisje (Bahattin Celik, 2008) . Różne rodzaje alkoholu mogą zwiększyć liczbę oktanową. Etanol ma bardzo niską średnią temperaturę krzepnięcia około -173,45 ° F (-114,14 ° C). Dostępne są różne mieszanki benzyny i etanolu, takie jak E10, E25, 350 i E100 reprezentujące procent etanolu (Bahattin Celik, 2008).
Alkohol metylowy lub metanol (-143,7 ° F lub -97,6 ° C) to kolejna forma dodatku do alkoholu, powszechnie stosowana w celu zapobiegania zamarzaniu gazu w bardzo niskich temperaturach. Alkohol izopropylowy (-128 ° F lub -89 ° C) jest również odpowiednim dodatkiem. Jedną z wad etanolu jest to, że może zatkać gaźnik (Cannon, 2019).
Ze względu na to, że jest higroskopijny, etanol przyciąga wodę w paliwie i zapobiega opadom i tworzeniu się lodu poniżej 32 ° F. Mimo to etanol nie miesza się z wodą, ale z benzyną. Zamiast łączyć się, cząsteczki etanolu wypełniają przestrzenie między większymi cząsteczkami wody. Woda opadnie na dno zbiornika gazu, a część etanolu nadal będzie w nim uwięziona.
Jeśli do benzyny zawierającej wodę i etanol zostanie wprowadzony tlen, skończy się to rdzewieniem. Innym skutkiem zasysania wody przez etanol do zbiornika jest to, że pompa paliwa będzie pobierać wodę z dna zbiornika paliwa do silnika. W rezultacie silnik gaśnie, więc wyschnięcie kosztuje sporo grosza. Zwykłą poprawką do przechowywania paliwa etanolowego jest dodanie stabilizatora o wysokim stężeniu izopropanolu. Tworzy azeotropową mieszaninę z wodą. Gdy izopropanol wyparowuje, woda idzie z nim (KeithS, 2013).
Jak chronić benzynę przed zamarzaniem
Ponieważ benzyna zamarza w temperaturze od -40 ° F do -58 ° F w temperaturze najbardziej, generalnie to nie benzyna w pojeździe zamarza. Woda zamarza w temperaturze zaledwie 32 ° F, a para wodna w układzie lub przewodzie paliwowym jest bardziej podatna na zamarzanie (Cannon, 2019).
Upewnij się, że przewód paliwowy nie ma wycieków, ponieważ pusta przestrzeń w przewodach może spowodować kondensację. Utrzymuj zbiornik możliwie pełny, aby zmniejszyć ryzyko kondensacji i utrzymać wyższą ogólną temperaturę w zbiorniku (Cannon, 2019). Obróbka zwana suchym gazem zatrzyma wodę w paliwie, aby mogła się spalić.
Jeśli twoje przewody są już zamarznięte, najlepszym rozwiązaniem jest ciepły garaż. Pamiętaj, aby trzymać butle z gazem z dala od bezpośredniego narażenia na jakiekolwiek główne źródło ciepła. Możesz także kupić środki przeciw zamarzaniu przewodów paliwowych, które działają w ciągu kilku godzin (Cannon, 2019).
Czy gaz może zostać zamrożony i użyty później?
W ekstremalnych temperaturach dochodzi do koagulacji i krystalizacji niektórych pierwiastków w benzynie. Kiedy się topi, jest ponownie użyteczny, ale zamarzanie może spowodować trwałą zmianę chemiczną benzyny. Zamiast bryły lodu, po zamarznięciu gaz zamienia się w żelopodobną substancję (Cannon, 2019).
Nie używaj benzyny, aż trochę się nagrzeje. Jeśli znajduje się w pojemniku, rozmrozić gaz, umieszczając puszkę w zamkniętym miejscu, które pozwoli jej osiągnąć temperaturę powyżej -45 ° F (-43 ° C), ale tam, gdzie nie będą miały wpływu żadne opary, takie jak piwnica lub garaż. Użyj szczelnego pojemnika, aby zapobiec rozprzestrzenianiu się takich niebezpiecznych oparów (Cannon, 2019).
Punkt zamarzania oleju napędowego
Ze względu na obecność alkanów lub parafiny w oleju napędowym paliwo jest ma tendencję do żelowania lub woskowania w zimne dni. Alkan to nasycony węglowodór, a heksadekan lub cetan to bardzo lepki alkan stosowany w oleju napędowym. Zamiast poziomu oktanowego, olej napędowy jest mierzony na podstawie poziomu cetanu. Poniżej punktu mętnienia w paliwie w chłodniejszej temperaturze zaczynają tworzyć się cząsteczki stałego wosku.
Nagromadzenie się wosku w paliwie w końcu zatka filtry i wtryskiwacze. CFPP (temperatura zatykania zimnego filtra) jest miarą określania natężenia przepływu oleju napędowego przez urządzenie systemu filtrującego. Uwzględnia to czas i temperaturę. Letni olej napędowy może mieć CFFP od 23 ° F do 19 ° F (-7 ° C do -5 ° C), podczas gdy zimowy olej napędowy może mieć CFFP od 5 ° F (-15 ° C). Większość pojazdów z silnikiem Diesla ma podgrzewane filtry, które pozwalają pojazdowi działać w jeszcze chłodniejszych warunkach (Zimowy olej napędowy, 2019). Podgrzewacz bloku silnika służy do utrzymywania temperatury akumulatora i zapobiegania gęstnieniu oleju.
Temperatura zapłonu benzyny
Temperatura zapłonu benzyny to temperatura, w której zapalają się opary. Można to również zdefiniować jako najniższą temperaturę niezbędną do utworzenia przez płyn stężenia gazu, który jest palny. W przypadku benzyny temperatura zapłonu wynosi -45 ° F (-43 ° C) (Ukropina, 2014).
Najniższa temperatura powodująca spalanie oparów benzyny po usunięciu źródła zapłonu to punkt ognia. Ani temperatura zapłonu, ani temperatura zapłonu nie zależą bezpośrednio od temperatury źródła zapłonu. Temperatura źródła zapłonu jest wyższa niż temperatura ognia lub zapłonu. Na przykład temperatura samozapłonu benzyny wynosi 536 ° F (280 ° F) (Ukropina, 2014).
Temperatura zapłonu jest cechą odróżniającą paliwa łatwopalne od palnych, takich jak benzyna i odpowiednio olej napędowy. Paliwa o temperaturze zapłonu poniżej 37,8 ° C (100 ° F) są łatwopalne. Paliwa o temperaturze zapłonu powyżej tych temperatur są substancjami łatwopalnymi (Flash Point, 2019).
W badaniu przeprowadzonym przez Al-Abdullah, Kalghatgi i Babiker zmierzono temperatury zapłonu komercyjnej benzyny i oleju napędowego. Okazało się, że wzrost ilości benzyny w mieszance spowodował gwałtowny spadek temperatury zapłonu. Mieszanina zawierająca 16% benzyny osiąga temperaturę zapłonu -40 ° F / C. Mieszanki, które miały objętość 50% lub większą, miały temperaturę zapłonu -45 ° F (-43 ° C), równą standardowej benzynie (Al-Abdullah et al, 2015).
Wniosek
Ponieważ benzyna składa się z różnych chemikaliów, temperatura zamarzania gazu może się znacznie różnić. Elementy wody lub alkoholu w benzynie zamarzają znacznie szybciej niż niektóre węglowodory, zwłaszcza węglowodory aromatyczne. W rezultacie szacunkowa temperatura zamarzania benzyny może wynosić od -40 ° F do -58 ° F (od -40 ° C do -50 ° C) i od -200 ° F (-129 ° C) ( Ask the Van, 2007).
Mieszanki benzyny różnią się w zależności od regionu świata i pory roku. Są inaczej sformułowane, aby wytrzymać niskie temperatury zimą lub psie dni latem. Bardzo niska temperatura wymagana do zamrożenia benzyny sprawia, że zestalenie lub żelowanie jest mało prawdopodobne. W większości obszarów woda w przewodach paliwowych zamarznie znacznie wcześniej niż benzyna.
Aby zapobiec zamarzaniu przewodów paliwowych, przechowuj pojazd w ciepłym miejscu i nie pozwól, aby poziom paliwa również się podniósł Niska. Przechowywanie benzyny w standardowym pojemniku do przechowywania gazu jest bezpieczne, a jeśli benzyna zamarznie, należy ją dokładnie rozmrozić przed próbą jej użycia. Jeśli benzyna zamarznie w Twoim pojeździe, dostępne są specjalne preparaty zapobiegające zamarzaniu. Jednak jeśli nie mieszkasz w wyjątkowo zimnym miejscu, prawdopodobnie nie będzie to dla Ciebie problemem.
