no-img
پارس یونی

عدد اکتان - پارس یونی


پارس یونی
گزارش خرابی لینک
اطلاعات را وارد کنید .

ادامه مطلب

عدد اکتان
امتیاز 2.33 ( 3 رای )عدد اکتان">
zip
۱۹ فروردین ۱۳۹۶
۴,۰۰۰ تومان
۴,۰۰۰ تومان – خرید

عدد اکتان


عدد اکتان

اکتان ها گروهی از خانواده هیدروکربن ها می باشند، که عموماً اجزای بنزین می باشند. مایعات بی رنگی هستند که در حدود ۱۲۵ درجه سانتی گراد به جوش می آیند.
عدد اکتان، مقیاسی است برای نشان دادن مقاومت بنزین و یا دیگر سوخت‌ها در مقابل گرما، فشار و شروع احتراق خود بخود (بدون جرقه). به ایزو اکتان (۲،۲،۴- تری متیل پنتان) عدد ۱۰۰ و به نرمال هپتان عدد صفر داده می‌شود.

شکل۱- هیدروکربن های موجود در بنزین

زمانی که نفت خام در پالایشگاه ها تصفیه می شود، زنجیره های هیدروکربن با طول های متفاوت بدست می آید و این زنجیره های جدا از هم با ترکیب شدن با یکدیگر، سوخت های متفاوتی چون بنزین، گازوئیل، نفت سفید و غیره را حاصل می نمایند .
به طور مثال حتماً نام های متان، پروپان و بوتان را شنیده اید، که همگی هیدروکربن هستند. متان دارای یک اتم، پروپان ۳ اتم و بوتان ۴ اتم کربن می باشند. برخی دیگر از هیدورکربن ها نیز شامل پنتان با ۵ اتم، هگزان با ۶ اتم، هپتان با ۷ اتم و اکتان با ۸ اتم کربن می باشند.
آزمایش های مختلف نشان داده اند، هپتان دارای خاصیت متراکم شدن بسیار ضعیفی است و در مقابل، اکتان قابلیت متراکم شدن بسیار بالایی دارد. پس اگر بنزینی دارای مقادیر بسیار بالایی از اکتان یا همان Iso Octane , 2,2,4 Trimethyl Pentane باشد، بنزین بسیار خوبی از نظر مقاومت در برابر خودسوزی محسوب می شود[۲۵] .

اما در مقابل، هپتان بسیار سریع در اثر تراکم ناچیز، محترق خواهد شد پس با توجه به اینکه این ۲ هیدروکربن از لحاظ خواصی چون نقطه جوش و تبخیر تقریباً یکسان بودند، به عنوان مبنایی برای مقاومت خودسوزی سوخت در برابر متراکم شدن انتخاب شدند و با دادن عدد ۱۰۰ به اکتان و صفر به هپتان نسبتی به نام عدد اکتان بدست آمد.
به طور مثال بنزینی با عدد اکتان ۸۷، دارای نسبت ۸۷ اکتان به ۱۳ هپتان می باشد. اما ساخت سوختی که متشکل از این میزان اکتان باشد هزینه تولید بسیار بالایی خواهد داشت و این دو ماده در حال حاضر تنها تشکیل دهنده های بنزین نیستند و مواد و افزودنی های دیگری کار بالا بردن عدد اکتان یا همان مقاومت در برابر خودسوزی یا کوبش موتور را برعهده دارند. نسبت هپتان – اکتان تنها برای ایجاد یک مبنای مقایسه ای و به عنوان یک بنزین ایده آل برای مشخص نمودن عدد اکتان مورد استفاده قرار می گیرد[۱۶].

Hydrocarbon
Road Index Octane Number
Heptane ۰
۲-Methylheptane ۲۳
Hexane ۲۵
۲-Methylhexane ۴۴
۱-Heptene ۶۰
Pentane ۶۲
۱-Pentene ۸۴
Butane ۹۱
Cyclohexane ۹۷
۲,۲,۴-Trimethylpentane (isooctane) ۱۰۰
Benzene ۱۰۱
Toluene ۱۱۲
جدول ۱- عدد اکتان برخی از هیدروکربن ها

عدد اکتان بنزین، عبارت است از درصد ایزواکتان در نرمال هپتان که که دارای خاصیت ضد کوبشی برابر با بنزین مورد آزمایش در شرایط آزمون استاندارد باشد. به زبان ساده هر چه عدد اکتان یک سوخت بیشتر باشد، سوخت در مقابل پدیده احتراق مخرب فشار و گرما مقاوم تر است.
هر چه عدد اکتان بالاتر، تراکم بیشتر، دلیل مقاومت بیشتر سوخت قبل از احتراق می باشد. در عبارت گسترده تر، سوخت با عدد اکتان بیشتر را در موتورهای پر تراکم استفاده می شوند که عموماً عملکرد بالاتری دارند. در مقابل، سوخت با اعداد اکتان کمتر (عدد ستان بیشتر) برای موتورهای دیزلی مناسب می باشند. استفاده از بنزین با عدد اکتان پایین ممکن است موجب مشکلات مثل کوبش موتور شود.

شکل۲- ساختار و عدد اکتان ایزو اکتان و هپتان

عدد اکتان به عنوان مقیاسی از محتوی انرژی سوخت ها به شمار نمی رود، بلکه تنها اندازه گیری توانایی یک سوخت برای اشتعال در روش کنترل شده، ترجیحاً نسبت به منفجر شدن تحت شرایط کنترل نشده می باشد. در جایی که عدد اکتان را با مخلوط نمودن با اتانول افزایش دهند، از محتوی انرژی در حجم کاسته می شود[۲۶].

شکل ۳- مدلی از موتور ۴-stroke

شکل ۴- ۴-stroke
واکنش پیش شعله در سیلندر موتور هنگامی که بخش هایی از سوخت احتراق خودبخودی برای پیشرفت شعله از شمع آتش زنه ایجاد می کنند، رخ می دهد.
گرایش موتور سوخت به واکنش های پیش شعله ناشی از ساختار مولکولی ترکیبات می باشد. تمایل به واکنش پیش شعله در هیدروکربن زنجیره طویل، بالا و برای هیدروکربن های شاخه دار متوسط و برای ترکیبات آروماتیک کمتر می باشد. عدد اکتان اندازه گیری از خواص ضد ضربه سوخت می باشد. ضربه در موتور بنزین، صدای تلق تلق فلزی(صدای غژغژ) می باشد که نشان دهنده شدت زیاد در واکنش پیش شعله می باشد. ضربه شدید می تواند به موتور صدمه بزند.

شکل۵- کوبش در مقابله با دود شعله

عدد اکتان بالاتر مرتبط با انرژی فعال سازی بیشتر می باشد و ضریب تراکم به طور مستقیم به قدرت و بازده ترمودینامیکی یک موتور برون سوز وابسته است. سوخت با عدد اکتان بالا موجب فعالیت بیشتر موتورها می شود که در نتیجه ی بکارگیری انرژی مورد نیاز برای تولید سوخت می باشد.
بنزین با عدد اکتان بالاتر آرام تر از بنزین با عدد اکتان پایین تر می سوزد. سوختن آهسته بنزین هنگامی که فشار سیلندر بالا می باشد از کوبش موتور جلوگیری می کند.
زمانی که نفت خام در پالایشگاه ها تصفیه می شود، زنجیره های هیدروکربن با طول های متفاوت بدست می آید و این زنجیره های جدا از هم با ترکیب شدن با یکدیگر سوخت های متفاوتی چون بنزین، گازوئیل، نفت سفید و غیره را حاصل می نمایند.

شکل۶-مدل پیستون موتور معمول

نرمال هپتان پارافین راست زنجیر هفت کربنی است که خصلت شدید انفجاری دارد و در اثر فشار به سرعت منفجر می شود، طبق قرارداد عدد اکتان آن را صفر در نظر می گیرند.
ایزواکتان پارافین شاخه داری است با هشت کربن در مولکول خود که خاصیت انفجاری ندارد لذا طبق همان قرارداد عدد اکتان را برای آن ۱۰۰ در نظر قرار می دهیم. حال عدد اکتان گزارش شده هر بنزین را می توان درصد حجمی ایزواکتان در مخلوط با نرمال هپتان دانست. شاخص عدد اکتان معین می کند که بنزین را در سیلندر تا چه اندازه قبل از آنکه دچار احتراق خود به خودی شود می توان متراکم کرد.
برای نسبت تراکم طبق تعریف داریم:

این مقدار برای موتورهای معمولی ۸ به ۱ است. نسبت تراکم راه افزایش قدرت موتور و بالا بردن راندمان کار آن است به همین دلیل همانگونه که ذکر شد موتورهای جدید برای داشتن عملکرد مناسب باید از بنزین مرغوب که قابلیت تحمل نسبت تراکم بالاتری دارند استفاده کنند[۱۹].

روش های اندازه گیری عدد اکتان

 کاوش عدد اکتان Research Octane Number (RON)

معمول ترین شیوه جهانی اندازه گیری عدد اکتان RON می باشد.RON را توسط جاری ساختن سوخت در یک موتور آزمایشی با نسبت تراکمی متغیر، تحت شرایط کنترل شده و مقایسه نتایج با ایزو اکتان و هپتان تخمین می زنند[۲۰].



موضوعات :
برچسب‌ها :

دیدگاه ها


دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *