Анализ эффективности использования пропана и метановых газов как топливного газа в автомобилях
Автор: Насирзаде Т.
Журнал: Мировая наука @science-j
Рубрика: Основной раздел
Статья в выпуске: 4 (25), 2019 года.
Бесплатный доступ
Пропан-бутан (конденсированный жидкий газ) или конденсированный метановый газ используется в качестве топливного газа в автомобилях. По сравнению с бензином эти виды топлива считаются более дешевыми и экологически чистыми. В настоящее время природный газ более широко используется в промышленности и в быту. Метановый газ является более качественным, чем пропан-бутан (жидкий газ), и по сравнению с ним он в меньшей степени наносит ущерб окружающей среде. В статье было упомянуто превосходство обоих газов над бензином, в основном дешевизна заряда и безвредность с экологической точки зрения.
Пропан, бутан, топливного газ, алкан, природного гaзa
Короткий адрес: https://sciup.org/140264444
IDR: 140264444
Текст научной статьи Анализ эффективности использования пропана и метановых газов как топливного газа в автомобилях
Начиная с середины ХХ века , все большее распространение в двигательных системах тяжелого и легкового транспорта начинают получать установки, работающие на углеводородных raзax 1 К концу столетия и в начале XXI века такие установки становятся почти повсеместными и начинают активно внедряться на производстве крупными заводами не только для автобусов и грузовых автомобилей , но также и собственных линеек легковых авто, особенно внедорожников и минивенов , а также различных малогабаритных гибридных моделей.
Причина использования природного газа достаточно проста - он более екологичен и более дешев в использовании в сравнении с бензином. Изначально основанием для использования газовых установок была именно защита экологии, с увеличением стоимости нефти и сообразного роста цен на бензин, более остро встал и финансовый фактор использования газовых ГБО.
Выбор гaза как такового понятен, но возникает вопрос, что лучше -пропан или метан. Дать однозначный ответ - погрешить против истины, но для осознанного решения необходимо знать полезные характеристики обоих «претендентов».
Пропан относится к классу алканов и является органическим веществом, которое выделяется при крекинге (процессе переработки) нефтепродуктов, также он может выделаться из природногo гaзa. Для целей создания топливной смеси пропан смешивается с этаном и бутаном, в сжиженном состоянии он помещается в 6aллоны под давлением в 10-15 атмосфер. Пропан - углеводородный газ, он тяжелее воздуха и взрывоопасен при содержании в окружающей среде количестве 2,1 и выше процентов.
Пропан представляет собой, в промышленном отношении продукт разделения нефтяного или «жирного» природного гaзa - то есть обладает достаточно высоким содержанием примесей, масел, сопутствующих веществ, нуждается в качественной очистке и фильтрации. Кроме того, согласно известным исследованиям при достаточной концентрации пропан может оказывать наркотическое воздействие на человеческий организм. Увидеть пропан о 6ыту можно в обычной газовой зажигалке.
Метан относится к категории простейших углеводородов, он существенно легче воздуха и почти не растворяется в воде. Метан находится в обширных подземных месторождениях, где добывается фактически в чистом виде, а затем проходит процедуру фильтрации, дополнения одорантами для запаха. Для использования в качестве топлива метан сжимается до 200-250 атмосфер, содержится в баллоне повышенной прочности и обычно достаточно высокого веса. Взрывоопасность метана наступает при концентрации выше 4,4 процентов в воздухе, при этом он легко уносится воздушными потоками и может накапливаться только в замкнутых помещениях.
Основное удобство метана - его невысокая цена. Кроме того метан является самым чистым газом из всех, доступных для использования в топливных целях, он почти не содержит примесей и нуждается лишь в самой примитивной очистке. При этом для метана, с учетом специфики его испсльзования, требуется достаточно дорогая установка. Данный газ, как и пропан, обладает наркотическим влиянием на человеческий организм, но незначительным, ввиду разреженного нахождения в воздухе. Увидеть метан в 6ыту можно при использовании любой бытовой газовой плиты.
Оба газа имеют общие преимущества относительно бензина, что позволяет год от года расширять их применение в двигательных установках.
-
- Более низкая цена относительно бензина;
-
- Экологическая безопасность, меньшее влияние на здоровье человека
-
- Увеличение срока езды без заправки за счет большего объема топлива, которое можно запасти;
-
- В комплексе замедление износа деталей автомобиля, особенно при использовании изначально приспособленного двигателя.
Существует также несколько оснований, по которым бензин все еще сохраняет лидирующее положение как автомобильное топливо.
-
- Меньшая доступность газов для потребителя (количество заправок, а также центров обслуживания автомобилей с газовыми установками);
-
- Падение мощности автомобиля при использовании газового топлива Повышенный износ некоторых особо чувствительных участков двигателя (например клапанов) с учетом специфики «сухого горения» газового топлива. Метан и пропан существенно отличаются друг от друга как по специфике хранения, так и по специфике использования в качестве топлива каждый имеет свои преимущества и недостатки [1-3].
-
- По ГБО - дополнение двигателя автомобиля пропановой установкой существенно (до 70 %) дешевле, чем установка метанового ГБО;
-
- По стоимости - в перспективе, после того, как окупится установка ГБО, метан дает высокую экономию средств на топливо относительно пропана;
-
- Снижение мощности - пропан, относительно бензина, дает незначительное снижение мощности до 3-5 % двигателя, и то при развитии скорости выше 140 километров в час. Метан «ослабляет машину» до 20 %. Но стоит учитывать, что данное обстоятельство было почти нивелировано в современных специализированных установках;
-
- Экологическая чистота - пропан имеет примеси и не считается полностью безопасным для человека и екологии. Метан - самое чистое топливо на планете, по своей
Безопасности превосходящий электрические двигатели и солнечные батареи, находяицийся на одном уровне со спиртовыми установками ;
-
- Вес баллонов и объем топлива - пропан, сжимаемьи под невысоким давлением вместе со своим резервуаром, весит в несколько раз легче, чем баллон сжатого метана. При этом пропана ножно запасти на путь втрое более долгий , чем метана ;
-
- Взрывоопасность - метан вдвое менее взрывоопасен, чем пропан, а с учетом рассеивания считается максимально безопасным относительно почти всех других видов топлива. Стоит также отметить , что баллоны метана при аварии повреждаются и деформируются существенно меньше , чем баллоны пропана . Таким образом , доставка пропана становится в перспективе более опасной ;
-Доступность заправок - метановые заправки являются редкостью, их приходится специально искать , заправки с пропаном почти также часты , как 6ензиновые. При этом оборудование для сжимания , очистки и заправки метана существенно менее сложное , чем пропановое. Заправка
газом может быть удобней, экономичней и функциональней, чем использование бензина, а окончательно определиться в выборе удобного газа можно при помощи следующей таблицы. Заправка газом может быть удобней, экономичней и функциональней, чем использование бензина, а окончательно определиться в выборе удобного газа можно при помощи следующей таблицы.
Таблица
Преимуществ недостатков пропана и метана
Фактор |
Пропан |
Метан |
Стоимость ГБО |
Низкая |
Высокая |
Относительно дешевле бензина |
1,8-2 раза |
В 3 раза дешевле |
Расход относительно 6ензина ( на 10 литров ) |
11-11,5 литров |
8,5 кубов |
Вес среднего баллона |
20-30 кг |
60-125 кг |
Запас топлива на средний комплект ( километров хода ) |
600-1000 км |
250-350 км |
Взрывоопасная концентрация в воздухе |
2,1 % |
4,4 % |
Вредное влияние на детали в двигателя |
вьсокое |
низкое |
Сжатие в баллоне |
10-15 атмосфер |
200-250 атмосфер |
Экологическая безопасность |
Высокая |
Полная |
Падение мощности двигателя относительно 6ензина |
5% |
20-30% |
Октановое число |
100 |
110 |
Доступность заправок |
Почти равно 6ензиновым |
По 1-2 на крупный город |
Вывод
Конечный выбор остается за автомобилистом - метан безопасней и дешевле , но дороже по установке и зксплуатации " , пропан более распространен , дешевле по установке , баллоны меньше весят , но он взрывоопасен и более вреден . В лобом случае - гaзовая заправка на АГЗС остается удобной и перспективной альтернативой заправки 6ензином , при этом она более функциональна , чем езда на электричестве или спирте.
Список литературы Анализ эффективности использования пропана и метановых газов как топливного газа в автомобилях
- РябцевН.И., Кряжев Б.Г «Сжиженные углеводородные газы», М., Недра. 1977, 420 с.
- Правила эксплуатации кустовых баз и газонаполнительных станций сжиженных углеводородных газов. М.,Недра, 1975, 407 с.
- ПБ10-115-1990г.РФ. Правил устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением. М.,1990, 291 с.