detonância de um combustível: (Apostila pág. 96- 109) 1:- número de Octanas



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4.6 DETONÂNCIA DE UM COMBUSTÍVEL:

(Apostila pág. 96- 109)



4.6.1:- Número de Octanas:

Os vapores dos hidrocarbonetos, misturados com o ar atmosférico, necessitam de certas condições de temperatura e pressão (ou densidade de mistura) para poderem INICIAR a reação com o oxigênio.

Estas condições não são as mesmas para todos os hidrocarbonetos e o seu estudo é muito importante para os motores de inflamação por faísca.

Nestes motores o início da combustão deve-se dar quando salta a faísca entre os eletrodos da vela, isto é, no ponto previsto para uma dada rotação e carga.

No entanto ao saltar a faísca, a mistura de (vapores de combustível + ar), se encontra em certas condições de temperatura e densidade, que dependem dos seguintes fatores:


  1. Relação de compressão do motor.

  2. Teor combustível/ar.

O poder antidetonante de um combustível é medido pelo NO - número de octanas e o ensaio dos combustíveis é feito em motores, cuja relação de compressão pode ser variada.

Assim pois, para motores a explosão por faísca é usado um motor padrão, monocilíndrico, com taxa de compressão variável , denominado CFR (Cooperative Fuel Research – Método CRC – Coordinating Research Conncil).

Ficou estabelecido por convenção, que a iso - octana, teria um número de octana igual a 100, e a heptana, teria um número de octanas igual a zero.

A Isso-octana, também é denominada de 2, 2, 4 tri-metil-pentana C8 H18 tem a seguinte forma:





  • A iso–octana, tende a detonar, quando submetida a temperaturas entre 350 e 600oF, (177 e 316oC) e com relações de compressão compreendidas entre 6,5 e 8.





  • A heptana tende a detonar, quando submetida a temperaturas entre 350 e 600oF, (177 e 316oC) e com relações de compressão compreendidas entre 2 e 4.

  • Por outro lado o teor combustível/ar também influi. Tomando-se um motor e medindo-se a pressão média efetiva máxima, limitada pela detonação, teremos para a iso – octana, os seguintes valores:




Teor Combustível/Ar

A/C

Pressão média efetiva máxima, limitada pela detonância [lb/pol2]

0,065 (praticamente estequiométrico)

15,38

105

0,080

12,50

125

0,100

10,1

155

0,115 (teor para máxima pressão)

8,69

166

0,120

8,33

164

0,123

8,13

160

A porcentagem em volume de iso-octano, numa mistura dos dois combustíveis de referência é o número de octana deste combustível, assim por exemplo:



  • Uma mistura de 70% de iso-octana e 30% de heptana, em volume, tem um índice (número de octanas) 70.

As características antidetonantes de uma gasolina são obtidas por meio de aditivos, como por exemplo o chumbo tetra-etila Pb(C2H5)4, a anilina C6H5NH2, ambos venenosos, por isso mais recentemente estão sendo substituídos pelo MTBE (metil terc-butil éter) que é tóxico ou pelo etanol anidro reduzindo a toxicidade.

Utilizando-se aditivos, pode-se obter poder antidetonante superior ao da octana, por isto era normal se ouvir, principalmente na aviação, que gasolinas tinham 120 e até 130 octanas.

Estes motores de avião tinham altas relações de compressão e foram substituídos por turbinas a gás.

O chumbo tetra-etila era o mais econômico dos aditivos antidetonantes, embora o seu uso necessitasse também de um outro aditivo, que reaja com o óxido de chumbo formado durante a combustão, formando produtos voláteis. São utilizados sabões de bário.



O óxido de chumbo, não é volátil e pode se depositar nas velas fechando os eletrodos em curto circuito, além do que pode se depositar nas superfícies da câmara de combustão, formando pontos incandescentes, que dão origem à pré-ignição.

  • N
    Nos motores normais K = 0,8 à 1,2 (depende das características da câmara de combustão, principalmente quanto a temperatura e turbulência.)
    a prática:





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