Особливості газового палива

[ВКБ]

Треба надати увагу іншій стехеометрії  згорання газу, яка є більша за 14,7:1 та складає 17:1 якщо не помиляюсь, що на мою думку зменшує літрову різницю в бензин/ газ до 20%. Пізніше треба розрахунком встановити пропорційності. Це у випадку налаштування вишлопу по кисню лямбли коеф. 1.
Стехеометрия теоретична (макс наближена до фактичної)
С3Н8+5О2= 3СО2+4Н2О
(12*3+1×8)+(5×16×2)=(3×12+3×16×2)+(4×1×2+4×16)
44+160= 132+72
При повітрі по масі кисень 21% + азот 79% =100%
21% ~ 160
79% ~ N2
N2= 79×160/21= 601,9
О2+N2=160+601,6= 761,9
Співвідношення по масі повітря-газ:
761,9/44=17,3
Тобто стехеометрія горіння пропану 17,3 : 1.

[Ivan1988]

Треба надати увагу іншій стехеометрії  згорання газу, яка є більша за 14,7:1 та складає 17:1 якщо не помиляюсь, що на мою думку зменшує літрову різницю в бензин/ газ до 20%. Пізніше треба розрахунком встановити пропорційності. Це у випадку налаштування вишлопу по кисню лямбли коеф. 1.
Стехеометрия теоретична (макс наближена до фактичної)
С3Н8+5О2= 3СО2+4Н2О
(12*3+1×8)+(5×16×2)=(3×12+3×16×2)+(4×1×2+4×16)
44+160= 132+72
При повітрі по масі кисень 21% + азот 79% =100%
21% ~ 160
79% ~ N2
N2= 79×160/21= 601,9
О2+N2=160+601,6= 761,9
Співвідношення по масі повітря-газ:
761,9/44=17,3
Тобто стехеометрія горіння пропану 17,3 : 1.

Картина неполная.
Во первых мы ездим не на чистом пропане. Например у бутана чуть другая формула. И в воздухе у нас кроме оксигена и нитрогена есть ещё оксид карбона и инертные газы.

[ВКБ]

Мізер. Менше відсотка.
По бутану С4Н10 дійсно слушно ! Перерахую завтра.
Потім дві стехеометрії рахуються окремо  усереднюються по % пропорції зимній чи літній суміші.
Різниця присутня, як і їх енергії на 2Мдж відрізняється.
Пропан 48Мжд,, бутан 44Мдж, Пропан-бутан- 46Мд/кг
Співвідношення требазгадати, літо 60/40 наче і 80/20 зима

[Toris]

Все одно лямбда підбреше, а МІКАС підкоригує.

[ВКБ]

Торіс, воно тоттак, але я про різницю в літражу після підбору ))
Як раз взнаємо зиму -літо по розходу.
Стехеометрія бутана
2С4Н10+13О2 = 8СО2+10Н2О
(2×12×4+2×1×10) + (13×16×2) = (8×12+8×16×2)+(10×1×2+10×16)
116+416=352+180
532=532
При повітрі по масі кисень 21% + азот 79% =100%
21% ~ 416
79% ~ N2
N2= 79×416÷21 = 1564,95
О2+N2=416+1564,95= 1980,95
Співвідношення по масі повітря-газ:
1980,95÷116=17,07
Тобто стехеометрія горіння бутану 17,1: 1.

Попан бутанова суміш літня буде 17.3×60%+17,1×40%= 17,22
літня суміш 17,22:1

Попан бутанова суміш зимня буде 17.3×80%+17,1×20%= 17,26
зимня суміш 17,26:1

Короче майже  однакові.

[ВКБ]

Тепер різницю між 14,7:1 та 17,24 :1 внести в корекцію по енергії в 23,33% різниці.
Тобто 100- 14,7/17,24×100=14,73% різниця в подачі палива в сторону менше ніж бензину.

Тобто думаю що літровий розхід на 20% більший.

Також мабуть  слід врахувати енергію на кілограм 44 і 46, а це 100-44/46×100=4,34%

Тому 23,33% (як 1)×0,147%×0,0434%= 19,03%

Насправді за олин такт в циліндр потрапляє менше долі газу ваги ніж бензину для згорання в стехеометрії, тому і менше виділяється енергії , хоча і теплота згорання більша, вся суть в масі палива. Тому для тієї ж смої потужності щоб її набрати мотором як на бензині треба на 19% крутити більше обертів на хвилину, звідси і розхід.

[Toris]

До речі, ВКБ, я вчора дивився нормативи по нафтовому скрапленому газу для автомобілів та інших цілей. Так ось, там кілька десятків газів у суміші. Радянський стандарт регламентує не менше 50% пропану для одного виду газу і не менше 80% пропану для ще якогось газу. Один з газів - автомобільний, вже не пам'ятаю, який. А новіші технічні умови, які знайшов у базі, взагалі про відсотки ні гу-гу. Там про октанові числа, визначення моторним та дослідницьким методом, виявлення конкретних газів у складі суміші і т.д. Можливо, там є щось про калорійність, але не мав часу заглиблюватись. Можливо, пізніше вивчу детальніше.

Якщо коротко, то правди не знайдемо, маємо кудись цілувати міцно наших нафтобариг та радіти тому, що є.

Стехіометрія - виключно по дорогому датчику кисню у вихлопах. Розрахунки не працюють.

[ВКБ]

Як розрахував то у мене десь так і виходе ..плюс мінус не сильно промахнувся.
ДК атрибут сучасного двигуна і системи керування, немає про що спорити.

[ВКБ]

Торіс, ГБО 4, значить тебе ця проблема теж стосується.
ГБО мабуть стаг.
Цільність пропану газоподібного в діапазоні --33 до 97 гадусів складає 2,317кг куб до 1470 кг куб.

http://thermalinfo.ru/svojstva-gazov/organicheskie-gazy/plotnost-propana-c3h8-pri-razlichnoj-temperature

Це 63% на 100 градусах. Трохи не пряма звісно.
Тому крива , якщо не врахована, має враховувати зменшення часу форсунок по такій залежності. Але в стаг там % до часу форсунок.

[igo61]

Подолью масла в огонь. 
https://electroavtosam.com.ua/forums/viewtopic.php?f=99&t=4611&p=116284&sid=4725952f88ac316b8a66b005f5f5ea34#p116284
Кому лень ходить по ссылке, под спойлером копия:

Spoiler

Автомобильный газ состоит из смеси пропана и бутана, а также других углеводородов (изобутана, пропилена, этана, этилена и т.д.). Для разных времён года количественное содержание смеси может быть разное – летом это приблизительно 40 : 60 (пропана к бутану), зимой же наоборот – 60 : 40. В межсезонье же оптимальная пропорция примерно 50:50. Ведь чем больше пропана в газе, тем выше давление насыщенных паров и тем лучше пусковые качества и работа топливной аппаратуры в зимний период эксплуатации.
Одним из главных моментов является также марки сжиженного газа. Основных две – ПБА (пропан-бутан автомобильный) и СПБТ (смесь пропана бутана техническая). В чём разница? Первая марка – очищенный газ, адаптированный под использование в автомобилях, вторая – более «грязный», предназначенный для бытовых нужд (например, отопления).
Газ СПБТ, содержание непредельных углеводородов в нем (ДСТУ 4047-2001) не нормируется. Для автомобиля это не смертельно, но как минимум расход такого газа будет намного больше, чем у обычного ПБА.
Европейский стандарт EN 589-2008 в разделе термины трактует автомобильный сжиженный газ как такой, который содержит незначительное количество непредельных углеводородов (пропилена, бутенов и пентанов (пентенов). В Украине действует ГОСТ 27578-87, который устанавливает допустимую норму непредельных углеводородов – не более 6 %.
Есть и другие нюансы. Например, по требованиям к СПБТ допускается жидкий остаток до 1,6 %, а для ПБА наличие остатка не допускается. Кроме того допустимое предельное содержание серы в ПБА ниже чем СПБТ (а по требованиям EN 589 – не более 50 мг/кг). Аналогично и с меркаптановой серой.

Наличие жидкого остатка в СПБТ при его использовании в автомобилях ведет к накоплению остатка в баках, засорению фильтров, неисправностям топливной аппаратуры. Наличие непредельных углеводородов ведет к увеличении вредных веществ в продуктах сгорания. Повышенное содержание серы приводит к сокращению срока службы каталитических нейтрализаторов и загрязнению окружающей среды оксидами серы. Наличие меркаптановой серы приводит к повышенной коррозии деталей топливной аппаратуры.

[close]

[Toris]

Тут прийшла мисля до голови: якщо при роботі від пропану на ГБО-4 за допомогою електротурбіни підняти тиск повітря на вході перед фільтром, то МИКАС по показах датчиків додасть газу, щоби була правильна стехіометрія?

[ВКБ]

Тут прийшла мисля до голови: якщо при роботі від пропану на ГБО-4 за допомогою електротурбіни підняти тиск повітря на вході перед фільтром, то МИКАС по показах датчиків додасть газу, щоби була правильна стехіометрія?

Так, але в межах 25% можливостей діапазону лямбди і уставок мікаса.
Потужність підвищиться пропорційно підвищенню тиску.

Примітка.
За умови якщо зараз одиниця налаштована  паливоподачами добавочними стоковими 60/170. Так як одиниця буде саме при таких налаштуваннях еталрнрих для мікаса і пропускної способності форсунок та тиску 3 атм в рампі. Як я помітив при зміеі базової 60 хх і 170 в зоду буде тримати менше чи більше як раз з різницею від цих базових.

[Toris]

Костянтине, тут виникла потреба порахувати потужність зимового підігрівача рідкого пропану.

1. Теплоємність рідкого LPG приймаємо 2.5 кДж/(кг*°С).
2. Температуру рідкого пропану на вході приймаємо хай -25°С.
3. Оберти холостого ходу хай будуть 3000 об/хв, що дасть нам витрату хай 3 л/год. Це для розрахунку кількості пропану за секунду.
4. Температура рідкого пропану на виході хай буде +5°С (дельта T = 30 °С).
5. Щільність рідкого LPG при -25°С хай буде 0,55 кг/л (дивився таблицю, там при різних пропорціях пропан=бутану і різних температурах щільність лежить в межах 0,5...0,6 кг/л, тобто на практиці пофіг).

Мета: визначити електричну потужність ідеального нагрівача для прийняття рішення про доцільність "колгоспу".

P.S. Так гарно розписав умови, що порахував сам:

1. Розхід LPG = 3 л/год * 0,55 кг/л / 3600 сек =  0,458(3)* 10^-3 кг/сек.
2. Потужність нагрівача = 2500*30*0,458(3)* 10^-3 = 34,375 Дж/сек.

Япона-мама, у нас тут взагалі трохи більше, ніж пів-лампочки у фарі виходить. І розхід 1 см³/сек. Взяти шмат мідної магістралі, обмотати спіраллю на 50...100 Вт, теплоізолювати, поставити перед редуктором - і пофіг морози. Кілька секунд нагріву перед запуском акумулятор спокійно витримає.

P.P.S. Прошу перевірити мої розрахунки, бо вночі можна нарахуватись...

P.P.P.S. Цікаво, чи має сенс електронагрівач для ГБО-4? Може, модифікувати Сенсовича строго під LPG?

[ВКБ]

Не бачу в розрахунку теплоємність рідкого газу. І не поняв, оише рідкої фази чи ще пепетворити в газофазу? Тоді треба теплоємність випаровування (кипіння).
Чт треба потужність яка відбирається газом у тосолу,? Роз'ясни.

[Toris]

Не бачу в розрахунку теплоємність рідкого газу. І не поняв, оише рідкої фази чи ще пепетворити в газофазу? Тоді треба теплоємність випаровування (кипіння).

Перетворив кДж у Дж, щоби однакові одиниці, система СІ і все таке:

1. Теплоємність рідкого LPG приймаємо 2.5 кДж/(кг*°С).
<...>
2. Потужність нагрівача = 2500*30*0,458(3)* 10^-3 = 34,375 Дж/сек.

Порахував я ніби правильно, але глюканув в іншому. Замисел полягав у тому, щоби забезпечити мінімальну температуру вихідного рідкого газу, при якій двигун нормально запускається (+5°С). Але, як завжди, вночі мозок добре працює з ідеальними моделями, забуваючи про реальність: газ охолоджується об метал редуктора. Тобто на практиці при температурі навколишнього середовища -25°С ΔТ підігріву має бути більшою, ніж 30°С, щоби отримати рідкий газ у редукторі +5°С. І газова фаза також буде охолоджуватись у надто холодному редукторі.

І ще проблема: якщо гріти газ ДО редуктора, то перед клапаном рідкий газ холодний. Тобто обігрів треба робити або впритул до клапана, або безпосередньо у самому редукторі в середовищі рідкого газу, не торкаючись нагрівачем стінок.

Отже, ΔT можна сміливо робити 100°С і контролювати перегрів термодатчиком.