Испарение бензина: объективные и субъективные причины испаряемости топлива

Содержание

• Субъективные факторы испаряемости бензина
• Почему топливо испаряется при субъективных факторах
• Объективные факторы испаряемости топлива
• Основные факторы влияния испарение бензина
• Коэффициент диффузии паров
• Теплоёмкость
• Поверхностное натяжение
• Вязкость
• Давление насыщенных паров
• Фракционный состав бензина

Субъективные факторы испаряемости бензина

Существует несколько причин, почему происходит испарение бензина. И за них полностью ответственны владельцы автомобилей.

1. По той самой причине, о которой думает большинство. Если на заправке разбавляют бензин, пытаются увеличить его объём, доливая более дешёвое топливо или даже воду, повышение испарения будет неизбежным.

2. По причине поломки топливной системы. Путь бензина из бака к системе зажигания может иметь незначительные трещины. Водитель может не знать о них, так как не видит явной лужи под авто. Однако в процессе движения машины и циркуляции топлива, его потери неизбежны. Причём не только путём испарения, а и утечки самой жидкости.

3. По причине плохо затянутой крышки топливного бака. В этом случае испарение бензина происходит через щели между крышкой и резьбой.

Избежать перечисленных факторов можно только в том случае, если внимательно относиться к своему автомобилю. То есть вовремя проходить технический осмотр, следить за плотностью завинчивания крышки бака. И, конечно же, заправляться на тех АЗС, которые проверены.

Все три причины испарения бензина можно назвать субъективными. Они присутствуют не у всех автомобилистов. Их нельзя называть проблемой самого бензина, так как именно водитель может изменить ситуацию в лучшую сторону.

Почему топливо испаряется при субъективных факторах

Чтобы понять, почему бензин испаряется при его разбавлении, трещины в системе или приоткрытой крышке бака, необходимо разобраться в физических свойствах топлива. И принять за факт, что бензин, как ни крути, является жидким видом топлива, а не твёрдым.

К физическим свойствам жидкости относится то, что она может испаряться. И происходит это независимо от стороннего влияния.

Жидкость испаряется, потому что её молекулы находятся в постоянном движении. И сталкиваясь между собой, некоторые из них подпрыгивают. Пока они находятся в воздухе, могут сместиться под влияние ветра. Этот процесс и приводит к уменьшению объёма жидкости в сосуде. И именно это происходит с бензином, если система, в которой он находится, не герметична. Речь идёт об уменьшении в объёме до 25%, что немало.

Стоит заметить, что чем больше открытая площадь жидкости, тем быстрее она будет испаряться. А если прибавить внешнее влияние, например, нагревание или взбалтывание топлива из-за того, что машина движется, то испарение части бензина обеспечено.

При увеличении температуры, связи между молекулами жидкости становятся слабыми. Поэтому в летний период испарение бензина из негерметичной топливной системы будет больше.  

Объективные факторы испаряемости топлива

Если исключить перечисленные выше субъективные причины испарения бензина, то остаётся только один объективный фактор, почему это происходит. Дело в том, что химические свойства топлива таковы, что вызывают некоторое испарение бензина. И без этого процесса бензин не будет топливом, и автомобиль не заведётся в принципе.

Откинув поломки топливной системы и прочие факторы, можно сказать, что на испаряемость автомобильных бензинов влияет сама формула бензина. Он делается с таким составом, чтобы автомобильный двигатель давал необходимую мощность и годами оставался работоспособным.

К бензину предъявляется ряд требований.

1. Он должен иметь способность испаряться, чтобы эффективно смешиваться с воздухом в определённый момент и поступать к системе зажигания в пропорции 1:14. Такая смесь считается рабочей для двигателя внутреннего сгорания.

2. Бензин должен иметь такой углеводородный состав, чтобы исключить детонацию и самовоспламенение в системе.

3. Устойчивость состава топлива тоже необходима, чтобы в процессе хранения и перевозки бензин при любых изменениях во внешней среде оставался бензином.

Как видите, первым пунктом обозначено то, что бензин обязательно должен испаряться. Однако не нужно думать, что из-за этого будет расход денег увеличиваться и расход топлива. В показателях расхода бензина на количество км/ч уже учтены все его физико-химические свойства. В том числе уменьшение его объёма в период прохождения нормальных процессов в топливной системе машины.

Основные факторы влияния испарение бензина

У всех видов бензинов есть ряд показателей, которые напрямую влияют на его испаряемость. К ним относится:

• коэффициент диффузии паров, теплоёмкость и плотность;

• поверхностное натяжение и вязкость;

• давление насыщенных паров;

• фракционный состав.

Все нормы прописаны в соответствующих ГОСТах. И при производстве бензинов, НПЗ не отступают от них. Иначе, как мы уже говорили, бензин не будет бензином. И топливо не сможет служить полноценно.

Чтобы понять, как перечисленные показатели отражаются на испарении бензина, стоит обратиться к учебникам химии. Либо же об этом расскажет большая энциклопедия нефти и газа, статья, страница 1.

Пересказывать полностью мы ее не будем. Но выделим основное для быстрого понимания, почему бензин испаряется. С этой целью расскажем о каждом показателе в отдельности.

Обратите внимание, что из всех перечисленных показателей, основными считаются: давление насыщенных паров и фракционный состав. Если другие показатели влияют на испаряемость косвенно, то от этих двух показателей испаряемость зависит напрямую.

✅Коэффициент диффузии паров

В момент, когда в топливной системе машины происходит образование рабочей смеси, то есть смешение бензина и воздуха 1:14, уже начинается процесс испарения. И чем больше воздуха и чем быстрее он подаётся, тем больше будет испарение бензина.

В процессе диффузии воздух растворяется в топливе. Скорость растворения должна быть в пределах нормы. На неё может повлиять температура окружающей среды и настройка систем автомобиля.

✅Теплоёмкость

Показатель теплоёмкости бензина равен 2,09 Cpж кДж/(кг °С). Говорит о том, сколько должно быть тепла, чтобы получить энергию из вещества. В данном случае из бензина.

Как мы уже писали выше, бензин является жидкостью. Поэтому при его нагревании начинается процесс испарения. Получается, что для получения энергии из бензина в принципе не обойтись без этого процесса. Поэтому показатель теплоёмкости напрямую влияет, насколько топливо будет испаряться.

✅Поверхностное натяжение

Для каждого вида бензина имеется свой показатель поверхностного натяжения. Для автомобильной группы он доходит до 24 эрг/см.

По своей сути показатель поверхностного натяжения говорит о прочности связей между молекулами жидкости. И чем они крепче, тем больше понадобится прилагать усилий для их разделения. Ведь, как мы уже писали, если из бензина в топливной системе не выделится газ и не начнётся испарение, то машина не заведётся. Поэтому состав бензина должен быть таковым, чтобы натяжение между молекулами позволяло запустить процесс испарения.

✅Вязкость

От уровня вязкости зависит жизнеспособность двигателя. Но в ещё большей степени этот параметр влияет на скорость прохождения бензина по топливной системе. Соответственно, это влияет на запуск остальных процессов, которые, в конечном счете, приводят пуску двигателя.

При повышенной вязкости топливо будет плохо смешиваться с воздухом. Значит, преобразование части бензина в газ будет тяжёлым и испарение будет недостаточным, чтобы произошло зажигание.

✅Давление насыщенных паров

Как мы уже упоминали, давление насыщенных паров напрямую влияет на испаряемость топлива. Бензин в топливной системе проходит через несколько фаз: жидкую и паровую. Именно в их ходе и происходит нужное для работы двигателя испарение.

В зависимости от того, насколько высок показатель давления насыщенных паров, запуск двигателя будет происходить легче. Превышение установленного ГОСТами показателя приведёт к образованию пробок пара.

✅Фракционный состав бензина

Все перечисленные выше показатели были бы в принципе невозможными без учёта фракционного состава топлива. Соответственно и на испаряемость.

Определяют фракционный состав в лабораторных условиях. Для этого испытуемый образец нагревают и следят, при какой температуре, сколько перейдёт в газообразное состояние. Именно фракционный состав определяет зависимость объёма бензина и температуры.

Бензин делят на 3 фракции:

• пусковая – температура выпаривания 10 %, происходит при нагревании до 70 °С;

• рабочая – температура выпаривания 50 %, происходит при нагревании до 100 °С;

• концевая – температура выпаривания 90 %, происходит при нагревании до 180 °С.

Для каждого типа двигателя фракционный состав топлива свой. При этом важен и климат, в котором автомобиль используется. Именно по этой причине бензин делится на летний и зимний вид. Только так производитель может откорректировать фракционный состав своей продукции для успешного запуска двигателя и приемлемого расхода топлива.

Из всего выше написанного следует вывод, что не стоит думать об испарении бензина, как о чём-то страшном и неправомерном. Права водителей никаким образом не нарушаются тем, что часть топлива испаряется в процессе работы двигателя. Напротив, только благодаря испарению бензина в строго отведённый для этого процесса момент, заведётся двигатель даже в минусовую температуру и будет работать стабильно без потери мощности.