Основные свойства сжиженного нефтяного газа
Одним из наиболее важных свойств пропана
и бутана, отличающих их от других видов автомобильного топлива, является
образование при свободной поверхности над жидкой фазой двухфазной системы
жидкость - пар, вследствие возникновения давления насыщенного пара, т.е.
давления пара в присутствии жидкой фазы в баллоне. В процессе наполнения
баллона первые порции сжиженного газа быстро испаряются и заполняют весь его объем,
создавая в нем определенное давление. При уменьшении давления газ мгновенно
испаряется. Испарение сжиженного газа в баллоне продолжается до тех пор, пока
образовавшиеся пары сжиженного газа не достигнут насыщения.
Это свойство пропана и бутана позволяет хранить газ в небольших
объемах, что очень важно. В качестве примера рассмотрим рис. 1. Давление
насыщенного пара бутана составляет 0,1 МПа при 0 °С и
0,17 МПа при 15 °С, а давление насыщенного пара пропана при этих же
температурах 0,59 и 0,9 МПа соответственно. Это различие приводит к
значительной разнице в давлении смеси при изменении пропорции пропана и бутана.
Давление растет при увеличении температуры, что приводит к большим изменениям
объема сжиженного газа, находящегося в жидком состоянии. Следовательно, если
сжиженный газ в жидком состоянии полностью заполняет баллон и температура
продолжает увеличиваться, то давление будет быстро расти,
что может привести к разрушению баллона.
Поэтому никогда не заполняйте баллон жидким сжиженным газом
полностью, Обязательно оставляйте паровую подушку, объем которой равен 10% от полной емкости баллона.
Эти два газа (пропан и бутан) различаются между собой
температурой кипения, при которой они переходят из
жидкого в газообразное состояние. Пропан перестает переходить в газ и остается
в жидком состоянии при температуре -43 °С, для бутана
эта температура равна 0° С.
Рис. 1. Зависимость давления насыщенных паров пропана и бутана
от температуры
В условиях холодного климата (или зимой) в сжиженном нефтяном
газе - смеси пропана и бутана, - предназначенном для использования в качестве
автомобильного топлива, должен преобладать пропан для лучшей газификации смеси.
На газозаправочные станции согласно ГОСТу 27578-87, введенному с 1 июля
Рис. 2. Зависимость давления насыщенных паров смеси пропана и
бутана от температуры
Теплота сгорания газа несколько больше, чем у бензина. Однако с
увеличением количества подаваемого в двигатель воздуха теплота сгорания
несколько уменьшается.
Молекулярная масса сжиженного газа меньше, чем у бензина, и
это уменьшает мощность двигателя. Поскольку в двигатель сжиженный газ
поступает в газообразном состоянии, то по сравнению с бензином уменьшается
наполнение им цилиндров (ниже скорость горения газо-воздушной
смеси) при высокой частоте вращения коленчатого вала двигателя. При уменьшении
частоты вращения в двигатель подается меньший объем газа. Таким образом, при
работе двигателя на газе его мощность снижается. И в этом один из недостатков
газобаллонного двигателя. Если мощность двигателя, работающего на бензине,
принять за 100%, то мощность двигателя, работающего на газе, будет примерно
равна 90%, что приводит к снижению максимальной скорости примерно на 4%, но не
надо забывать об экономии денежных средств. Мировое соотношение цены бензина к
газу - 10:6.
Снижение мощности двигателя происходит по причине более низкой,
чем у бензина, теплоты сгорания газа (см. табл.2). И в результате происходит
неполное наполнение цилиндров двигателя газо-воздушной
смесью. Однако ранней установкой угла опережения зажигания до ВМТ на 3 - 5°
этот недостаток частично устраняется. В условиях эксплуатации большой разницы
при движении автомобиля на газе или на бензине не ощущается.
