Эффективность впрыска метанола, воды, этанола. Вода метанол
Вода-метанол, детальное изучение.
Цель этой статьи – разобраться для чего используется система впрыска воды, какие виды бывают, что лучше лить (вода, вода/метанол, водка – русский вариант), на каких двигателях лучше всего использовать (бензиновый, LPG — газ, дизельный).
Многих наверное может насторожить само понятие – лить воду в мотор. Не надо этого боятся. Не важно, какой вид топлива – бензин, газ, дизель, этанол или метанол – все это углеводороды. Для лучшего понимания давайте разберемся, что такое идеально сгорание и что получается на выходе.
Воздух состоит из 78.09% азота, 20.95% кислорода и 0.96% других газов. В двигатель мы подаем воздух и топливо, сжимаем и зажигаем. Когда смесь горит, атомы водорода и углерода отдельно друг от друга начинают искать атомы кислорода, чтобы с ними соединиться “пожать им руки”. 2 атома водорода находят 1 атом кислорода и образуют воду 2Н + 1О= Н2О. Один атом углерода начинает дружить с двумя атомами кислорода — 1С +2О = СО2 и образуется углекислый газ.
В идеальном случае азот не вступает в реакцию с другими атомами и выходит из выхлопной трубы в виде N2. Идеальное сгорание смеси образует только СО2 и Н2О, но в реальности воздух и топливо смешиваются не совсем равномерно (но это не относится к нашей теме). Главное это то, что вода является продуктом распада и не надо ее боятся, она всегда есть и будет в ДВС при использовании углеводородного топлива.
Теперь пришло время рассмотреть каким же образом установка системы впрыска воды или вода/метанола может улучшить характеристики двигателя (повысит его мощность, снизит расход топлива). Не буду сильно Вас нагружать формулами из раздела физики о термодинамики, но принцип понять необходимо. Давайте представим, что вы находитесь летом на пляже под лучами палящего солнца и вдруг на вашу кожу попадают маленькие капельки воды. Вы сразу почувствуете резкий холод, но это не из-за того что вода холодная, а по причине того, что когда жидкость переходит в газообразное состояние она в этот момент поглощает большое количество тепла.
Разные жидкости поглощают различное количества тепла, как много ответ найдём в ниже приведенной таблице.
Вообще эта таблица из учебника “Internal Combustion Engine Fundamentals” очень полезная. В ней указаны основные характеристики различных углеводородных видов топлива. В Данный момент нас интересует столбец под названием Heat of Vaporization (kJ/kg) — Удельная теплота парообразования.
Для примера – у бензина (gasoline) теплота парообразования 307 kJ/kg, а у метанола 1147 kJ/kg – в 3.74 раза больше. Так как вода не является топливом, поэтому ее и нет в этой таблице. Для информации у воды удельная теплота парообразования – 2350 kJ/kg, в 7,65 раз больше чем у бензина и более чем в 2 раза выше удельной теплоты парообразования метанола.
Из выше сказанного следует, что вода в разы имеет лучшие показатели в плане охлаждения. Установка системы впрыска воды отлично работает на всех видах двигателях, но выполняет различные задачи в зависимости от типа двигателя (Отто или Дизель) и конечно от вида подачи топлива. Для начала давайте рассмотрим самый популярный пример (для России) – бензиновый (Отто) турбо двигатель. Чем больше массы воздуха поступает в ДВС тем больше мощность на выходе. Чем холоднее поступающий воздух, тем выше плотность и соответственно масса воздуха и количество молекул кислорода. Пока не будем рассматривать вопрос детонации (меньше температура – меньше шансов для возникновения детонации), а просто давайте рассчитаем степень понижения температуры при испарении.
В качестве примера рассмотрим что-то посерьезней. Возьмем реальный компрессорный двигатель с самолета, который имеет 900 Киловатт при 3600 об/мин. В качестве основного компонента топлива (углеводорода) используется изооктан С8Н18. Рассчитаем, как сильно понизится температура при испарении топлива
Qevap = Nf*Mf*Hfg = Na*Ma*Cp*deltaT Qevap – теплопередача (heat transfer), в данном случае при охлаждении испарением (Evaporative cooling from C8h28) Nf – количество молекул топлива Mf – масса молекул топлива Hfg – коэффициент теплопередачи (heat transfer coefficient). В данном случае имеется ввиду теплота парообразования (heat of vaporization) – для изооктана 290 KJ/Kg смотри таб. Выше. Na – количество молекул воздуха Ma – масса молекул воздуха Cp – теплоемкость газа при постоянном давлении – 1005 КJ/Kg – K (таблица в предыдущем посте) Q= масса молекул топлива * Hfg Delta T = Q / масса молекул воздуха * Ср С8Н18 – для идеального сгорания топлива необходимо 25 атомов кислорода и 94 атома азота Теперь найдем массу молекул топлива и воздуха. Напоминаю: H -1 gr, C – 12 gr, N–14 gr, O–16 грамм. Масса топлива = (8*12) + 18*1 – 114, следовательно Q = 114 *290 = 34996 Масса воздуха = 25 * 16 + 94 * 14 = 1717 Делта Т = 34996/1717*1.005 = 20.38 градусов. При испарении топлива температура понизится на 20 градусов.
Данные типы самолетных двигателей используют систему впрыска воды для охлаждения смеси в количестве 25% от массы топлива. Предлагаю рассчитать дельту Т для воды: Hfg — heat transfer coefficient. В данном случае имеется ввиду- heat of vaporization – для воды 2350 KJ/Kg, обратите внимание насколько больше чем у изооктана (290) Масса топлива осталась неизменна -114 Масса воду = (0.25) * (114) = 28.5 Qevap – heat transfer, в данном случае Evaporative cooling from h3O Q = масса молекул воды * 2350 = 114 *2350 = 66975 Дельта Т = Q / массу молекул воздуха * Ср= 66975 / 1717 * 1.005 = 40 градусов А это уже не плохо. Переведем в прирост мощности. Как было показано в предыдущих постах, уменьшение температуры увеличивает плотность воздушного заряда. Соответственно, увеличивается количество молекул воздуха и, конечно же, кислорода. В свою очередь это способствует увеличению мощности двигателя. Допустим, что температура на впуске была 60 градусов Цельсия: Wwith = Wwithout * (Twithout/Twith) = 900 Kw * (338 K / 297 K ) = 1024 Kw Прирост составил 124 киловатт или 124 * 1.36 = 168 л/сил. Неплохо.
Хочу заметить, это реальный расчет для системы впрыска воды, которая применяется в самолетном двигателе. Раньше уже писал, что эта система с успехом использовалась еще во времена второй мировой войны. Если обратится к примерам использования впрыска воды на серийных автомобилях, так этим занималась компания SAAB (кстати, если кто не знает, имя и репутацию эта компания заработала как производитель самолетов). Цель была повысить экономичность на высоких скоростях и при акселерации. Результаты были не плохи – 20- 30% экономии топлива.
Данный пример хорошо показывает, на сколько поднимется мощность двигателя за счет охлаждения топливно-воздушной смеси при использовании системы впрыска воды на двигателях с распределенным впрыском топлива. Но сейчас наступила эра двигателей с непосредственным, прямым впрыском топлива (Gasoline Direct Injection GDI) где топливо подается непосредственно в камеру сгорания в момент, когда воздух уже сжат и фаза охлаждения воздушного заряда во впускном тракте отсутствует. Следовательно, использование системы впрыска воды на таких двигателях будет еще более эффективна.
Тот факт, что бензин при испарении забирает тепло и охлаждает, используется на турбо двигателях для борьбы с самовозгоранием смеси при сжатии, калильным зажиганием и детонаций. Стоит отметить, что на двигателях Gasoline Direct Injection GDI самовозгорание смеси при сжатии и калильное зажигание физически просто невозможно. Поэтому такие ДВС имеют более высокую степень сжатия и работают на более высоком бусте и очень бедных смесях.
Большая ошибка многих специалистов по установке газового оборудования на бензиновые двигателя использовать принцип настройки, как на классическим топливе чем богаче смесь, тем безопаснее. Нет, это в корни не правильно – чем беднее, тем безопаснее т.к. топливо подается уже в виде газа и при смешивании с воздухом смесь не охлаждается. И вот здесь использование системы впрыска воды (особенно на турбо моторах) будет очень полезно.
Один из самых эффективных способов безопасного увеличение мощности на дизельных моторах – установка системы впрыска воды, но в отличие от бензиновых двигателей обязательна перенастройка ЭБУ. Дизельные двигателя работают на очень бедных смесях более 20/1 – поэтому и экономичны. Поднять мощность на них проще простого – добавить топлива, обогатить смесь и все, главное вовремя остановится, пока не взорвался двигатель или не будет проблем с турбиной из-за высокого ЕГТ. Если на дизельном моторе вы просто поднимете буст то мощность понизится т.к. смесь станет еще беднее и как следствие упадет температура в КС и ЕГТ. Поэтому увеличение наддува, и всех модернизаций в системе впуска по улучшению подачи воздуха используется при тюнинге дизельных двигателей – для охлаждения двигателя. Получается ситуация обратная бензиновому двигателю, где топливом охлаждают.
Современный дизельный двигатель имеет степень сжатия 17 — 19 и работает на избыточном давлении более 1.5 бар и к тому же используют турбо нагнетатель с изменяемой геометрией – который очень не любить высокую температуру выхлопных газов ЕГТ. Использование впрыска воды позволяет значительно понизить ЕГТ и как следствие безопасно увеличить подачу топлива для повышения мощности.
Эффект использования системы впрыска воды или смеси вода/метанол (в дальнейшем буду использовать только выражение впрыск воды) вызван тем, что когда жидкость переходит в газообразное состояние она в этот момент поглощает большое количество тепла. И вот здесь, главным является добиться очень хорошего распыления. Это же очевидно, что чем меньше размер капель, тем легче молекулы воды при встрече с молекулами воздуха (стенок системы впуска, впускных клапанов, камеры сгорания, поршней) перейдут в газообразное состояние и поглотят тепло. За счет чего получается такое распыление (лучше, чем распыление скажем у тех же топливных форсунок) рассмотрим немного позже, а пока предлагаю взглянуть на принципиальную схему.
Для достижения качественного распыления необходимо создать в системе высокое давление. Для этого используются водяные насосы поддерживающие давление от 8 до 13.8 БАР в системе. Все основные производители систем впрыска воды, такие как Coolingmist, Devils Own, AEM и т.д. используют одни и те же водяные насосы фирмы Aquatec , если быть более точным, то вот этот, из серии 5800 (PDP5843-2S0D-B744)
В данном насосе встроен регулируемый перепускной клапан (BYPASS), который вы можете настроить на необходимое вам давление (но не более 200 PSI или 13.8 Bar). В большинстве случаев производители систем впрыска воды используют насосы, настроенные на максимальное давление 200 PSI (чем выше давление, тем конечно лучше распыление). Но есть и исключение, к примеру, всем хорошо знакомый производитель Aquamist использует давление 160 PSI, правда у них есть на то причина (об этом поговорим позже).
Те, кто желает сэкономить пару долларов, покупают насос фирмы Shurflo (P/N — ¬8009-543-236) можно купить на ebay, но я бы лично не делал этого т.к. максимальное давление данного насоса всего 60 PSI.
С насосом определились, не так важно где вы его купите, все они делаются на одном заводе в Америке (если речь идет о производителе Aquatec) . Следующим элементом системы впрыска воды, отвечающим за распыление является сопло или форсунка.
Самый дешевый источник приобретения (который мне известен) является McMaster.com . Маленькое сопло — P/N 3178K62 подойдет для атмо мотора, Среднее сопло (мощность 150 – 300 л/с) — P/N 3178K75. 200-400 л/с — P/N 3178K76. А для большого буста можно использовать форсунку P/N 3178K76 или 3178K77 Цена за каждую в пределах 4-4.5 доллара.
Если вы приобретете форсунки отдельно, то Вам необходимо позаботится и о том, что бы система не протекала и во избежание возможного в таком случае гидроудара – необходимо установить в систему водяной соленоид
Он работает в режиме Вкл/Выкл. Включается вместе с насосом и выключается (смотри схему подключения). Приобрести можно на Ebay или в том же McMaster.com — P/N 7876K12 – цена около 40 долларов.
Также возможно подобрать подходящий обратный клапан, выполняющий данную защитную функцию
После этого сопло устанавливается перед дроссельной заслонкой, часто приходится изготавливать переходник, если нет возможности монтажа в сток систему.
Если нет времени, желания в покупке форсунок, обратного клапана и соленоида по отдельности, в таком случае есть возможность покупки комплектов у основных производителей систем впрыска воды. Многие из них продают сразу держатель, фильтр, обратный клапан и несколько сопл в комплекте. Выглядит это так. По мне так это отличное решение
Теперь предлагаю вернутся к разбору основной схемы простейшей системы впрыска воды. Там есть реле (можно купить в любом авто магазине). Контакт 86 идет к замку зажигания, 85 – главный выключатель (устанавливается в салоне автомобиля), и он же подключается к реле давления. Чтобы система заработала необходимо включить зажигание, основной выключатель, а также последнее условие – достижение заранее выставленного давления (буст) при котором начнет работать насос и откроется соленоид.
Принцип работы реле давления показан на схеме
Одним из самых популярных и не дорогих настраивающихся на определенное давление реле — является продукция фирмы NASON
Цена в пределах 20 баксов и широкий выбор
К примеру, мы запланировали, что впрыск воды будет включатся при достижении избыточного давления 1 бар (14,5 PSI) покупаем реле SQ-2, настраиваем на 14.5 PSI и при достижении данного давления реле давления выполняет последнее условие, для основного реле (Электра цепь замыкается).
Ну и последнее, что бы я добавил для простейшей системы впрыска воды – защиту, на случай если закончится вода в баке. Для этого можно установить свич в бак, который замыкается при малом количестве жидкости
Далее в зависимости от ваших пожеланий можно вывести лампочку, в салон автомобиля сигнализирующую о том, что бак уже пустой. Или как вариант, через дополнительное реле отключить соленоид, управляющий актуатор вестгейта турбины и тем самым автоматически будет убираться буст при недостатке воды в баке системы впрыска воды. Начало темы Впрыск вода, метанол
Автор: Владимир Шарандин
enginepower.pro
Впрыск вода, метанол
В этом посте речь пойдет о впрыске смеси воды и метанола в впускной коллектор двигателя. Для чего это нужно я постараюсь объяснить и привести некоторые расчеты и практическое применение системы в подтверждение. Многим покажется скучным из за обилия формул и расчетов, хотя мат. часть можно и пропустить. Сразу стоит отметить, что впрыск смеси вода/метанол имеет свое значение не во всех случаях и подойдет не каждому, так как любое вмешательство во впуск требует точной настройки и наличие стендов и приборов для сравнения характеристик двигателя. Многие конторы предлагают готовые системы впрыска воды и подтверждают её необходимость своими якобы исследованиями. Существуют некоторые разновидности и особенности этих систем, но принцип действия у них один, а это подача смеси из воды и метанола в определенных соотношениях под высоким давление через распыляющие форсунки в впускной коллектор. По заявлениям производителей такие системы понижают температуру топливо воздушной смеси поступающую в камеру сгорания, добавляя мощность двигателю.
И так, давайте разберемся. Все производители систем впрыска В/М (вода/метанол) заявляют, что при установке их продукции, у Вас будет падение температуры 50-200 градусов на впуске.
Примерно эти заявления выглядит так (они у всех, как под копирку, одно и то же)
DevilsOwns Benefits Include:
Increase horsepower safely by 10-15%.Lower air temperatures by 50-200+ degrees.Decrease cylinder temperatures up to 300 degrees.Reduce the effects of heat soak in warmer climates.Allows you to safely run more boost and timing.Reduces carbon and helps maintain a clean combustion chamber.Increases octane at user programmable boost levels.
Но вот, как у них это получается, так об этом информации нет. К с счастью, на сайте AQUAMIST, А ЭТО ПРИЗНАНЫЙ ЛИДЕР, я нашел расчеты на примере 2.0 литрового турбо мотора. Давайте посмотрим на это повнимательнее. Самое главное, что все формулы, расчеты верные.
Таблица изменения температуры воздуха в зависимости от эффективности компрессора.
Для нашего примера, я стрелкой указал, что при температуре 25С, бусте (избыточном давлении) 1 бар и эффективности компрессора 65% температура поднимется с 25С до 124С. Это так, все верно (проверил)
Следующая диаграмма показывает изменение плотности (Density) воздуха в зависимости от падения температуры (Temperature drop C). Именно на столько Аквамист и собирается, в своем примере понизить температуру сжатого воздуха после компрессора, используя впрыск В/М (вода/ метанол). Изменение плотности, это увеличение поступаемого кислорода в КС (камеры сгорания) и как следствие – повышение мощности.
Кому интересно, для этого использовалось следующее уравнение:
% DENSITY INCREASE={(T1*P2)/(T2*P1)*(P2/P1)-1}*100%T1=ambient+273 T2={T1*(P2/P1)^0.283)-Td}Td=Tdrop P1=atmos P2=boost
Проверил, все верно.
Как я уже говорил, в своем примере они используют 2.0 литра турбо мотор с эффективностью компрессора 65% (мощность 200 сил). Следующая диаграмма поможет нам определить расход воздуха необходимый для этого, при надуве 1 бар. Он равняется 8.64 кг/мин
Расчеты не указаны, но я проверил, все верно. Кому интересно, я так думаю они использовали следующее уравнение:
Wa=HP*A/F*BSFC/60Wa = AirFlow (actual) (lb/min) – расход воздухаA/F = AFR – топливо воздушная смесь. Возьмем 12.5 (максимальная мощность)HP = мощность (200 сил)BSFC – Brake Specific Fuel consumption. (Удельный расход топлива — равен отношению расхода топлива (на единицу расстояния или времени) к мощности) – Пусть будет 0.46 (это нормально для бензина)Wa=200*12.5/0.46/60= 19.166 lb/minТеперь переведем в Кг/сек – 19.166* 0.007559=0.144 кг/сек
Или — 0.144кг/сек *60 мин = 8.64 кг/мин. Проверил, все верно.
Теперь можно смело переходить к самому расчету эффективности системы впрыска вода метанол.
Для этого они предлагают установить форсунку, жиклер (injection Nozzle) размером 250 г/сек.Кому скучно, переходите сразу к моим комментариям
EQUATION USED: MaCpT1 + MwHf = MaCpT3 + MwHgT1=124C, T2=25C, T3=final Cp=Specific heat of air=1.005Ma=mass of air/s, Mw=mass of water/s,Hf=Enthalpy of sat liquid, Hg=Enthalpy of sat vapour(obtained from steam tables)Air mass=8.64/60 = 0.144Kg/s. We need to guess the final temperature of the mixture to look up tables:Let T3=(T1+T2)/2 =74.5°C. say 75°C.From the steam tables:Hg @75°C = 2635.3 kJ/kg Saturated vapourHf @25°C= 105kJ/Kg Saturated liquid
re-arrange the equation:MaCp(T1-T3)= Mw(Hg-Hf)to:T3= 124-(2635.3-105)/(0.144*1.005)Mw = 17547MwSubstitute Mw to obtain final temperature:
For Mw=0.00333Kg/s (200ml/min): T3=124-57.91=66.09°CFor Mw=0.00417kg/s (250ml/min): T3=124-73.12=50.88°CFor Mw=0.00500kg/s (300ml/min): T3=124-87.74=36.27°C
Да все на 100% верно, при использовании жиклера 250 мл/мин температура понизится с 124 С до 50С (на 73С). Все как в начале и планировали.Ну, а теперь самое интересное. Вы спросите меня, а в чем подвох?
1. В примере использовался мотор 2.0 л турбо БЕЗ ИНТЕРКУЛЕРА И ПРИ ЭТОМ С НАДУВОМ 1 БАР. Вы такие машины видели? Я нет. Для чего все это, да просто, чем больше разница в температуре топлива и Т нагретого после сжатия воздуха, тем больше эффект . Пример для реальности практически не пригодный, а вот для рекламы…
2. В данном примере использовалась не смесь вода/метанол, а чистая вода. Почему? Да опять, для того, чтобы использовать удельный коэффициент теплоты парообразования равный 2530 (удельная энтальпия пара при 75С – удельная энтальпия жидкой воды НО ПРИ 25С). А это значение более чем в 2 раза выше, чем у метанола. Да вообще, на земле вода вторая в списке с этими характеристиками (если не изменяет память, профессор поправит)
3. Я не поленился и посчитал, какой процент воды по отношению к бензину получился. Так вот здесь очень интересно. При использовании жиклера 250 г/мин это составит — 37%, а при 300 г/мин — 44%. Т.е. на один килограмм бензина — 370 грамм или — 440 грамм воды.
Я не имею против Аквамиста ничего, это лидер, бесспорно. Они доказали это, их системы успешно использовались в ралли на машинах WRC. Но все производители, в один голос заявляют, что процент смеси вода/метанол (не чистой воды) не должен быть более 25%. Я послал запрос в Аквамист и получил ответ с рекомендациями. 100% вода – 10%-15%, смесь 50/50 вода/метанол – 15%-20%, 100% метанол – до 25% от массы бензина.
Далее, вот привожу информацию от другого производителя (переводить не буду, а то профессору не нравится моя терминология, да и уже устал писать)
in alcohol injection systems with larger nozzles, it is easy to go overboard with too much water (more than 10-15% of total fuel), contaminate the oil and cause damage to the engine.
А теперь я Вам приведу расчеты в реальном мире. Возьмем сток 2.0 турбо ФОРД фокус. У которого установлен интеркулер вода/воздух (эффективность 85%), надув максимальный 0.9 бара и посмотрим, что будет, если просто установить и ни чего не делать, пользуясь рекомендациями 50/50 смесь вода/метанол и 20% от массы бензина.
При температура 25С на улице, после интеркулера будет 37,5С. Падение температуры составит 28 градусов при установке системы вода/метанол. Конечно температура упадет на столько не в системе впуска после интеркулера, а в большей степени в КС. Вот такая разница, между рекламой и …
При грамотном тюнинге впрыск спирта повысит надежность всех компонентов двигателя. Спирт будет держать камеру сгорания в чистоте. Жизнь свечей продлится. Засчет более низких EGT, повышенного октанового числа смеси, пониженной температуры всасываемого воздуха (intake charge) и засчет повышенной детонационной стойкости - надежнось увеличится.
Ниже приведу пример практического применения системы, нарытого на просторах интернета.
Тест водно-метанолового впрыска
Для теста был выбран Ниссан S14. Спеки тестируемой машины: SR20DET 2.0 головка - сток. распредвалы - сток. СЖ - сток. выпускной коллектор - FullRace. выхлоп - Greddy. турбина - Garrett GT30R .86AR мозги - PowerFC + MAF Emulator вместо расходомера.
Для тестов был выбран впрыск метанола от SnowPerformance: Stage 1 Boost Cooler™
С чего мы начали - залили 98 бензина УкрАвто, настроили БК на 1.30 бар, смесь на 11.8, углы на 1гр раньше чем проскакивает детонация. Т.е. отстроили на предел наддува 1.3. Сделали три заезда на замер мощности. Получили 396..400лс. Т.е. стабильность заездов/замеров - 1%. Очень не плохо.
Вот один из этих замеров:
Сразу скажу что абсолютные цифры мощности я обсуждать не буду. Нашей целью было определение есть ли прирост от впрыска и в каком % отношении, а спорить о % потерь в трансмиссии и т.п. можно до бесконечности. Проценты же прироста от впрыска метанола никогда не врут.
После того как мы зафиксировали рез-т в 396-400лс без впрыска, мы активировали впрыск. Смесь с ~11.5 сразу прыгнула на 10.0-10.5 а мощность просела сил на 30:
Дальше мы долго и упорно тестировали разные комбинации смеси/углов оставаясь на 1.30 бар наддува. Что можно сказать однозначно - детонацию этот впрыск давит очень не слабо. От тех углов которые были предельными для смеси 11.5 без впрыска можно было на смеси 12.0 сделать зажигание раньше на 6гр без появления детонации. Но прирост мощности на 1.3 бар наблюдался только на первых 2-3гр опережения, на 5-6гр детонации небыло но и мощность уже не поднималась. По смеси беднее 12.0 повышение мощности мы тоже зафиксировать не смогли. При углах настроенных на грани детонации без впрыска, смесь с метанолом можно было откатывать с 11.5 до 13 без возникновения детонации. Но после 12.0 обеднение уже не давало никакого положительного эффекта.
В итоге на 1.3 бар мы пришли к лучшему результату на смеси 12.0 и углах на 2гр раньше от того с чего мы начинали без впрыска. При этом до детонации у нас еще было минимум 3-4 гр запаса. Без впрыска запаса уже неыбло вообще. Средний прирост на 1.3 бар в итоге составил около 15лс и 25Нм. Т.е. около 4%.
Вот пара графиков - исходный без впрыска и с отстроенным впрыском:
После этого мы попробывали увеличить наддув до 1.6 бар. Вот тут картина стала интереснее. Без метанола мощность была порядка 435лс, а с метанолом 460лс:
Т.е. прирост уже порядка 6%. Опять же при значительно большей детонационной стойкости.
Отсюда напрашивается вывод что влияние впрыска тем больше чем выше наддув/горячее воздух идущий в цилиндры и чем больше приходилось откатывать углы/смесь от оптимальных что бы избежать детонации.
Т.е. на моторах с большими эффективными турбинами, невысоким наддувом и большими интеркулерами эффект от впрыска может стремиться к нулю. Если же система работает почти на пределе турбины/интеркулера то впрыск может давать очень ощутимый результат.
И еще...тесты проводились ночью при температуре 20С на машине которая перед заездами проезжала по трассе и продувала подкапотное пространство и интеркулер. Впускной коллектор был чуть теплый. В ситуации чемпионата на Чайке когда машины стоят на 38гр жаре под солнцем, а впускной коллектор по компу показывает 75С воздуха внутри эффект может быть еще больше чем полученный нами вчера.
Поэтому десяток комплектов впрыска мы завезем и на наши машины его поставим. Не столько ради +5% мощности сколько за безопасность на чемпионатах ездить на обычном бензине и не бояться летней жары.
По поводу прогрессивных контроллеров...в наших случаях я в них смысла не вижу. По крайней мере на машинах с нормальными интеркулерами. Мы будем програмировать включение впрыска только на полной нагрузке 1.3-1.6 бар, а это довольно узкий диапазон что бы в нем еще играть производительностью впрыска. Ниже 1.3, когда турбина мало греет воздух и кулера хватает с головой, особого смысла лить метанол я не вижу.
Если же это компрессорный мотор в котором вообще нет кулера и воздух постоянно горячий, то там пожалуй это полезно. Но у нас в работе таких машин нет и не планируется. Поэтому Заказываем простые Stage 1 киты.
Надеюсь эта информация будет кому-то полезна.
Объяснение процессов впрыска воды хорошо объясняется на следующем видео .
Вода-метанол, детальное изучение.
Расчет форсунок, бензонасоса
Автор: Владимир Шарандин
enginepower.pro
Эффективность впрыска метанола, воды, этанола.
Коэффициентом наполнения называется отношение количества свежего заряда, по массе, действительно поступившего в цилиндр, к количеству свежего заряда, также по массе, которое могло бы заполнить рабочий объем цилиндра при давлении и температуре в исходном состоянии на впуске в двигатель
Или проще – чем выше значения коэффициента наполнения VE, тем больше воздуха поступит в двигатель, а значит и будет возможность больше сжечь топлива. Нет воздуха, нет кислорода и не возможен процесс горения при котором выделяется тепло.
Вид топлива, каким способом и когда это топливо поступает в двигатель – влияет на значения коэффициента наполнения. У двигателей с карбюратором или моно впрыском топливо подается раньше, еще до впускного коллектора и в основном, такие моторы имеют в целом более низкие значения коэффициента наполнения. Причина заключается в том, что топливо начинает практически сразу испарятся, и эти испарения замещают поступающий свежий заряд воздуха. Двигатели с распределенным впрыском, в которых топливо подается в впускной канал имеют выше коэффициент наполнения при прочих равных условиях. Т.к. не происходит замещение воздуха в впускном коллекторе. Топливо не испаряется до тех пор, пока не поступит в впускной канал и не встретит впускные клапана.
Двигатели с непосредственным впрыском, у которых топливо подается прямо в цилиндры после того, как впускные клапана уже закрыты, не имеют вообще снижения коэффициента наполнения из-за подачи топлива. Чем позже топливо начнет испаряться в системе впуска, тем это лучше для VE коэффициента наполнения. Но, с другой стороны, чем раньше начнется процесс испарения, тем лучше будет смесеобразование и более равномерная подача смеси в цилиндры.
Раньше, на двигателя с карбюратором желательным было добиться испарения 60% топлива в впускном коллекторе. Подогрев заряда способствует снижению VE т.к. при этом снижается плотность заряда. Однако на ТАКИХ двигателях подогрев необходим для обеспечения лучшего испарения топлива. При этом надо иметь в виду, что подогрев следует осуществлять только до тех пор, пока увеличение мощности двигателя из-за лучшего испарения смеси будет компенсировать снижение той же мощности вследствие уменьшения VE
Двигатели, в которых используется система распределенного впрыска, не нуждаются в подогреве впускного коллектора, полагаясь на более качественный распыл форсунок и высокую температуру вокруг впускных клапанов для обеспечения испарения топлива. Результат — более высокий коэффициент наполнения. Часто, топливо впрыскивается прямо на впускной клапан. Это не только ускоряет процесс испарения, но также охлаждает впускной клапан, цикличная температура которого легко переваливает за 400*С, хотя средняя в пределах 200-300*С.
Топлива с малыми значения AFR (соотношение массы воздуха к массе топлива), такие как алкогольные виды, уменьшают коэффициент наполнения еще в большей степени. Топлива, у которых высокая удельная теплота парообразования отыгрывают часть потерянного коэффициента наполнения из-за сильного эффекта охлаждения в момент испарения. Это понижение температуры входящего свежего заряда делает его более плотным и позволяет при том же давлении в системе впуска поступить большему количеству воздуха.
Классическая система впрыска, также как и на моторах с карбюратором или моно впрыском, подает смесь до впускного коллектора, а значит ее эффект напрямую зависит от значения удельной теплоты парообразования этой подаваемой смеси.
У бензина теплота парообразования 307 kJ/kg, а у метанола 1147 kJ/kg – в 3.74 раза больше. У воды удельная теплота парообразования – 2350 kJ/kg, в 7,65 раз больше чем у бензина и более чем в 2 раза выше удельной теплоты парообразования метанола. Этанол – 873kJ/kg.
Октановое число у этанола и метанола приблизительно одинаковое – в пределах 108-109., но этанол сильно проигрывает по охлаждению метанолу. Вода в этом плане без конкуренции и охлаждает в разы лучше и на порядок лучше решает проблемы с детонацией и EGT (температура отработанных газов)
У метанола, также есть свои плюсы – прежде всего это топливо, при сгорании он выделяет тепло, что дает мощность. Более того, если сравнить метанол с бензином, то он в пересчете тепловой энергии к удельной массе кислорода выделяет на 6% больше энергии. Бензин имеет 43 Mj/kg, а метанол – 20 Mj/kg, но метанол, это кислорода содержащий углеводород, поэтому имеет стехиометрическую смесь или соотношение воздух / топливо, равное 6.47:1 (массовые части), а бензин 14.7:1. Или по-простому – метанола необходимо лить более, чем в два раза больше.
А вот в чем преимущество этанола? — эффект охлаждения для увеличения коэффициента наполнения – под большим вопросом. Хуже метанола и в разы меньше эффект чем у воды. — увеличение октанового числи или проще говоря борьба с детонацией – так в сравнении с водой шансов нет — тепловая энергии к удельной массе кислорода – приблизительно такие же показатели, как и на бензине и хуже чем у метанола
Так, что водку лучше использовать по ее прямому предназначению – “под закусочку”. Конечно, в мороз водку можно использовать, как “универсальную жидкость”, заменит “омывайку” и не навредит мотору при использовании в системе впрыска воды (вода метанол).
Также статьи по впрыску воды вдвигатель Вода метанол, детальное изучение Впрыск вода, метанол
Автор: Владимир Шарандин
enginepower.pro
Метиловый спирт метанол с водой
Отдельные представители спиртов. Метиловый спирт, метанол, древесный спирт СНдОН. Прозрачная бесцветная жидкость со слабым спиртовым запахом. Смешивается с водой, ацетоном, спиртами во всех отношениях. Крайне ядовит. [c.99]
Формальдегид сильно отличается от других альдегидов по своему отношению к воде. Он образует с ней химические соединения (гидраты), и поэтому поглощается водой очень энергично и в большей степени, чем спирт (у других альдегидов отношение обратное). Абсорбция формальдегида проводится в аппарате 6 разбавленным водным раствором метанола, получающимся в скруббере 8. Режим работы абсорбера 6 подбирается таким, чтобы снизу из него выходил готовый формалин, содержащий 36—37 вес. % формальдегида и 7—9 вес. % метилового спирта. Часть воды и весь метанол, необходимые для этого, уже содержатся в реакционных газах. Недостающее количество воды поступает с водным метанолом, орошающим абсорбер 6. Первая стадия абсорбции является весьма экзотермичной вследствие выделения теплоты конденсации водяных паров из газа и теплоты растворения формальдегида. Поэтому абсорбер 6 имеет несколько промежуточных холодильников (не показаны на схеме). [c.659]
Метиловый спирт (метанол) по составу отвечает формуле СИзОН. Молекулярный вес его 32. Он является жидкостью удельного веса 0,79 г/сл( , с температурой кипения 64,7 °С. Плотность пара метанола по отношению к воздуху 1,1. Растворим в спиртах и ряде других органических соединений. С водой смешивается во всех отношениях. Легко воспламеняется, имеет температуру вспышки — 1 °С. С воздухом образует взрывоопасные смеси (пределы взрываемости 5,5—36,5%). Обладает цветом, запахом и вкусом, сходными с таковыми этилового (винного) спирта. [c.664]
Метиловый спирт (метанол, древесный спирт) СНдОН. Бесцветная прозрачная легкоподвижная жидкость. Плотность 0,792 г/см . Температура кипения 64,7° С. Смешивается во всех соотношениях с водой, другими спиртами, бензолом. [c.18]
Метанол (метиловый спирт), содержание воды не более 0,1% (исходный метанол). [c.23]
Метанол (метиловый спирт), содержание воды 0,01 г в 1 жл (стандартный раствор). [c.23]
Раствор конденсированных в водяном абсорбере продуктов окисления, содержащий ацетальдегид, ацетон, ацетали, метанол, метиловый спирт, пропионовый альдегид, акролеин и около 10% воды, поступает в колонну 1, имеющую 70 тарелок и работающую при 2,1—3,5 ат (рис. 17). Головным погоном колонны является ацетальдегид (товарный продукт). Остаток из колонны напра- [c.95]
Для предупреждения образования и устранения образовавшихся гидратов прИ1.меняют различные способы. На газовых промыслах наиболее распространен способ подачи метилового спирта (метанола) в газовую струю. Метанол разлагает гидраты путем поглощения воды, в результате чего в газовом потоке образуются спиртовые с.меш, температура замерзания которых значительно ниже нуля. Метанол является легковоопламеняющейся [c.113]
Метиловый спирт (метанол или карбонол) СНЗОН представляет собой бесцветную жидкость со слабым характерным запахом, с водой смешивается в лю(5ых соотношениях. Ядовит, при приеме внутрь вызывает слепоту, а в больших дозах — смерть (ГОСТ 2222-78-Е). [c.202]
МЕТИЛОВЫЙ СПИРТ (метанол, карбинол, древесный спирт) — простейший представитель предельных одноатомных спиртов, бесцветная подвижная жидкость с характерным запахом, т. кип. 64,5 С смешивается с водой во всех отношениях, а также со спиртами, бензолом, ацетоном и другими органически-ии растворителями. Впервые М. с. выделен в 1834 г. Ж. Дюма и Э. Пелиго из продуктов сухой перегонки древесины. Основной современный способ производства М. с.— синтез его из водорода и оксида углерода. Сырьем служат природный, коксовый и другие газы, содержащие углеводороды (напр1шер, синтез-газ), а также кокс, бурый уголь, из которых получают смесь На и СО2 в соотношении 1 2. М. с. синтезируют при 300—375° С и 39 10 Па на катализаторе 2пО СГ2О3. Небольшие количества М. с. выделяют из подсмольной воды при сухой перегонке древесины. М. с. перерабатывают в формальдегид, добавляют к моторным топливам для повышения октанового числа, используют для приготовления растворителей, метакрилатов, диметилтерефталата (производство синтетического волокна лавсан) применяют в качестве антифриза, а также в производстве галогеналкилов. М. с. сильно ядовит, 5—10 мл М. с. приводят к тяжелому отравлению, 30 мл и более — смертельная доза. Поражает сетчатку глаз. [c.161]
Метиловый спирт (метанол, или карбинол) СН3ОН. Представляет собой бесцветную жидкость со слабым характерным запахом (табл. И), с водой смешивается в любых отношениях. Ядовит, при приеме внутрь вызывает слепоту, а в больших дозах — смерть. Применяется в качестве растворителя, как горючее, для денатурации этилового спирта (стр. 115) в химической промышленности из метилового спирта получают формальдегид (стр. 150), кроме того, его используют во многих других синтезах. [c.114]
Область малых концентраций. Водные растворы неэлектролитов представляют обширный класс жидкостей, структура и свойства которых изучаются различными методами. При исследовании рассеяния рентгеновского излучения смесями метилового спирта с водой И. В. Радченко и Ф. К. Шестаковским обнаружено, что присутствие в воде молекул метанола укрепляет ее структуру, вызывая образование более прочных молекулярных ассоциаций, чем в чистой воде. М. Ф. Букс, и А. В. Шурупова, изучая рассеяние света растворами спиртов в воде, обнаружили узкий максимум интенсивности в области малых концентраций спирта. Проведенный ими теоретический анализ концентрационного рассеяния света показывает, что наблюдаемый максимум интенсивности при малых концентрациях спирта не связан с флуктуациями концентрации. Теоретическая кривая светорассеяния проходит через экспериментальные точки во всей области концентраций выше 0,1 мольных долей спирта. При концентрации (0,05 0,7)т на экспериментальной кривой выделяется узкий максимум, которого нет на теоретической кривой. Можно предположить, что этот максимум интенсивности светорассеяния при малых концентрациях спирта обусловлен флуктуациями структуры раствора, связанными со стабилизацией структуры воды. [c.298]
Метиловый спирт, метанол, древесный спирт. Бесцветная жидкость, т. кип, 64,5°, хорошо растворяется в воде. Широко применяется в лабораторной работе как растворитель, а также в ряде органических синтезов (получение формальдегида, реакция метилирования и др.). Обладает высокой токсичностью и вызывает тяжелые отравления. При постоянной работе с метиловым спиртом опасно постепенное (комулятивное) нарастание его действия. Помимо наркотического действия метиловый спирт вызывает органическое поражение зрительного нерва и сетчатки глаз, в связи с чем при отравлении метиловым спиртом может наступить полная или частичная потеря зрения. Смертельная доза при приеме внутрь метилового спирта 30 г тяжелые отравления могут наступить при приеме 5—10 г [2]. [c.109]
МЕТАНОЛО-ВОДНЫЕ СМЕСИ-ОГНЕОПАСНОСТЬ. Смеси метанола (метилового спирта) с водой пшроко используются для внутреннего охлаждения турбореактивных и турбовинтовых двигателей путем впрыска в компрессор или в камеры сгорания двигателей. Кроме того, они применяются во многих других областях в пром-сти. В таблице приводятся огнетехнические характеристики метаноло-водных смесей по данным М. Г. Годжелло. [c.348]
Британская компания европейских авиалиний рекоменд5>-ет для самолетов Вайкаунт 700—7000 с турбовинтовыми двигателями Роллс-Ройс-Дарт 506-510 применять водно-метаноловую смесь следующего состава 62% вес. дистиллированной воды и 38% вес. метилового спирта (метанола). Плотность водно-метаноловой смеси вышеуказанного состава (при 15,6° С) должна быть не ниже 0,9412 и не выше 0,9445 г см , температура замерзания такой смеси не выше —30° С. [c.23]
Метиловый спирт метанол) H OH — жидкость, смешивающаяся с водой и многими органическими растворителями во всех отношениях, по запаху напоминающая этиловый спирт темп. кип. 64,7°, темп, замерзания —97,1° удельный вес чистого спирта 0,791 (при 20 ). Метиловый спирт горит бледносиним пламенем. Он является сильным ядом прием его внутрь вызывает сначала опьянение, а затем слепоту и смерть. [c.157]
Метиловый спирт (метанол) в течение длительного времени получали из подслюльной воды, выделяющейся при сухой перегонке древесины (отсюда и название древесный спирт ). Выход спирта при этом зависит от породы древесины и колеблется в пределах от 3 до 6 кг на каждый кубический метр сухой древесины. В 1933 г. в СССР была пущена первая установка по получению метилового спирта из синтез-газа (смесь СО и Из) и в настоящее время более 90 о его получают таким способом. Метиловый спирт — важный вид сырья для получения главным образом формальдегида, а также диметилсульфата, диметилтерефталата, метилацетата, диметилфор-мамида, антндетонацнонных смесей (тетраметилсвинец), ингибиторов, антифризов, метила.мнна, метилового эфира акриловой кислоты, лаков, красителей и других продуктов. В чистом виде применяется в качестве растворителя и может быть использован как высокоактановая добавка к моторному топливу. [c.502]
Синтез метилового спирта (метанола). Метиловый спирт СН3ОН представляет собой бесцветную прозрачную ядовитую жидкость со слабым запахом, смешивающуюся с водой в любых соотношениях. Температура кипения метилового спирта 64,7° С, плавления — 95° С, плотность 0,796 г/сл . Раньше метиловый спирт получали только путем сухой перегонки древесины (древесный спирт). С развитием химической технологии (главным обраюм органической) потребление метилового спирта сильно возросло. Его применяют в качестве растворителя, добавки к моторному топливу и как сырье для получения химических продуктов — формальдегида и метилового эфира, акриловой кислоты, необходимых для производства пластических масс, антидето-национных смесей, лаков, красителей. [c.202]
Метиловый спирт (метанол) СН3ОН — бесцветная легкоподвижная горючая жидкость, с запахом, подобным запаху этилового спирта df = 0,7928 / = 64,51 °С tt = 1,3288. Смешивается во всех отношениях с водой, спиртами, ацетоном и другими органическими растворителями не смешивается с алифатическими углеводородами. Образует азеотропные смеси с ацетоном (/кип — = 55,7°С), бензолом (/кип = 57,5 °С), сероуглеродом (/кип = = 37,65 °С), а также со многими другими соединениями. С водой метиловый спирт не образует азеотропных смесей, поэтому большую часть воды можно удалить перегонкой спирта. [c.121]
Синтез метилового спирта (метанола). Метиловый спирт СН3ОН представляет собой бесцветную прозрачную ядовитую жидкость со слабым запахом, смешивающуюся с водой в любых соотношениях. Температура кипения метилового спирта 64,7°С, плавления — 95°С, плотность 0,796 г/см . Раньше метиловый спирт получали только путем сухой перегонки древесины (древесный спирт). С развитием химической технологии (главным образом органической) потребление метилового спирта сильно возросло. Его применяют в качестве растворителя, добавки к моторному топливу и как сырье для [c.209]
Окислительная смесь. Приготовление. В колбу вместимостью 100 мл помещают 3 г марганцовокислого калия (КМПО4) и 15 мл 85%-ной фосфорной кислоты (Н3РО4). Объем смеси доводят до 100 мл, прибавляя дистиллированную воду. Срок хранения смеси 14 дней. 6. Основной эталонный раствор метилового спирта в воде. Приготовление. Растворы готовят при температуре 20°С. В колбу вместимостью 50 мл вливают 20 мл дистиллированной воды, 0,5 мл метанола, объем раствора доводят до метки дистиллированной водой и перемешивают. В мерную колбу вместимостью 500 мл вливают 10 мл приготовленного 1%-ного (по объему) раствора метанола, добавляют дистилли- [c.162]
Средства пожар.отушения — тонкораспыленная вода, пена. Метиловый спирт (метанол) СНзОН — бесцветная жидкость, по запаху и вкусу сходен с этиловым (винным) спиртом. Плотность жидкости пр,и 20 С 0,791 г/с.н -. Плотносп. паров метанола по воздуху 1,1- С водой смешивается во всех отношениях. Температура кипения 64,7 °С, самовоспламенения 436—464 °С, вспышки 8 °С. Пределы взрываемости (объемп, %) нижний — 5,5, верхний — 36,5, Средства пожаротушения— химическая и воздушно-механнче-ская пена, тонкораспыленная вода, [c.122]
В настоящее время в промышленности спирты получают самыми различными методами, например брожением сахаров под действием микроорганизмов, окислением продуктов, содержащихся в природном газе, или присоединением воды к низшим олефинам, получаемым при крекинге нефти. Метиловый спирт (метанол или древесный спирт) СН3ОН долгое время выделяли из продуктов сухой перегонки древесины. [c.186]
Первым членом гомологического ряда предельных спиртов является метиловый спирт (метанол). Его в очень больших количествах получают при сухой перегонке древесины и синтетически (по реакции СО + 2Н2 т > СНзОН-Ь26 ккал). Молекула СНзОН полярна (ц=1,70) и характеризуется следующими структурными параметрами (НС =1,10, (СО) = 1,43, (ОН)=0,95 А, ZH H= 09 , СОН=108°. Энергия связи С—о равна 80 ккал/моль, а ее силовая константа к—5,8. Метанол представляет собой смешивающуюся во всех отношениях с водой бесцветную жидкость [c.67]
Метиловый спирт (метанол) СН3ОН — бесцветная жидкость, по запаху и вкусу сходен с этиловым (винным) спиртом. Плотн. 791 кг/м . Плотн. паров метайола по воздуху 1,1. С водой смешивается во всех отношениях. Т. кип. 64,7 °С, т. самовоспл. 464 °С, т. всп 8°С темп, пределы воспл. нижн. 7, верхи. 39°С. [c.151]
При азеотропной п.ерегонке используют свойство парафиновых и нафтеновых углеводородов образовывать в смеси с некоторыми растворителями постоянно кипящую смесь, температура которой ниже температуры кипения ароматических углеводородов. Например, метиловый спирт (метанол) применяют для получения толуола из фракции, содержащей парафиновые и нафтеновые углеводороды, имеющие температуру кипения, близкую к температуре кипения толуола. Эти углеводороды образуют с растворителем постоянно кипящую азеотропную смесь, которая отгоняется из верха колонны. Из низа же колонны отводятся толуол в смеси с небольшим количеством непредельных углеводородов, удаляемых последующей очисткой. Отгон из-колонны после его конденсации промывают водой, которая хорошо растворяет метанол. [c.190]
Метиловый спирт (метанол, древесный спирт) СН3ОН — бесцветная легколетучая жидкость, неограниченно растворимая в воде т.кип. 64,5 °С. Ядовит. Смертельная доза для человека 30 г, а 5 г вызывают тяжелое отравление с полной потерей зрения. [c.267]
Катафорезные суспензии. Для катафорезных суспензий жидкой фазой является метиловый спирт (метанол СН3ОН) марки ЧДА (чистый для анализа). Температура кипения 64,7°С, плотность 0,79 г/см . Метиловый спирт представляет собой бесцветную жидкость, смешивается с водой во всех отношениях. Метанол — огнеопасное и токсическое (ядовитое) вещество, поэтому работать с ним можно только при наличии вытяжной вентиляции, вдали от нагретых предметов. Необходимо избегать попадания метилового спирта на кожу. [c.164]
После тщательного перемешивания поливинилацстатного лака, разбавленного метиловым спиртом и водой, в аппарат подают метанольный раствор едкого натра. Реакцию омыления проводят 5—6 ч при работающей мешалке и 28—30°С и 15— 20 мин при температуре кипения растворителя. По мере протекания процесса продукт омыления перестает растворяться в метаноле и выпадает в осадок. [c.21]
Скорость реакции 2,4-динитрохлорбензола с п-толуиди-ном увеличивается также при переходе от метилового спирта к воде (табЛ), так как вода обладает более ярко выраженными электрофильными свойствами и большей полярностью, чем метанол. [c.594]
Каждая из указанных выше структурных формул может быть сведена к сжатой молекулярной формуле, которая указывает, сколько атомов каждого элемента имеется в молекуле, но совсем или почти совсем не дает сведений о том, как эти атомы соединены между собой. Молекулярная формула водорода Н , воды Н2О, сероводорода НзЗ, аммиака КНз, метана СН4, метанола (метилового спирта) СН3ОН или СН О, а октана СаН18. Формула октана может быть также записана в такой форме [c.23]
chem21.info
свойства, получение и применение :: SYL.ru
Введение
Вы пришли вечером с работы, переоделись, затем, соблюдая свою привычку, сели в кресло перед телевизором и включили канал с новостями в эфире. Диктор сначала вещает что-то невразумительное, а потом выдает что-то вроде: "И, наконец, главная новость дня. В таком-то городе произошло массовое отравление метиловым спиртом. Погибло несколько десятков человек, еще столько же госпитализированы". Ваш слух моментально уловил название незнакомого вам вещества - "метиловый спирт". Большинство людей узнает о его существовании именно таким образом. Некоторые быстро забудут данное словосочетание, а некоторые захотят узнать о нем побольше. Вот для них в этой статье я и опишу все свойства метилового спирта.
Определение
Метиловый спирт (формула СН3ОН) является простейшим одноатомным спиртом, первым представляющим гомологический ряд последних.
Название
В разных источниках его могут называть по-разному: и гидроксидом метила, и метанолом, и древесным спиртом, и карбинолом, и метилгидратом.
Получение метилового спирта
До 60-х годов ХХ века для синтезирования метилового спирта использовали только цинкохромовые, однако, позже этот опыт стали проводить на медьсодержащих катализаторах. Но сегодня его получают посредством каталитического синтеза из оксида углерода (II) и водорода при температуре 250С, давлении 7 мегапаскалей и определенных катализаторах (оксиде цинка и оксиде меди). До этого метиловый спирт получали сухой перегонкой дерева. Но сегодня этот способ является второстепенным. Для этой цели могут также использовать отходы нефтепереработки и коксующиеся угли.
Свойства
Метанол является бесцветной жидкостью, имеющей запах этилового спирта. Вода, этанол и эфир могут смешиваться с ним в любых отношениях. Сжимается и разогревается, когда его смешивают с водой. Также он имеет репутацию сильного растворителя и нередко может заменить этиловый спирт. Если в безводном метаноле растворить медный купорос, он становится голубовато-зеленого цвета. Из-за этого такой безводный купорос нельзя использовать, чтобы открыть следы воды в метиловом спирте. Метанол не может образовывать азеотропную смесь с водой, из-за этого смеси воды и метилового спирта могут быть разделены с помощью ректификационной перегонки. Метанол соединяется со многими солями, образуя сольваты. При реакции с едкой щелочью может давать алкоголяты.
Метиловый спирт: отравление
Метанол является сильнейшим ядом, его действию подвергаются нервная и сердечно-сосудистая системы. Отравление происходит из-за "летального синтеза" - метаболического окисления в организме, продуктом которого является очень ядовитый формальдегид. Тяжелое отравление наступает при попадании в организм 5-10 мл метилового спирта, а если это 30 или больше грамм - неизбежны слепота и/или летальный исход. Симптомы легкого отравления - это головная боль, общая слабость, недомогание, озноб, тошнота и рвота. Из-за этого опасными для жизни являются продукты даже с малейшей концентрацией метанола. Антидот при отравлении этим веществом - это этиловый спирт. Он вводится внутривенным или пероральным путями. Однако самим это делать не следует - при неправильных диагнозе и дозировке положение только ухудшится. Так что при подозрении на отравление метиловым спиртом необходимо срочно вызывать врача.
Применение
В газовой промышленности борьба с образованием гидратов не обходится без метилового спирта. С помощью него производят формальдегид, формалин, уксусную кислоту и целый ряд эфиров. Метанол используют при изготовлении растворителей для лаков. Он также может служить добавкой к жидким топливам для двигателей внутреннего сгорания и быть заправкой к мотоциклам и автомобилям. Из метилового спирта получают биодизель. Также в парфюмерии он - денатурирующая добавка к этанолу. Топливные элементы работают только благодаря окислению метанола в оксид углерода (IV) на катализаторе.
Заключение
Теперь вы знаете о метиловом спирте всё. И, как видите, несмотря на свою ядовитость, он может быть и очень полезным человеку, только при осторожном обращении с ним.
www.syl.ru
Метанол водах - Справочник химика 21
В качестве примера па рис. 9 изображены рассчитанные по данным о равновесии коэффициенты активности в бинарных системах, образованных ацетоном, метанолом и водой. Из рассмотрения рис. 9 следует, что в системе ацетон — вода коэффициенты активности компонентов значительно выше, чем в системе метанол — вода. Отсюда вытекает, что прибавление воды к системе метанол ацетон должно, вызывать увеличение относительной летучести последнего. Зависимость степени увеличения коэффициента относительной летучести ацетона и метанола от концентрации воды, рассчитанная по уравнению (121) с помощью коэффициентов активности, также приведена на рнс. 9. [c.46]
Ход расчета излагается ниже на примере системы ацетон-метанол—вода. [c.192]Проверка адекватности данной модели производилась путем сравнения экспериментальной и рассчитанной по модели зависимости локальной эффективности тюу от состава для смесей пропан-и-бутан, толуол-ксилол, циклогексан-толуол, метанол-вода. Для расчета коэффициентов массоотдачи рд,, р использовались уравнения для определения чисел единиц переноса в паровой и жидкой фазах [c.140]
На рис. 72 изображены зависимости логарифма отношения коэффициентов активности от концентрации компонента, стоящего в названии системы первым, для систем ацетон—метанол 1ё(У1/Т2) =ф(- 0, ацетон—вода 1 (у1/ з) =Ф1 (- О и метанол-вода 1д(72/уз)=ф2(- 2). [c.192]
Особо надо рассмотреть случай, когда кривые, выражающие зависимость Ф от ле для двух бинарных систем, пересекаются. Этот случай, в частности, имеет место для системы ацетон—метанол—вода (рис. 73), в которой пересекаются кривые. для систем ацетон—метанол (Ф12) и метанол—вода (Фзг)- Очевидно в точке пересечения величина lg(Yl/Yз) p = (Ф12—Фз2)/(1—ЛС2)=0, т. е. кривая, выражающая зависимость (Ф12— [c.195]Из геометрических соображений следует, что пересечение кривых Ф = ф(а ) наиболее вероятно при мало отличающихся по величине функциях Ф12 и Ф32. Но при этом в диапазоне концентраций Х2, на концах которого (Ф12—Фз2)/(1—->С2)=0, значения (ф,2—Фзг)/(1—Х2) мало отличаются от нуля. Так, в системе ацетон—метанол—вода значение (Ф12—Фз2)/(1—при 0экстремальной точке составляет всего —0,012. Поэтому для технологических расчетов можно пренебречь этой величиной и считать, при 0Максимальная относительная погрешность, вызываемая этим допущением, не может превышать 3%. Указанное допущение, по-видимому, может быть сделано во всех аналогичных случаях. При этом значения lg(Yl/Yз) при 0линейной интерполяцией между кривой lg(Yl/Yз) =ф(- ) при д 2 = 0 и осью абсцисс. [c.195]
НДА (ТУ 6-00-05808009-248-92) — нитрит дициклогексиламина. Это порошок белого цвета с желтоватым оттенком, растворимый в этаноле, метаноле, воде, ацетоне. Предназначен для долговременной (10—20 лет в зависимости от способа применения и условий хранения изделий) защиты от атмосферной и микробиологической коррозии изделий из стали, алюминия и его сплавов, никеля, хрома, кобальта. Ингибитор применяют в виде порошка, засыпаемого в сублиматор для получения ингибированного воздуха порошка для опудривания или напыления на зашитные поверхности спиртовых растворов ингибированной бумаги с содержанием ингибитора 14— 20 г/см1 [c.376]
Зависимость коэффициентов активности компонентов системы метанол —вода от концентрации метанола [109]. [c.84]
Решение. На рис. 19-12 построена (по данным Приложения X) диаграмма равновесия для смеси метанол — вода при атмосферном давлении. Выражая при помощи уравнения (16-6) составы исходной смеси х дистиллята Хр и остатка в молярных долях, получим [c.677]
Пример 19-5. Определить расход тепла для ректификации смеси метанол — вода в условиях примеров 19-2 и 19-4 и найти тепловую нагрузку дефлегматора, если в колонну смесь вводится при температуре ее кипения, а в дефлегматоре происходит полная конденсация поступающих в него паров. [c.682]
Пример 19-6. Рассчитать насадочную ректификационную колонну непрерывного действия, работающую в режиме подвисания и предназначенную для разделения смеси метанол—вода (см, пример 19-2). [c.694]
Пример 19-7. Рассчитать ректификационную колонну непрерывного действия с ситчатыми тарелками для разделения смеси метанол — вода (см. пример 19-4, стр. 679). [c.695]
Система ацетон — метанол — вода [c.69]Ацетон, Метанол Вода. . [c.69]
Синтез метанола из смеси СО и СО2 значительно упрощает технологическую схему, что повышает технико-зкономические показатели, несмотря на разбавление метанола водой. [c.259]
О — метанол — вода Д — этанол — вода X — пропанол — вода — бутанол — вода. [c.430]
Получение термодинамических характеристик химических процессов. Изучение температурных зависимостей спектров ДОВ и КД химических соединений, имеющих различные конформации, может дать ряд термодинамических характеристик равновесного существования различных форм. На рис 25 приведены спектры ДОВ рас-творов ДНК в растворителе метанол вода=7 3 в довольно широком интервале температур. Если теперь построить зависимость величины угла [c.46]
Процесс основан на том, что неароматическая часть образует со смесью метанол — вода илиметил-этилкетон — вода тройную азеотропную смесь, от которой ароматические углеводороды могут быть отделены перегонкой. На рис. 52 дана упрощенная схема выделения чистого толуола из продуктов гидроформинга. Из продуктов гидроформинга выделяется кипящая в узких пределах толуольная фракция, которую подают в колонну вместе с азеотропо-образователем, в данном случае с водным метилэтилкетоном. Азеотропная смесь (метилэтилкетон — вода — неароматическая часть) отгоняется, а получающийся в виде остатка чистый толуол отбирают из низа колонны, и далее очищают серной кислотой и промывают щелочью, водой и повторно перегоняют. [c.108]
Схемы управления сложными системами ректификации со связанными материальными и тепловыми потоками проиллюстрируем на примере двух ректификационных колонн для разделения смеси пропилен — пропан и метанол — вода (рис. У1-35) [28]. Особенности технологических схем этих процессов состоят в том, что питание в обе колонны разделяется П риме,рно поровну и кубовый продукт второй колонны подогревается в дефлегматоре первой колонны, которая работает при большем давлении, чем втррая. Вторая схема отличается от первой установкой дополнительных конденсатора и кипятильника. Составы верхних цродуктов колонн высокого и низкого давлений используются в качестве корректирующего сигнала для. регулирования расходов орошения и дистиллята состав нижнего продукта колонны высокого (а) или низкого (б) давлений используется для коррекции расхода тепла в колонну. [c.342]
Г. А. Кардашевым, А. Л. Шаталовым и А. В. Салосиным [29] исследованы частичная дистилляция смеси метанол- вода и перегонка азео-тропной смеси вода-пропанол-2 под воздействием ультразвуковых колебаний с частотами 20 кГц и 1 МГц (интенсивностями 2 и 20 Вт/см соответственно) при энергоподводе от электромагнитного поля СВЧ (2375 МГц) и инфракрасном излучении с длинами волн от 15 до 25 мкм. [c.159]
Экстракция — извлечение растворенного в одной жидкости вещества или группы веществ другой жидюстью. Примером экстракции может служить промывка га.юконденсата от растворенного в нем метанола водой или промьлша щелочью газоконденсата, содержащего меркаптаны. В этих процессах происходит переход вещества из одной жидкой фазы в другую жидкую фазу. [c.50]
Безопасность процесса повышается добавлением к исходному метанолу воды, что одновременно повышает выход и конверсию процесса окислительного дегидрирования на катализаторе в виде медной сетки или серебра, осажденного на пемзе. Для обеспечения безопасной эксплуатации установки формальдегида узел омисли-тельного дегидрирования метанола, как правило, автоматизируют. [c.324]
Сокони-Вакуум Ойл Метанол ( водой [c.131]
Е 1 1 i S S. R. М., В i d d U 1 р h М., hem. Eng. S i., 21, 1107 (1966). Измерения турбулентности у поверхности раздела фаз (в условиях понижения и повышения поверхностного натяжения при абсорбции и десорбции ацетона и метанола водой). [c.281]
Циклогексан отгоняется из смесей с дихлорэтаном или ди-хлорпропаном в виде азеотропа с метанолом. Этот азеотроп разделяется затем путем экстракции метанола водой [352]. Таким же методом нитрильс, (получаемые путем аминирования олефинов, очищаются от примеси углеводородов [353]. [c.287]
В своем обзоре Фуртер [91 ] анализирует степень влияния солевого эффекта на перегонку с точки зрения возможности использования подобных методов в промышленности, особенно при экстрактивной ректификации. Ряд работ Шуберта с сотр. [92] посвящ,ен исследованию влияния различных хлоридов металлов и других простых солей на изотермическое фазовое равновесие систем пропанол—вода, н-бутанол—вода, а также метанол—вода. [c.323]
Фракщпо метанол — вода выпаривают досуха, переносят количественно в мерную колбу дистиллированной водой и доводят до метки. В делительную воронку емкостью 50 см наливают 10 см указанного раствора и метиленовый голубой. Смесь перемешивают 2 мин. Сливают нижний голубой слой хлороформа и определяют оптическую плотность на спектрофотометре при длине волны 660 нм. По калибровочной кривой находят концентрацию деэмульгатора в нефти. [c.164]
В работах голландских исследователей [16] проведено сравнение процессов гидрогеиолиза сахарозы в оборудовании периодического действия (в автоклавном режиме) и на непрерывно действующей установке. Последняя представляла собой каскад из двух реакторов с полезным объемом 250 см каждый реакторы были снабжены тремя отражательными перегородками и турбинной мешалкой с четырьмя лопастями, делающей 1400 об/мин. Температура в первом реакторе была 225 °С, во втором — 200 °С, давление водорода составляло 20 МПа, объемная скорость сырья 1 ч 1, модуль водорода 2,5. Сахарозу подвергали гидрогенолизу в виде 9%-ного раствора в смеси метанол — вода (75—25 по массе) с добавлением 2% Са(0Н)2 (к углеводу) в присутствии медно-це-риевого катализатора на окиси кремния (95 частей СиО 5 частей СеОгГ 100 частей SiOj). [c.105]
Таким образом, неизвестную величину Л можно определить по значениям Л, измеренным для отдельных бинарных смесей. В примере, рассмотренном в [7], получено удовлетворительное согласование между оценками но этому методу и экспериментальными данными для трехкомпонентной смеси ацетон — метанол — вода. [c.417]
Для первой системы значительные отклонения от идеального поведения объясняются тем, что компоненты этой системы (ацетон, метанол, вода) являются полярными веше-ствами, способными к образованию водородных связей между собой. Вторая система содержит относительно простые неполярные молекулы (азот, аргон, кислород) и, тем не менее, при температуре, соответствующей насыщенному состоянию, в ней также возникли немалые отклонения от идеальности, поскольку вторые вириальные коэффициенты для этих веществ очень велики. [c.29]
Влияние различных активаторов на эффект депарафинизации изучали многие исследователи. Н. И. Черножуков с сотр. [53, 54] при проведении депарафинизации автолового дистиллята туйма-зинской нефти в растворе алкилата добавляли метанол, смесь метанола и этанола, а также м-гептан, а ири использовании в качестве растворителя изопропанола — метанол, воду и этилепгли-коль. Согласно кривым на рис. 10, построенным по результатам исследования, наибольший эффект в отношении температуры застывания дистиллята имеет место при добавлении спиртов (отдельно и в смеси) в количестве 10%. При добавлении же 15% спирта происходит расслоение его с дистиллятом. При добавлении [c.32]
Пример IX. 6. Рассчитать ситчатую тарелку колонны для разделения системы метанол — вода, если известно, что расход пара V = 1.45 м 1сек] расход жидкости об = 2,14. 10 м сек, средняя [c.323]
| Рис. 25. Спектры ДОВ растворов ДНК в ра(Стаорителе метанол вода = 7 3 при различных температурах |  |
chem21.info
Свойства метанола и его водных растворов
Метиловый спирт, метанол СНзОН является простейшим представителем предельных одноатомных спиртов. В свободном состоянии в природе встречается редко и в очень небольших количествах (например, в эфирных маслах). Его производные, наоборот, содержатся во многих растительных маслах (сложные эфиры), природных красителях, алкалоидах (простые эфиры) и т. д. При обычных условиях это бесцветная, легколетучая, горючая жидкость,. иногда с запахом, напоминающим запах этилового спирта. На организм человека метанол действует опьяняющим образом и является сильным ядом, вызывающим потерю зрения и, в зависимости от дозы, смерть.
Физические характеристики метанола при нормальных условиях. следующие:
Молекулярный вес ............ 32,04
Плотность, г/см8 ............. 0,8100
Вязкость, мПа-с ............. 0,817
Температура кипения, °С ......... 64,7
Температура плавления, °С ........ —97,68
Теплота парообразования, ккал/моль .... 8,94
Теплота сгорания, ккал/моль
жидкого ............... 173,65
газообразного............. 177,40
Плотность и вязкость метанола уменьшаются при повышении температуры таким образом:
—40 °С —20 °С О °С 20 °С 40 °С 60 °С
Плотность, г/см3 ....... 0,8470 0,8290 0,8100 0,7915 0,7740 0,7555.
Вязкость, мПа.с. ...... 1,750 1,160 0,817 0,597 0,450 0,350
Метанол при стандартных условиях имеет незначительное давление насыщенных паров. При повышении температуры давление насыщенных паров резко увеличивается".' Так, при увеличении температуры с 10 до 60 °С давление насыщенных паров повышается от 54,1 до 629,8 мм рт. ст., а при 100 °С оно составляет 2640 мм рт. ст. углеводородами. Он хорошо поглощает пары воды, двуокись углерода и некоторые другие вещества.
Следует указать на способность метанола хорошо растворять большинство известных газов и паров. Так, растворимость гелия, неона, аргона, кислорода в метаноле при стандартных условиях выше, чем растворимость их в ацетоне, бензоле, этиловом спирте, циклогексане и т. д. Растворимость всех этих газов при разбавлении метанола водой уменьшается Высокой растворимостью газов широко пользуются в промышленной практике, применяя метанол и его растворы в качестве поглотителя для извлечения примесей из технологических газов.
Свойства растворов метанола в смеси с другими веществами значительно отличаются от свойств чистого метилового спирта. Интересно рассмотреть изменение свойств системы метанол—вода. Температура кипения водных растворов метанола закономерно увеличивается при повышении концентрации воды и давления. Температура затвердевания растворов по мере увеличения концентрации метанола понижается: —54 °С при содержании 40% СНзОН и —132°С при 95% СНзОН.
Плотность водных растворов метанола увеличивается при понижении температуры и почти равномерно уменьшается с увеличением концентрации метанола от плотности воды до плотности ''спирта при измеряемой температуре. Зависимость вязкости от концентрации метанола имеет при всех исследованных температурах максимум при содержании СНзОН около 40%. В точке максимума вязкость раствора больше вязкости чистого метанола.
Метанол смешивается во всех отношениях со значительным числом органических соединений. Со многими из них он образует азеотропные смеси — растворы, перегоняющиеся без изменения состава и температуры кипения, т. е. без разделения; К настоящему времени известно свыше 100 веществ, в числе которых имеются и соединения, обычно присутствующие в метаноле-сырце. К этим веществам, например, относятся ацетон, метилацетат, метилэтилкетон, метилпропионат и некоторые другие. Необходимо отметить, что азеотропные смеси с содержанием таких соединений, как ме-тилэтилкетон, метилпропионат, пропилформиат, изобутилформиат и ряд других имеют температуру кипения, близкую к температуре кипения чистого метанола (62—64,6 °С).
Метанол сочетает свойства очень слабого основания и еще более слабой кислоты, что обусловлено наличием алкильной и гидро-ксильной групп. При окислении метанола кислородом в присутствии катализатора образуется формальдегид:
СНзОН + 0,5СО2 ——»- НСНО + Н2 О
На этой реакции основан широко применяемый в промышленности метод получения формальдегида, который используют в производстве пластических масс. При действии щелочей металловводород гидроксильной группы метанола замещается с образованием алкоголята
2СНзОН + 2Na ——> 2Ch4 ONa + 2Н2
который стоек только в отсутствие воды, так как вода омыляет его до метанола и щелочи:
СНэОNa + Н2 О ——»- СНзОН + NaOH
С аммиаком метанол образует метиламины:
СНзОН + Nh4 ——> Ch4 Nh3 + Н2 О
СНзОН + СНзNН2 ——> (Ch4 )2 Nh3 + Н2 О
Ch4 OH + (СНз)2 Nh3 ——> (СН3 )3 Nh3 + Н2 О
Эти реакции протекают в паровой фазе в присутствии катализаторов при 370—400 °С и повышенных давлениях..
Дегидратацией на катализаторе при повышенных температурах получают диметиловый эфир:
2СН3 ОН ——> (СНз)2 О + Н2 О
При взаимодействии метанола и минеральных кислот образуются сложные эфиры. .Этот процесс называется этерификацией, и его широко используют в промышленной практике для получения различных метиловых эфиров — метилхлоридов, метилбромидов, метилнитратов, метилсульфатов и др.:
СНзОН + h3 SO4 ——>- СНзSОзОН + Н2 О
Органические кислоты также реагируют с метанолом с образованием сложных эфиров:
СНзОН + СНзСООН ——> СНзСООСНз + Н2 О
При подготовке данной работы были использованы материалы с сайта http://www.studentu.ru
mirznanii.com
