Fatti di propano e grafici di confronto

Cos'è il GPL?

Il GPL è gas di petrolio liquefatto comunemente noto come propano (C3H8), un combustibile a base di idrocarburi combustibili. Viene dalla raffinazione del petrolio greggio e del gas naturale. A pressione normale e temperature superiori a -44F, il propano rimane nella sua forma gassosa. A temperature più basse e / o pressioni più elevate il propano diventerà un liquido. Il propano è incolore e inodore. Per ragioni di sicurezza, è necessario che il propano sia odorizzato per indicare positivamente, per odore distinto, la presenza di gas nell'aria fino a una concentrazione non superiore a 1/5 del livello inferiore di infiammabilità dello 0,4% nell'aria. Ciò si ottiene aggiungendo 1,0 libbre di etil mercaptano o 1,0 libbre di tiofano o 1,4 libbre di amil mercaptano per 10.000 di gas di petrolio liquefatto. Attualmente sono disponibili tre gradi di propano, HD5 per motori a combustione interna, propano commerciale e propano butano commerciale per altri usi. La composizione esatta del propano varia leggermente tra le diverse parti del paese e le diverse raffinerie.

Confronto delle proprietà del combustibile

Pressione GPL rispetto alla temperatura

Può essere difficile immaginare nella nostra mente gli effetti della temperatura e della pressione sul propano perché il propano che trattiamo quotidianamente è sempre sigillato all'interno di un contenitore, fuori dalla vista. Per aiutarci a capire meglio il propano, lo confronteremo con una sostanza che tutti conosciamo, l'acqua. Useremo un sistema di raffreddamento automobilistico per illustrare l'acqua in pressione a diverse temperature. Il propano liquido e l'acqua agiscono in modo molto simile ai cambiamenti di temperatura, con la differenza della temperatura alla quale si verificano gli eventi.

La tabella n. 1 elenca la pressione del vapore all'interno di un contenitore di propano, ad una temperatura particolare, contenente un po 'di liquido ma non più dell'80% della capacità totale. Ciò consente uno spazio di vapore del 20%

Tabella n. 1, pressione di vapore all'interno di un contenitore di propano.

La tabella 2 elenca il punto di ebollizione dell'acqua ad una particolare pressione

Tabella n. 2, punto di ebollizione del propano a una particolare pressione.

La tabella n. 3 elenca le somiglianze tra acqua e propano

Tabella n. 3, simularità di acqua e propano.

Come può il propano essere immagazzinato come un liquido al di sopra del suo punto di ebollizione di -44 gradi

Possiamo aumentare il punto di ebollizione del propano liquido applicando una pressione simile al modo in cui un sistema di raffreddamento del veicolo solleva il punto di ebollizione dell'acqua mantenendo la pressione nel sistema attraverso l'uso di un tappo di pressione del radiatore. Per esempio, se osserviamo la tabella 2, vediamo che a pressione atmosferica normale l'acqua bolle a 212 gradi Fahrenheit. Se usiamo un tappo del radiatore da 10 psig per contenere 10 psig contro l'acqua, il suo punto di ebollizione aumenta a 242 gradi Fahrenheit. Pertanto l'acqua rimane liquida a 242 gradi Fahrenheit. Il propano liquido reagisce più o meno allo stesso modo alla temperatura e alla pressione dell'acqua, è solo che il punto di ebollizione del propano è molto più basso sul termometro. Per esempio, se osserviamo la tabella n. 1 possiamo vedere che se avessimo un secchio pieno di propano liquido e la temperatura fosse inferiore a -44 gradi Fahrenheit il propano rimarrebbe un liquido alla normale pressione atmosferica. Il propano apparirebbe e agirà proprio come l'acqua nella sua forma liquida. Se aumentassimo la temperatura del propano nel secchio superiore a -44 gradi, sembrerebbe che agisse proprio come l'acqua in una pentola sul fornello, bollirebbe e vaporizzerebbe. Il propano continuerà a bollire e vaporizzare fino a quando il secchio non sarà vuoto. Se prendiamo quel secchio di propano e lo versiamo in un contenitore di propano e lo sigilliamo e la temperatura è inferiore a -44 gradi, non succede molto. Il propano rimane allo stato liquido. Tuttavia se alziamo la temperatura del contenitore a 80 gradi il propano bollirà e vaporizzerà. Poiché il propano è ora in un contenitore sigillato con un volume fisso e ora sappiamo dalla tabella n. 3 che il propano si espande 270 volte in volume quando passa da un liquido a un vapore, il vapore di propano inizia a comprimere. Mentre il vapore di propano comprime la pressione all'interno del contenitore inizierà ad aumentare. La tabella 1 mostra che a 80 gradi la tensione di vapore all'interno del contenitore deve essere di 128 psig. Pertanto il propano continuerà a bollire e vaporizzare, il vapore continuerà a comprimere, la pressione continuerà ad aumentare fino a raggiungere 128 psig. Con una pressione di vapore di 128 psig che agisce contro il propano liquido, il punto di ebollizione agisce contro il propano liquido, il punto di ebollizione è stato aumentato a poco più di 80 gradi. Pertanto il propano smetterà di bollire. È la pressione del vapore che regola il punto di ebollizione del propano liquido all'interno del contenitore. A sua volta, la quantità di vapore generata all'interno del contenitore è regolata dalla temperatura ambiente all'esterno del contenitore. Per rivedere, il propano liquido farà bollire sopra i -44 gradi a meno che la pressione non venga tenuta contro di essa. La quantità di vapore richiesta per fermare il propano liquido dall'ebollizione dipende dalla temperatura ambiente all'esterno del contenitore.

La quantità di liquido influisce sulla pressione all'interno di un contenitore di stoccaggio del propano?

No. E il fatto importante da ricordare è che poiché la pressione del vapore all'interno del contenitore di propano è regolata dalla temperatura ambiente all'esterno del contenitore, non dalla quantità di liquido all'interno. Un contenitore pieno 1/4 di 80 gradi conterrà la stessa pressione di vapore di un contenitore pieno di 3/4 a 80 gradi. La tensione di vapore non è generata dalla quantità di liquido nel serbatoio. Finché c'è un po 'di liquido e non più dell'80% di liquido all'interno del contenitore, la temperatura ambiente esterna al contenitore regolerà la pressione del vapore all'interno del contenitore.

Confronto di contenuto energetico

Il contenuto energetico per unità di combustibile (densità di energia) è un fattore importante che influenza la portata e la potenza dei motori a combustione interna. Il grafico seguente confronta il contenuto energetico dei carburanti alternativi con la benzina.

Confronto tra il diagramma dell'energia propano e benzina

Confronto della temperatura di accensione automatica

La temperatura di accensione automatica è la temperatura alla quale un combustibile si accenderà senza la necessità di una scintilla o una fiamma. Per quanto riguarda la temperatura di auto-accensione LPG, CNG e LNG sono molto più sicuri della benzina o del diesel perché la temperatura di accensione automatica è molto più alta. Il grafico seguente confronta la temperatura di accensione automatica di vari carburanti.

Propano, Gas naturale, Grafico di temperatura di accensione automatica benzina

Confronto della gamma di infiammabilità

L'intervallo di infiammabilità è la distanza dal più magra (LEL - Lower Explosion Limit) al più ricco (UEL - Upper Explosion Limit) miscela di carburante e aria che brucerà. I carburanti con gamme più strette sono più sicuri da usare ma sono meno versatili perché offrono meno scelta di rapporto aria / carburante. La seguente tabella mette a confronto l'intervallo di infiammabilità di vari combustibili.

Confronto della gamma di infiammabilità di propano, gas naturale, benzina.

Confronto della temperatura della fiamma di picco

Il grafico seguente confronta la temperatura di fiamma massima di vari combustibili. Si può vedere che il CNG (gas naturale compresso) ha una temperatura di fiamma massima di 1790 ° C e 3254 F è di 187 ° C e 337 ° F o 9,5% più fredda della temperatura di fiamma massima della benzina al 1977 C e 1591 F. La temperatura di fiamma massima di propano al 1991 C e 3614 F è solo
13 C e 23 F o meno dell'1% in più rispetto alla benzina.

Tabella di confronto temperatura fiamma di propano.

Confronto di efficienza volumetrica

La quantità di aria che entra in un motore con un particolare angolo del gas e il carico è fissa. Qualsiasi combustibile aggiunto all'aria prima che entri nel cilindro sposterà un uguale volume d'aria e ridurrà l'efficienza volumetrica e la potenza del motore. La tabella seguente illustra la riduzione dell'efficienza volumetrica di vari combustibili.

Efficienza volumetrica di propano, gas naturale e vari carburanti

La differenza tra gas ad alta pressione e gas a bassa pressione spiegati in dettaglio ➤➤

4.5
5
14
4
2
3
2
2
1
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