Velocità fiamma GPL, gas naturale, benzina

[andre79ge]

Ciao a tutti.

Facevo un giro su internet a cercare un po' di dati, per capire i discorsi fatti sugli anticipi di accensione, sulle temperature ecc ecc...

Guardate un po' qua:

http://www.turismoitinerante.com/ps/varie/gpl.shtml

dove si dice che la velocità di fiamma per propano e butano in aria è 32 cm/s. Benissimo

Invece qua

http://www.amicidellaterra.it/PRESS/IDROGENO.htm

Dice che la velocità per la benzina è di 40 cm/s.

Ok... mi torna perchè diciamo sempre che la benzina è più veloce ed infatti a GPL si può anticipare, sia per compensare questo effetto, sia per sfruttare appieno il maggior potere antidetonante.

Ma allora non capisco perchè al gas naturale danno 41 m/s!!!

Non abbiamo sempre detto che il gas naturale è ancora più lento del GPL? Tant'è vero che a metano si monta molto spesso il variatore, mentre a GPL non si fa, visto che le differenze con la benzina non sono notevoli.

 

In ogni caso, se i dati GPL/benzina sono veri, si passa da 40 a 32, che vuol dire che un anticipo di 20 gradi a benzina può esser portato fino a 25 (esempio della mia mappa di anticipo a 3000 giri circa e pieno carico), mentre un 40 gradi si può portare fino a 50 (mia mappa a 3000 giri e carico molto basso).

Ho usato una proporzionalità diretta supponendo (più o meno ragionevolmente, credo) che il valore di anticipo imposto a parità di pressione debba essere sostanzialmente proporzionale alla velocità di fiamma.

Più è lenta, più le devo dare tempo per propagarsi e la legge S=v*t è lineare approssimando che v resti più o meno costante (ma magari non è così, se la pressione sale...).

Quindi ricapitolando penso che si possa anticipare di 6 gradi in tutta sicurezza, sfruttando il potere antidetonante. Ma mi pare che ci sia già qualcuno che ha messo il variatore a 12 senza problemi. Certo che una detonazione a 3000 giri e gas tutto aperto non fa bene! Anzi, è il caso peggiore!

[everest]

Io ho trovato questi dati dove specifica che il dato della velocità della fiamma è in caso di combustione stechiometrica, in altre condizioni potrebbe variare ed è forse la risposta alla tua domanda:

 

Methanol Ethanol Unleaded Gasoline

RON 106 107 92 - 98

MON 92 89 80 - 90

Heat of Vaporisation (MJ/kg) 1.154 0.913 0.3044

Nett Heating Value (MJ/kg) 19.95 26.68 42 - 44

Vapour Pressure @ 38C (kPa) 31.9 16.0 48 - 108

Flame Temperature ( C ) 1870 1920 2030

Stoich. Flame Speed. ( m/s ) 0.43 - 0.34

Minimum Ignition Energy ( mJ ) 0.14 - 0.29

Lower Flammable Limit ( vol% ) 6.7 3.3 1.3

Upper Flammable Limit ( vol% ) 36.0 19.0 7.1

Autoignition Temperature ( C ) 460 360 260 - 460

Flash Point ( C ) 11 13 -43 - -39

 

The major advantages are gained when pure fuels ( M100, and E100 ) are used,

as the addition of hydrocarbons to overcome the cold start problems also

significantly reduces, if not totally eliminates, any emission benefits.

Methanol will produce significant amounts of formaldehyde, a suspected

human carcinogen, until the exhaust catalyst reaches operating temperature.

Ethanol produces acetaldehyde. The cold-start problems have been addressed,

and alcohol fuels are technically viable, however with crude oil at

<$30/bbl they are not economically viable, especially as the demand for then

as precursors for gasoline oxygenates has elevated the world prices.

Methanol almost doubled in price during 1994. There have also been trials

of pure MTBE as a fuel, however there are no unique or significant advantages

that would outweigh the poor economic viability [15].

 

9.4 Why are CNG and LPG considered "cleaner" fuels.

 

CNG ( Compressed Natural Gas ) is usually around 70-90% methane with 10-20%

ethane, 2-8% propanes, and decreasing quantities of the higher HCs up to

butane. The fuel has a high octane and usually only trace quantities of

unsaturates. The emissions from CNG have lower concentrations of the

hydrocarbons responsible for photochemical smog, reduced CO, SOx, and NOx,

and the lean misfire limit is extended [117]. There are no technical

disadvantages, providing the installation is performed correctly. The major

disadvantage of compressed gas is the reduced range. Vehicles may have

between one to three cylinders ( 25 MPa, 90-120 litre capacity), and they

usually represent about 50% of the gasoline range. As natural gas pipelines

do not go everywhere, most conversions are dual-fuel with gasoline. The

ignition timing and stoichiometry are significantly different, but good

conversions will provide about 85% of the gasoline power over the full

operating range, with easy switching between the two fuels [118]. Concerns

about the safety of CNG have proved to be unfounded [119,120].

 

CNG has been extensively used in Italy and New Zealand ( NZ had 130,000

dual-fuelled vehicles with 380 refuelling stations in 1987 ). The conversion

costs are usually around US$1000, so the economics are very dependent on the

natural gas price. The typical 15% power loss means that driveability of

retrofitted CNG-fuelled vehicles is easily impaired, consequently it is not

recommended for vehicles of less than 1.5l engine capacity, or retrofitted

onto engine/vehicle combinations that have marginal driveability on gasoline.

The low price of crude oil, along with installation and ongoing CNG

tank-testing costs, have reduced the number of CNG vehicles in NZ. The US

CNG fleet continues to increase in size ( 60,000 in 1994 ).

 

LPG ( Liquified Petroleum Gas ) is predominantly propane with iso-butane

and n-butane. It has one major advantage over CNG, the tanks do not have

to be high pressure, and the fuel is stored as a liquid. The fuel offers

most of the environmental benefits of CNG, including high octane.

Approximately 20-25% more fuel is required, unless the engine is optimised

( CR 12:1 ) for LPG, in which case there is no decrease in power or increase

in fuel consumption [27,118]. There have been several studies that have

compared the relative advantages of CNG and LPG, and often LPG has been

found to be a more suitable transportation fuel [118,120].

 

methane propane iso-octane

RON 120 112 100

MON 120 97 100

Heat of Vaporisation (MJ/kg) 0.5094 0.4253 0.2712

Net Heating Value (MJ/kg) 50.0 46.2 44.2

Vapour Pressure @ 38C ( kPa ) - - 11.8

Flame Temperature ( C ) 1950 1925 1980

Stoich. Flame Speed. ( m/s ) 0.45 0.45 0.31

Minimum Ignition Energy ( mJ ) 0.30 0.26 -

Lower Flammable Limit ( vol% ) 5.0 2.1 0.95

Upper Flammable Limit ( vol% ) 15.0 9.5 6.0

Autoignition Temperature ( C ) 540 - 630 450 415

 

ciao Alberto

[andre79ge]

Io ho trovato questi dati dove specifica che il dato della velocità della fiamma è in caso di combustione stechiometrica, in altre condizioni potrebbe variare ed è forse la risposta alla tua domanda:

ciao Alberto

 

Ciao!

Non mi convince lo stesso perche' la combustione nelle nostre auto avviene sempre con una miscela stechiometrica (a meno di oscillazioni molto contenute, dell'ordine dell'1%).

Questo infatti e' l'obiettivo di base delle centraline motore: carburare una miscela stechiometrica.

 

In ogni caso, anche nelle tabelle che riporti tu, il metano ha una velocita' di propagazione di fiamma elevata... 0.45 m/s. Invece mi sarei aspettato una fiamma piu' lenta a metano!

Per la benzina non ho capito: e' raggruppata insieme a metanolo ed etanolo, ma poi viene dato un unico intervallo di valori ( 0.34 - 0.43 ). Forse intendono dire che questo intervallo vale per tutti e tre i combustibili...

[Dilan_Dog]

Andre bisogna conoscere la Legge che lega la pressione con la velocità di propagazione, quelle di benzina e metano mi sa che son profondamente diverse.

Diamoci da fare a trovarla poi ci saranno tutte le risposte che vuoi!

Ciao

[everest]

Nel mio messaggio precedente si sono disallineati i valori nel copia e incolla comunque il sito è questo:

http://www.repairfaq.org/filipg/AUTO/F_Gasoline9.html

 

ciao Alberto

[Stefano b]

Da quanto riportato nei messaggi precedenti “

LPG ( Liquified Petroleum Gas ) is predominantly propane with iso-butane and n-butane. It has one major advantage over CNG, the tanks do not have to be high pressure, and the fuel is stored as a liquid.

The fuel offers most of the environmental benefits of CNG, including high octane.

Approximately 20-25% more fuel is required, unless the engine is optimised

( CR 12:1 ) for LPG, in which case there is no decrease in power or increase

in fuel consumption [27,118]. “

 

Praticamente alzando il rapporto compressione a 12:1 si risolve anche il problema della combustione più lenta a gpl senza bisogno di modificare l’anticipo...?

[Cordy]

E poi, quando l'auto funziona a benzina, cosa succede? Detona...

[dado_1984]

ciao

non si puo definire un rapporto di compressione a tavolino in base al carburante, dipende anche da moltissimi altri fattori a partire da forma della camera di combustione, alesaggio etc.

Tutto ciò va supportato almeno da prove pratiche al banco con trasduttore della pressione in camera ad alta frequenza. Poi la presunta combustione più lenta a gpl si ovvia parzialmente con l'anticipo...ma se il motore non "patisce" puoi anche non fare nulla...ci sono centinaia di migliaia di motori che vengono convertiti a gas e probabilmente vengono rottamati perfettamente funzionanti

[Stefano b]

On 14/5/2020 at 15:17, Cordy said:

E poi, quando l'auto funziona a benzina, cosa succede? Detona...

Ovviamente, infatti si sta parlando di gpl, non di benzina. Motori monofuel...

[Stefano b]

12 ore fa, dado_1984 said:

ciao

non si puo definire un rapporto di compressione a tavolino in base al carburante, dipende anche da moltissimi altri fattori a partire da forma della camera di combustione, alesaggio etc.

Tutto ciò va supportato almeno da prove pratiche al banco con trasduttore della pressione in camera ad alta frequenza. Poi la presunta combustione più lenta a gpl si ovvia parzialmente con l'anticipo...ma se il motore non "patisce" puoi anche non fare nulla...ci sono centinaia di migliaia di motori che vengono convertiti a gas e probabilmente vengono rottamati perfettamente funzionanti

Certo che si può definire il rapporto compressione: motore che da casa madre ha rc: x, mantenendo tutto inalterato diminuisci il volume della camera di combustione e in base a quanto diminuisci trovi il nuovo rapporto partendo da quello dato dalla casa costruttrice... Il tuo ragionamento sarebbe valido nel caso di stravolgimento del motore, con cambiamento di albero cammes, collettori, pistoni... in questo caso per sapere il corretto rc vale il tuo ragionamento...

[Cordy]

26 minuti fa, Stefano b said:

Ovviamente, infatti si sta parlando di gpl, non di benzina. Motori monofuel...

Ma ne esistono?

[Stefano b]

36 minuti fa, Cordy said:

Ma ne esistono?

Ovvio che esistono. Inoltre in caso di motori benzina turbocompressi, innalzare il rapporto di compressione nell’utilizzo a gpl è cosa fattibilissima.

[Cordy]

Sono sinceramente curioso: in un'automobile? Mi fai un esempio concreto, giusto per farmi una cultura. 

[Stefano b]

13 ore fa, Cordy said:

Sono sinceramente curioso: in un'automobile? Mi fai un esempio concreto, giusto per farmi una cultura. 

Tutte le auto che tollerano bene l’alimentazione a gpl possono essere modificate in monofuel tramite alcuni lavori in più rispetto alle classiche installazioni... 

[Cordy]

Il mono fuel in effetti ha un piccolo serbatoio benzina, per legge inferiore ai 15 litri, che io sappia. Serve per l'accensione, dato che il GPL ha bisogno di un po' di calore, per passare dalla fase liquida a quella gassosa. In teoria con una iniezione liquida GPL si potrebbe fare, ma non ho mai letto di impianti omologati liquidi e mono fuel. Ce ne sono?