3.-INTRODUCCIÓN A LOS COMBUSTIBLES

3.-INTRODUCCIÓN A LOS COMBUSTIBLES

1. Composición química de los combustibles automotrices

   • Un combustible es un material que, por sus propiedades, arde con facilidad. El concepto suele aludir a la sustancia que, al oxidarse cuando se enciende, desprende calor y libera energía que pueda aprovecharse.
     • Entre los combustibles están la gasolina, el diesel, y el gas natural
     • El combustible está compuesto básicamente por carbono (c) e hidrogeno (H2). Cuando estas sustancias se queman en aire, se consume oxigeno (O). Este proceso de llama oxidación los elementos de combustión del aire y de combustible forman nuevos enlaces.
       • Fórmula química: CH3OH (C= Carbono, H = Hidrógeno, O= Oxígeno)
     • Diesel
       • Este compuesto blanquecino o verdoso tiene una densidad de 850 kg/m3 y presenta un poder calorífico de 8.800 kcal/kg. Es un aceite pesado y, al igual que la gasolina sin plomo, su elaboración se basa en petróleo y otros hidrocarburos.
         • A diferencia de la gasolina, el gasoil no se mezcla con etanol, aunque sí presenta aditivos que mejoran las prestaciones y cualidades del motor.
           • Un aproximado del 86,1 % de la composición del gasoil es carbono. Como es más denso que la gasolina, hace que la eficiencia del motor diésel sea superior al que tiene el de ciclo Otto.

2. Deflagración

   • es una combustión súbita con llama a baja velocidad de propagación, sin explosión.
   • Las reacciones que provoca una deflagración son idénticas a las de una combustión, que es un proceso de oxidación muy rápido y acelerado con producción de llama, pero se desarrollan a una velocidad todavía mayor y comprendida entre 1m/s y la velocidad del sonido.
     • Para que se produzca una deflagración es necesario: • Una mezcla de producto inflamable con el aire, en su punto de inflamación. • Una aportación de energía de un foco de ignición. • Una reacción espontánea de sus partículas volátiles al estímulo calórico que actúa como catalizador o iniciador primario de reacción
   • Algunos ejemplos de deflagración son:
     • Encender una cerilla.

3. Detonación

   • La combustión es una reacción química que se produce entre un comburente (el oxígeno) y un combustible (el alcohol, la madera u otro).
     • ). El comburente hace que el combustible se oxide rápidamente y libere energía, que por lo general se manifiesta como una llama
   • Una detonación genera una onda expansiva, seguida por una onda o zona de reacción.
     • Otra acepción del término detonación nos lleva a uno de los fenómenos que tienen lugar dentro de un motor, se trata de la combustión violenta y rápida que se da cuando se mezcla el aire y el combustible en la cámara, una vez que se enciende el motor por medio de arco eléctrico o chispa en la cantidad presente de bujías.

4. Clasificación del tipo de llamas

   • definido como el conjunto de partículas o moléculas incandescentes de materia combustible, capaces de emitir luz visible, producto de una reacción química de oxidación violenta.
     • Atendiendo a cómo se incorpora el oxígeno a la llama, podemos distinguir dos tipos de llamas: Premezcla y Difusión.
       • Premezcla – llamas: cuando el combustible y comburente van mezclados previamente a la combustión, como en el caso de un mechero bunsen. En estas llamas la combustión es más completa y permiten alcanzar mayores temperaturas, presentando otras características como la tonalidad azul.
         • Llama de estufa
         • Llama de cámara de combustión
       • Difusión – llamas: son las que se generan de forma natural cuando se encuentran el combustible y el aire sin mezcla previa en un mismo lugar. La difusión sería el momento en el que un gas inflamable se encuentra de forma natural con el oxígeno del aire.
         • Llama de gas
         • Llama de madera

5. Limites de flamabilidad

   • Los límites explosivos o inflamables de un material también se relacionan con sus riesgos de explosión e incendio. Estos límites dan un rango entre las concentraciones más bajas y más altas del vapor en el aire que se llevará o explotara
     • El límite inflamable inferior o el límite de explosivo inferior (LFL o LEL) de la gasolina es un 1.4 por ciento; el límite inflamable superior o el límite explosivo superior (UFL o UEL) es 7.6 por ciento.
       • Esto significa que la gasolina puede encenderse cuando está en el aire a niveles entre 1.4 y 7.6 por ciento.
     • A temperatura ambiente normales, los líquidos inflamables pueden liberar suficiente vapor para formar mezclas quemables con el aire.
       • Los fuegos de líquidos inflamables se queman muy rápido. También liberan mucho calor y a veces nubes de humo tóxico, negro y grueso.

6. Mezcla pobre

   • Mezcla de aire y combustible conseguida cuando se produce un exceso de aire en relación a la mezcla
     • Una mezcla pobre incrementa la temperatura de la cámara de combustión y facilita la aparición de los óxidos de nitrógeno.
     • Si la mezcla es muy pobre no llega a inflamarse es combustible por la dificultad a crearse y propagarse un frente de llama. La mezcla pobre se utiliza en las situaciones de funcionamiento del motor que no precisan gran rendimiento.
     • (Mezcla estequiométrica= 14.7 a 1)

7. Mezcla rica

   • Una mezcla rica es la que tiene una relación de aire-combustible más baja.
     • . No hay suficiente aire (oxígeno) para sustentar la combustión completa.
   • Las mezclas ricas aumentan el consumo de combustible, las emisiones de hidrocarburos (HC) y de monóxido de carbono (CO) - los productos de una gasolina parcialmente quemada.
   • Tienden a reducir la potencia, incrementar los depósitos de carbón y, en caso extremo, ensuciar las bujías y diluir el aceite lubricante del motor.

8. Relación combustible/aire

   • Es el número que expresa la cantidad, en masa o en volumen, de aire aspirado por un motor de combustión para una cantidad unitaria de combustible. Dicha relación es función del combustible, del tipo de motor, de su regulación y de la carburación.
   • El valor ideal o teórico de tal relación es el correspondiente a la relación estequiométrica o proporción exacta entre las masas de las substancias
     • dicha relación está comprendida entre 14,7 y 15,1 (es decir, unos 15 kg de aire por cada kilogramo de gasolina)
     • Es lógico que con una relación aire/combustible más baja que la estequiométrica (inferior a 14,7 para la gasolina) no todo el combustible podrá quemarse y una parte quedará sin quemar o parcialmente quemada

9. Presión de entrada y salida

   • Nosotros habitamos la troposfera en la que conviven muchos gases los cuales permiten que los motores de combustión interna detonen y permitan el movimiento del vehículo.
   • El problema es que estos gases, en especial el oxigeno (O) es vital para la mezcla aire/combustible que produce la detonación y
     • dependiendo de la latitud en la que estemos esta riqueza de oxígeno será mayor o menor.
   • La potencia del motor se vera disminuida debido a la reducción de volumen de oxígeno, además la presión tambien es importante ya que cuanto mayor ascenso menor presión habrá y por tanto más difícil será la admisión.

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