Combustion (1)

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COMBUSTIÓN COMBUSTIÓN Y Y COMBUSTIBLES COMBUSTIBLES

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COMBUSTIÓN COMBUSTIÓN Y Y

COMBUSTIBLESCOMBUSTIBLES

COMBUSTIÓNCOMBUSTIÓN Reacción química exotérmica, de oxidación – reducción entre Reacción química exotérmica, de oxidación – reducción entre

dos o más sustancias, combustible y comburente, que se realiza dos o más sustancias, combustible y comburente, que se realiza a gran velocidad.a gran velocidad.

Comburente:Comburente: es la sustancia oxidante de la combustión. En el es la sustancia oxidante de la combustión. En el motor de combustión interna es el motor de combustión interna es el oxígenooxígeno del aire que se del aire que se encuentra en una proporción del 21% frente al 79% de encuentra en una proporción del 21% frente al 79% de nitrógeno.nitrógeno.

Combustible:Combustible: es la sustancia reductora de la combustión. Los es la sustancia reductora de la combustión. Los empleados en los motores de combustión interna son empleados en los motores de combustión interna son hidrocarburos derivados del petróleo hidrocarburos derivados del petróleo

Los hidrocarburos están formados por carbono, hidrógeno, Los hidrocarburos están formados por carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno y azufre. oxígeno, nitrógeno y azufre.

COMBUSTIÓNCOMBUSTIÓN La reacción de combustión de una molécula de combustible La reacción de combustión de una molécula de combustible

requiere de varias moléculas de oxígeno, en función del requiere de varias moléculas de oxígeno, en función del número de carbonos e hidrógenos de que esté compuesta. número de carbonos e hidrógenos de que esté compuesta. Tomemos como ejemplo la molécula de octeno:Tomemos como ejemplo la molécula de octeno:

CC88HH1616 + 12O + 12O2 2 → 8CO→ 8CO2 2 + 8H+ 8H22OO

Cada dos hidrógenos que haya en el combustible, requieren Cada dos hidrógenos que haya en el combustible, requieren un átomo de oxígeno, para formar una molécula de agua; y un átomo de oxígeno, para formar una molécula de agua; y cada carbono requiere dos átomos de oxígeno, para formar cada carbono requiere dos átomos de oxígeno, para formar una molécula de dióxido de carbono. una molécula de dióxido de carbono.

Esta es la configuración de una combustión completa o Esta es la configuración de una combustión completa o estequiométrica, en la que todo el estequiométrica, en la que todo el OO22 se utiliza para oxidar se utiliza para oxidar todo el combustible. todo el combustible.

COMBUSTIÓNCOMBUSTIÓN λλ define la relación entre la masa de aire y la masa de define la relación entre la masa de aire y la masa de

combustible de una mezclacombustible de una mezcla λλR R representa la relación entre la representa la relación entre la λλ de la mezcla y la de la mezcla y la λλ

estequiométrica.estequiométrica. λλRR >> 1 indica que la mezcla es pobre, con exceso de aire 1 indica que la mezcla es pobre, con exceso de aire

λλRR < 1 < 1 indica que la mezcla es ricaindica que la mezcla es rica

FASES DE LA COMBUSTIÓNFASES DE LA COMBUSTIÓN

La reacción no siempre se cumple en su totalidad, y La reacción no siempre se cumple en su totalidad, y tampoco es instantánea, sino que consta de varias tampoco es instantánea, sino que consta de varias reacciones intermedias que ayudan a completar el reacciones intermedias que ayudan a completar el proceso. proceso.

FASES DE LA FASES DE LA COMBUSTIÓNCOMBUSTIÓN

C8H16 + 4O2 → 8CO + 8H2

8H2 + 4O2 → 8H2O 8CO + 4O2 → 8CO2

FASES DE LA FASES DE LA COMBUSTIÓNCOMBUSTIÓN

Aunque las dos últimas reacciones se produzcan en paralelo, Aunque las dos últimas reacciones se produzcan en paralelo, la de oxidación del la de oxidación del HH2 2 es más rápida que la del es más rápida que la del CO CO por lo que por lo que con mezclas ricas aumenta la emisión de con mezclas ricas aumenta la emisión de CO CO ya que no ya que no queda oxígeno con el que reaccionar.queda oxígeno con el que reaccionar.

INICIO DE LA COMBUSTIÓNINICIO DE LA COMBUSTIÓN

Las reacciones normalmente se van a provocar por el Las reacciones normalmente se van a provocar por el choque de dos moléculas.choque de dos moléculas.

La descomposición de la molécula de hidrocarburo es algo La descomposición de la molécula de hidrocarburo es algo gradual, y el proceso está controlado por la presencia de gradual, y el proceso está controlado por la presencia de unas moléculas y átomos que tienen una actividad mucho unas moléculas y átomos que tienen una actividad mucho más alta que las moléculas de oxígeno, y que a la postre van más alta que las moléculas de oxígeno, y que a la postre van a ser los que realmente ataquen al hidrocarburo. Éstos son a ser los que realmente ataquen al hidrocarburo. Éstos son los radicales libres, que son iones de oxígeno (O), iones de los radicales libres, que son iones de oxígeno (O), iones de hidrógeno (H) y radicales hidroxilo (OH).hidrógeno (H) y radicales hidroxilo (OH).

INICIO DE LA COMBUSTIÓNINICIO DE LA COMBUSTIÓN

La reacción de combustión está controlada principalmente La reacción de combustión está controlada principalmente por la cantidad de radicales que haya en la mezcla. Éstos por la cantidad de radicales que haya en la mezcla. Éstos radiacles se empiezan a formar por choques de radiacles se empiezan a formar por choques de combustible y oxígeno. Al principio, se generan pocos combustible y oxígeno. Al principio, se generan pocos radicales, pero al aumentar mucho su concentración (por radicales, pero al aumentar mucho su concentración (por alta presión y/o temperatura) comienzan las reacciones de alta presión y/o temperatura) comienzan las reacciones de ramificación, y con ello una reacción en cadena que ramificación, y con ello una reacción en cadena que acabqa descomponiendo todo el combustible, y liberando acabqa descomponiendo todo el combustible, y liberando la energíala energía

Realmente, las reacciones en las que intervienen los Realmente, las reacciones en las que intervienen los radicales, bien como productos o como reactantes, y que al radicales, bien como productos o como reactantes, y que al final son las que provocan la ignición de la mezcla final son las que provocan la ignición de la mezcla

MOTOR OTTOMOTOR OTTO Cuando termina la Cuando termina la

compresión, en el motor compresión, en el motor Otto se dispone de una Otto se dispone de una mezcla de aire y mezcla de aire y combustible comprimida combustible comprimida a una presión de, más o a una presión de, más o menos, 15 veces la de menos, 15 veces la de admisión (a plena carga, admisión (a plena carga, eso son unos 15 bares), y eso son unos 15 bares), y una temperatura, una temperatura, suponiendo un ambiente suponiendo un ambiente de 25ºC, de unos 375ºC de 25ºC, de unos 375ºC

MOTOR OTTOMOTOR OTTO Combustión en los motores de encendido por chispa.

La mezcla se enciende por la chispa eléctrica y se quema en el proceso de propagación de la llama turbulenta.

Fase Inicial:Desde que salta la chispa en la bujía hasta el punto donde empieza el incremento brusco de la presión. En las zonas de altas temperaturas entre los electrodos de la bujía surge unpequeño foco de combustión que se convierte en un frente de llama turbulenta,siendo el porcentaje de la mezcla que se quema muy bajo. La velocidad de llama es relativamente baja y solo depende de las propiedadesfísico – químicas de la mezcla.

MOTOR OTTOMOTOR OTTO Fase Principal:

La llama turbulenta se propaga por toda la cámara de combustión, cuyo volumen casi es constante y el pistón se encuentra cerca del PMS.

La velocidad de propagación depende de la intensidad de la turbulencia lo que es a su vez directamente proporcional a la frecuencia de rotación del cigüeñal.

Cuando el frente de la llama llega a las paredes, como hay menos turbulencia, la velocidad disminuye.

MOTOR OTTOMOTOR OTTO

Fase de combustión residual:

Se quema la mezcla detrás del frente de llama. La presión ya no crece por que ya se produce la carrera de expansión y hay transmisión de calor a las paredes.

La velocidad de la combustión en las paredes y detrás del frente de la llama es lenta y depende de las propiedades físico–quimicas de la mezcla. Para aumentar esta velocidad hay que crear turbulencia en las zonas de combustión residual.

MOTOR OTTOMOTOR OTTO Para que comience la reaccción será necesaría energía que Para que comience la reaccción será necesaría energía que

eleve la temperatura. Esta se produce por medio del salto de eleve la temperatura. Esta se produce por medio del salto de una chispa eléctrica en un lugar de la cámara de combustión.una chispa eléctrica en un lugar de la cámara de combustión.

La chispa se produce antes que el pistón alcance el punto La chispa se produce antes que el pistón alcance el punto muerto superior de la carrera de compresión.muerto superior de la carrera de compresión.

MOTOR OTTOMOTOR OTTO La nube de gases, en rojo, compuesta por los productos de la La nube de gases, en rojo, compuesta por los productos de la

combustión del hidrocarburo y aire (dióxido de carbono, agua, combustión del hidrocarburo y aire (dióxido de carbono, agua, nitrógeno, oxígeno, monóxido de carbono, etc.) a una nitrógeno, oxígeno, monóxido de carbono, etc.) a una temperatura muy alta (será del orden de 2700 K). Esa nube temperatura muy alta (será del orden de 2700 K). Esa nube está rodeada de gases más fríos, gases iguales a los originales.está rodeada de gases más fríos, gases iguales a los originales.

Se transfiere de calor desde los gases calientes a los fríos, esta Se transfiere de calor desde los gases calientes a los fríos, esta

transferencia setransferencia se puede producir por una cierta convección puede producir por una cierta convección dada la turbulencia de la combustióndada la turbulencia de la combustión

MOTOR OTTOMOTOR OTTO La velocidad del frente de llama dependerá:La velocidad del frente de llama dependerá:

Cómo se transfiere el calor desde los gases calientes a los Cómo se transfiere el calor desde los gases calientes a los fríos debido en mayor medida por la turbulencia de los fríos debido en mayor medida por la turbulencia de los gasesgases

La riqueza de la mezcla a través de la tasa de producción La riqueza de la mezcla a través de la tasa de producción de radicales libres, de manera que con mezclas de radicales libres, de manera que con mezclas ligeramente ricas, factores lambda de 0.85 ligeramente ricas, factores lambda de 0.85 aproximadamente, que es donde la producción es mayor, la aproximadamente, que es donde la producción es mayor, la velocidad del frente es máxima velocidad del frente es máxima

Finalmente, la llama se termina apagando cuando llega a las Finalmente, la llama se termina apagando cuando llega a las proximidades de las paredes. Los gases que están allí reciben el proximidades de las paredes. Los gases que están allí reciben el calor proveniente de los gases calientes, pero en vez de aumentar calor proveniente de los gases calientes, pero en vez de aumentar su temperatura, al estar pegados a la pared lo conducen hacia su temperatura, al estar pegados a la pared lo conducen hacia ella, así que no se calientan y por tanto no se queman.ella, así que no se calientan y por tanto no se queman.

MOTOR OTTOMOTOR OTTO

MOTOR OTTOMOTOR OTTO Observando el fenómeno Observando el fenómeno

desde fuera, lo que se ve es desde fuera, lo que se ve es un frente de llama que va un frente de llama que va avanzando por la cámara, avanzando por la cámara, haciendo que reaccione la haciendo que reaccione la mezcla.mezcla.

Si la temperatura de los Si la temperatura de los gases aún sin reaccionar gases aún sin reaccionar llega a ser muy alta, es llega a ser muy alta, es posible que ellos solos posible que ellos solos entren en ignición, sin entren en ignición, sin necesidad de que llegue el necesidad de que llegue el frente de llama. En ese caso frente de llama. En ese caso se produce lo que llamamos se produce lo que llamamos detonación o que también se detonación o que también se conoce como picado de biela. conoce como picado de biela.

MOTOR OTTOMOTOR OTTO

la la combustióncombustión viene a durar un viene a durar un ángulo variable ángulo variable para cada tipo de para cada tipo de motor motor

MOTOR OTTOMOTOR OTTO

TABLA DE SECUENCIA DE EXPLOSIÓN TABLA DE SECUENCIA DE EXPLOSIÓN PARA UN MOTOR DE 4 CILINDROSPARA UN MOTOR DE 4 CILINDROS

CILINDRO 1CILINDRO 1 CILINDRO 2CILINDRO 2 CILINDRO 3CILINDRO 3 CILINDRO 4CILINDRO 4

Orden de Orden de explosiónexplosión

1 – 3 – 4 – 1 – 3 – 4 – 2 2

1 1 ½½ EXPLOSIÓNEXPLOSIÓN ESCAPEESCAPE COMPRESIÓNCOMPRESIÓN ADMISIÓNADMISIÓN

2 2 ½½ ESCAPEESCAPE ADMISIÓNADMISIÓN EXPLOSIÓNEXPLOSIÓN COMPRESIÓCOMPRESIÓNN

3 3 ½½ ADMISIÓNADMISIÓN COMPRESIÓNCOMPRESIÓN ESCAPEESCAPE EXPLOSIÓNEXPLOSIÓN

4 4 ½½COMPRESIÓCOMPRESIÓ

NNEXPLOSIÓNEXPLOSIÓN ADMISIÓNADMISIÓN ESCAPEESCAPE

CÁMARAS DE COMBUSTIÓNCÁMARAS DE COMBUSTIÓN

La combustión se produce dentro del cilindro en la cámara de La combustión se produce dentro del cilindro en la cámara de combustión que es el espacio donde quedan reducidos los gases combustión que es el espacio donde quedan reducidos los gases después de la compresión.después de la compresión.

La cámara de combustión esta diseñada para concentrar completamente la fuerza explosiva del combustible que se quema en la cabeza del pistón.

Aumentar la intensidad de la chispa que salte de la bujía. Crear turbulencia de la mezcla o carga en la admisión,

que reduce la duración de la combustión y la uniformidad de los ciclos consecutivos.

Estratificar la mezcla, lo que consiste en que la mezcla cerca de la bujía sea la mas rica y se empobrezca a medida que se aleja de la bujía.

CÁMARAS DE COMBUSTIÓNCÁMARAS DE COMBUSTIÓN

RENDIMIENTORENDIMIENTO

0 10 20 30 40

Potencia Útil

ResistenciaMecánica

Energía en formade calor en losgases de escapeAgua deRefrigeración

MOTOR DIESELMOTOR DIESEL Su combustión se basa en la inflamación espontánea del Su combustión se basa en la inflamación espontánea del

combustible.combustible.

El combustible que utilizan es el gasoil.El combustible que utilizan es el gasoil.

Al final de la compresión (recuérdese que en un motor Al final de la compresión (recuérdese que en un motor Diesel sólo se comprime aire), estando el aire a una presión, Diesel sólo se comprime aire), estando el aire a una presión, que en motores fuertemente sobrealimentados puede ser de que en motores fuertemente sobrealimentados puede ser de unos 80 bares, y temperaturas de 1000 K, se empieza a unos 80 bares, y temperaturas de 1000 K, se empieza a inyectar el combustible inyectar el combustible

El combustible, una vez en el interior de la cámara de El combustible, una vez en el interior de la cámara de combustión, comienza a vaporizarse y se empieza a formar combustión, comienza a vaporizarse y se empieza a formar una nube de aire y combustible vaporizado. una nube de aire y combustible vaporizado.

MOTOR DIESELMOTOR DIESEL Empiezan a producirse choques entre moléculas, y a Empiezan a producirse choques entre moléculas, y a

generarse radicales. Pasado un cierto tiempo, esa nube generarse radicales. Pasado un cierto tiempo, esa nube entra en ignición, e instantáneamente se quema una cierta entra en ignición, e instantáneamente se quema una cierta cantidad de combustiblecantidad de combustible

Una combustión que se llama de premezcla, en la que se Una combustión que se llama de premezcla, en la que se libera bastante energía en poco tiempo. La temperatura de libera bastante energía en poco tiempo. La temperatura de esa zona sube mucho, y hay una subida de presión bastante esa zona sube mucho, y hay una subida de presión bastante brusca, que es la responsable del ruido del motor Diesel.brusca, que es la responsable del ruido del motor Diesel.

Tras la combustión de Premezcla hay ahora en la cámara Tras la combustión de Premezcla hay ahora en la cámara gotas líquidas de combustible, y otras que aún se pueden gotas líquidas de combustible, y otras que aún se pueden seguir inyectando, rodeadas de aire y gas residual de la seguir inyectando, rodeadas de aire y gas residual de la combustión de premezcla a alta temperatura. combustión de premezcla a alta temperatura.

MOTOR DIESELMOTOR DIESEL De modo que aumenta la De modo que aumenta la

tasa de vaporización de las tasa de vaporización de las gotas combustible, y el gotas combustible, y el vapor que sale de la gota se vapor que sale de la gota se difunde por la cámara. En difunde por la cámara. En cuanto encuentra oxígeno, cuanto encuentra oxígeno, reacciona y se quema, se reacciona y se quema, se denomina combustión por denomina combustión por difusión.difusión.

Es la segunda fase de la Es la segunda fase de la combustión e el motor combustión e el motor Diesel. Es una combustión Diesel. Es una combustión mucho más lenta, y está mucho más lenta, y está gobernada por la tasa de gobernada por la tasa de inyección que se tiene, la inyección que se tiene, la tasa de vaporización de las tasa de vaporización de las gotas y la facilidad con que gotas y la facilidad con que el vapor encuentre oxígeno el vapor encuentre oxígeno

MOTOR DIESELMOTOR DIESEL La combustión por premezcla y después por difusión, La combustión por premezcla y después por difusión,

marcan un límite al régimen de giro del motor Diesel. Ésto marcan un límite al régimen de giro del motor Diesel. Ésto es debido a que hay procesos cuya duración no depende es debido a que hay procesos cuya duración no depende del régimen de giro, y a medida que éste aumenta, la del régimen de giro, y a medida que éste aumenta, la combustión va ocupando un ángulo cada vez mayor .combustión va ocupando un ángulo cada vez mayor .

Para un alto régimen de giro del motor la combustión Para un alto régimen de giro del motor la combustión ocupa mucho ángulo de giro del cigüeocupa mucho ángulo de giro del cigüeñalñal, disminuyendo el , disminuyendo el rendimiento del motor. rendimiento del motor.

En el Diesel, debido a que al final de la combustión al En el Diesel, debido a que al final de la combustión al combustible le cuesta encontrar oxígeno, no se pueden combustible le cuesta encontrar oxígeno, no se pueden quemar mezclas con tanto combustible. quemar mezclas con tanto combustible.

MOTOR DIESELMOTOR DIESEL La lambda mínima para un Diesel ronda el valor 1.2, lo que La lambda mínima para un Diesel ronda el valor 1.2, lo que

equivale a que hay que tener sobre un 20% de exceso de equivale a que hay que tener sobre un 20% de exceso de aire para que todo el combustible encuentre oxígeno. Por aire para que todo el combustible encuentre oxígeno. Por debajo de eso, aumenta mucho la emisión de partículas de debajo de eso, aumenta mucho la emisión de partículas de hollín.hollín.

Las dos razones principales por las cuales el motor Diesel Las dos razones principales por las cuales el motor Diesel consume menos que el Otto son la mayor relación de consume menos que el Otto son la mayor relación de compresión del Diesel y la capacidad para quemar mezclas compresión del Diesel y la capacidad para quemar mezclas pobrespobres

CÁMARAS DE CÁMARAS DE COMBUSTIÓNCOMBUSTIÓN

El inyector introduce en ella el combustible pulverizado, el cual se mezcla con el aire; de ahí que la forma de la cámara de combustión deba facilitar esta mezcla del combustible con el aire.

Tanto la mezcla como la combustión deben realizarse en un tiempo mínimo lo más cercano posible al punto muerto superior.

Las cámaras de combustión pueden clasificarse en: Inyección Directa Inyección Indirecta

Precombustión Con Cámara de Turbulencia

CÁMARAS DE CÁMARAS DE COMBUSTIÓNCOMBUSTIÓN

INYECCIÓN DIRECTA:INYECCIÓN DIRECTA:

El combustible se El combustible se inyecta inyecta directamente en la directamente en la cámara de cámara de combustión a combustión a una presión entre una presión entre 130 y 130 y 300 bares, generalmente 300 bares, generalmente

sobre la cabeza del sobre la cabeza del pistón que pistón que está está mecanizada para producir la mecanizada para producir la

turbulencia necesaria.turbulencia necesaria.

Tiene menor consumo Tiene menor consumo de gasoil de gasoil y mejor y mejor arranque en frío para arranque en frío para relaciones de compresión relaciones de compresión

superiores a 15 sin superiores a 15 sin necesidad de necesidad de precalentadorprecalentador

CÁMARAS DE CÁMARAS DE COMBUSTIÓNCOMBUSTIÓN

INYECCIÓN INYECCIÓN INDIRECTA:INDIRECTA: PRECOMBUSTIÓNPRECOMBUSTIÓN

El pistón encierra en la El pistón encierra en la carrera de compresión el carrera de compresión el aire en la antecámara, aire en la antecámara, donde se inyeccta el donde se inyeccta el gasoil que se quema gasoil que se quema parcialmente, para parcialmente, para durante la expansión durante la expansión producida se expulsa el producida se expulsa el resto del combustible sin resto del combustible sin inflamar por el atomizador inflamar por el atomizador para finalizar su para finalizar su combustión en el interior combustión en el interior del cilindro.del cilindro.

CÁMARAS DE CÁMARAS DE COMBUSTIÓNCOMBUSTIÓN

CÁMARA DE CÁMARA DE TURBULENCIATURBULENCIA

Es una evolución de la Es una evolución de la anterior en la que casí anterior en la que casí todo el aire pasa a una todo el aire pasa a una antecámara para generar antecámara para generar la turbulencia. la turbulencia.

COMBUSTIBLESCOMBUSTIBLES PETRÓLEOPETRÓLEO

El petróleo es un líquido aceitoso, viscoso e El petróleo es un líquido aceitoso, viscoso e inflamable, constituido por una mezcla de inflamable, constituido por una mezcla de hidrocarburos, que, de forma natural, se hidrocarburos, que, de forma natural, se encuentra en determinadas formaciones encuentra en determinadas formaciones geológicas.geológicas.

La teoría más aceptada sobre su formación La teoría más aceptada sobre su formación afirma que es el producto de la afirma que es el producto de la degradación, a través de grandes presiones degradación, a través de grandes presiones y temperaturas, de materia orgánica y temperaturas, de materia orgánica procedente de restos de animales y plantas. procedente de restos de animales y plantas.

COMBUSTIBLESCOMBUSTIBLES El petróleo es una mezcla de hidrocarburos líquido en los que El petróleo es una mezcla de hidrocarburos líquido en los que

están disueltos otros hidrocarburos se encuentran alcanos, están disueltos otros hidrocarburos se encuentran alcanos, lineales y ramificados, de hasta lineales y ramificados, de hasta CC4040, acompañados de cierta , acompañados de cierta cantidad de cicloalcanos e hidrocarburos aromáticos. cantidad de cicloalcanos e hidrocarburos aromáticos.

Los hidrocarburos están formados por carbono, hidrógeno, Los hidrocarburos están formados por carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno y azufre. La composición media del oxígeno, nitrógeno y azufre. La composición media del petróleo sería  85%C, 12%H y 3% S+O+N, además de varios petróleo sería  85%C, 12%H y 3% S+O+N, además de varios elementos metálicos. La composición de los crudos varía elementos metálicos. La composición de los crudos varía dependiendo del lugar donde se han formado. Las diferencias dependiendo del lugar donde se han formado. Las diferencias entre unos y otros se deben, a las distintas proporciones de entre unos y otros se deben, a las distintas proporciones de las diferentes fracciones de hidrocarburos, y a la variación en las diferentes fracciones de hidrocarburos, y a la variación en la concentración de azufre, nitrógeno y metales.  la concentración de azufre, nitrógeno y metales. 

COMBUSTIBLESCOMBUSTIBLES OBTENCIÓNOBTENCIÓN

Las reservas petrolíferas Las reservas petrolíferas se encuentran bajo la se encuentran bajo la superficie terrestre a superficie terrestre a cientos o miles de metros cientos o miles de metros de profundidadde profundidad

Los mayores depósitos de Los mayores depósitos de petróleo y los principales petróleo y los principales productores se productores se encuentran en el Medio encuentran en el Medio Oriente, América Latina Oriente, América Latina (México y Venezuela), (México y Venezuela), Africa, Europa Oriental, Africa, Europa Oriental, Rusia, Norteamérica y el Rusia, Norteamérica y el Lejano Oriente Lejano Oriente

COMBUSTIBLESCOMBUSTIBLES

COMBUSTIBLESCOMBUSTIBLES REFINERÍAREFINERÍA

Una refinería es un Una refinería es un enorme complejo donde enorme complejo donde ese petróleo crudo se ese petróleo crudo se somete en primer lugar somete en primer lugar a un proceso de a un proceso de destilación o separación destilación o separación física y luego a procesos física y luego a procesos químicos que permiten químicos que permiten extraerle buena parte extraerle buena parte de la gran variedad de de la gran variedad de componentes que componentes que contiene, una gran contiene, una gran variedad de compuestos variedad de compuestos que llegan fácilmente a que llegan fácilmente a los 2.000 subproductos los 2.000 subproductos

DESTILACIÓNDESTILACIÓN Los productos que se sacan del proceso de refinación se Los productos que se sacan del proceso de refinación se

llaman derivados y los hay de dos tipos: los combustibles, llaman derivados y los hay de dos tipos: los combustibles, como la gasolina, diesel, etc. ; y los petroquímicos, tales como como la gasolina, diesel, etc. ; y los petroquímicos, tales como el etileno, propilenoel etileno, propileno

El primer paso de la refinación del petróleo crudo se cumple El primer paso de la refinación del petróleo crudo se cumple en las torres de "en las torres de "destilación primariadestilación primaria" o "destilación " o "destilación atmosférica". En su interior, estas torres operan a una atmosférica". En su interior, estas torres operan a una presión cercana a la atmosférica y están divididas en presión cercana a la atmosférica y están divididas en numerosos compartimentos a los que se denomina "bandejas" numerosos compartimentos a los que se denomina "bandejas" o "platos". Cada bandeja tiene una temperatura diferente y o "platos". Cada bandeja tiene una temperatura diferente y cumple la función de fraccionar los componentes del petróleo. cumple la función de fraccionar los componentes del petróleo.

El crudo llega a estas torres después de pasar por un horno, El crudo llega a estas torres después de pasar por un horno, donde "se calienta" a temperaturas de hasta 400º centígrados donde "se calienta" a temperaturas de hasta 400º centígrados que lo convierten en vapor. Esos vapores entran por la parte que lo convierten en vapor. Esos vapores entran por la parte inferior de la torre de destilación y ascienden por entre las inferior de la torre de destilación y ascienden por entre las bandejas. A medida que suben pierden calor y se enfrían. bandejas. A medida que suben pierden calor y se enfrían.

DESTILACIÓNDESTILACIÓN Cuando cada componente vaporizado encuentra su propia Cuando cada componente vaporizado encuentra su propia

temperatura, se condensa y se deposita en su respectiva temperatura, se condensa y se deposita en su respectiva bandeja, a la cual están conectados ductos por los que se bandeja, a la cual están conectados ductos por los que se recogen las distintas corrientes que se separaron en esta recogen las distintas corrientes que se separaron en esta etapa.etapa.

GASOLINASGASOLINAS La gasolina es un hidrocarburo con 5 a 12 átomos La gasolina es un hidrocarburo con 5 a 12 átomos

de carbono por molécula, su rango de destilación de carbono por molécula, su rango de destilación varía entre 40º y 200º C, y se utiliza como varía entre 40º y 200º C, y se utiliza como combustible en motores de combustión interna de combustible en motores de combustión interna de dos o cuatro tiempos, principalmente automóviles, dos o cuatro tiempos, principalmente automóviles, motocicletas y vehículos livianos en general. motocicletas y vehículos livianos en general.

Es una sustancia líquida volátil, inflamable e Es una sustancia líquida volátil, inflamable e incolora; el aspecto verde, rojo o amarillento se incolora; el aspecto verde, rojo o amarillento se logra mediante la incorporación de un colorante logra mediante la incorporación de un colorante artificial, que además de facilitar su diferenciación, artificial, que además de facilitar su diferenciación, permite controlar su eventual adulteración.permite controlar su eventual adulteración.

GASOLINASGASOLINAS ÍNDICE DE OCTANOÍNDICE DE OCTANO

El índice de octano de una gasolina es una medidad de su capacidad El índice de octano de una gasolina es una medidad de su capacidad antidetonante. Las gasolinas que tienen un alto índice de octano producen antidetonante. Las gasolinas que tienen un alto índice de octano producen una combustión más suave y efectiva. una combustión más suave y efectiva.

El índice de octano de una gasolina se obtiene por comparación del poder El índice de octano de una gasolina se obtiene por comparación del poder detonante de la misma con el de una mezcla de isooctano y heptano. Al detonante de la misma con el de una mezcla de isooctano y heptano. Al isooctano se le asigna un poder antidetonante de 100 y al heptano de 0. isooctano se le asigna un poder antidetonante de 100 y al heptano de 0.

GASOLINASGASOLINAS Una gasolina de 97 octanos se comporta, en cuanto a su Una gasolina de 97 octanos se comporta, en cuanto a su

capacidad antidetonante, como una mezcla que contiene el capacidad antidetonante, como una mezcla que contiene el 97% de isooctano y el 3% de heptano.97% de isooctano y el 3% de heptano.

Las gasolinas además incorporan unos aditivos específicos Las gasolinas además incorporan unos aditivos específicos (metil t-butil eter MTBE) para potenciar sus propiedades (metil t-butil eter MTBE) para potenciar sus propiedades antidetonantes y otras características.antidetonantes y otras características.

Hoy en día debido a la necesidad de controlar las emisiones, Hoy en día debido a la necesidad de controlar las emisiones, se instalan conversores catalíticos en los automoviles. En ellos se instalan conversores catalíticos en los automoviles. En ellos nace la necesidad de la utilización de las gasolinas sin plomo.nace la necesidad de la utilización de las gasolinas sin plomo.

GASOLINASGASOLINAS La gasolina con plomo contiene como aditivo el La gasolina con plomo contiene como aditivo el

Tetraetilato de plomo para mejorar el octanaje , al arder , Tetraetilato de plomo para mejorar el octanaje , al arder , los residuos de plomo poco volátiles se van depositando los residuos de plomo poco volátiles se van depositando sobre los asientos de las válvulas de escape.sobre los asientos de las válvulas de escape.

El plomo es un metal blando, Las zonas rojas sufren el El plomo es un metal blando, Las zonas rojas sufren el desgaste lor residuos metálicos poco volátiles que se van desgaste lor residuos metálicos poco volátiles que se van depositando , tienen un efecto beneficioso sobre los depositando , tienen un efecto beneficioso sobre los asientos y guías, actuan como una "almohada" que se asientos y guías, actuan como una "almohada" que se interpone entre la válvula de escape y su asiento , con la interpone entre la válvula de escape y su asiento , con la ventaja de que se renuevan continuamente .ventaja de que se renuevan continuamente .

GASOLINASGASOLINAS

SIN PLOMO 95 OCTANOSSIN PLOMO 95 OCTANOS Libre de azufreLibre de azufre: menos de 50 ppm : menos de 50 ppm

SIN PLOMO 98 OCTANOSSIN PLOMO 98 OCTANOS Libre de azufreLibre de azufre: menos de 10 ppm : menos de 10 ppm

SUPER 97SUPER 97

GASOILGASOIL Es el combustible empleado en los motores diesel, se trata Es el combustible empleado en los motores diesel, se trata

de un producto más denso que la gasolina y tiene algo más de un producto más denso que la gasolina y tiene algo más de poder calorífico.de poder calorífico.

El grado de autoinflamación del gasoil se mide por el El grado de autoinflamación del gasoil se mide por el Número de de cetano Número de de cetano que conviene que se encuentre que conviene que se encuentre entre 40 y 70entre 40 y 70

Su curva de destilación se encuentra entre los 260 y 370°CSu curva de destilación se encuentra entre los 260 y 370°C

Bajo contenido en azufreBajo contenido en azufre

Debe permitir una correcta combustión, protegiendo el Debe permitir una correcta combustión, protegiendo el sistema de inyección y de alimentación, además de evitar la sistema de inyección y de alimentación, además de evitar la corrosión de las diferentes partes del motorcorrosión de las diferentes partes del motor

GASOILGASOIL

Número de cetanoNúmero de cetano: : Representa un índice de la capacidad de inflamación Representa un índice de la capacidad de inflamación del combustible. Se define como el porcentaje en del combustible. Se define como el porcentaje en volumen de cetano (una parafina a la que se asigna volumen de cetano (una parafina a la que se asigna grado 100) en una mezcla con alfa-metilnaftalina que grado 100) en una mezcla con alfa-metilnaftalina que ofrece el mismo retraso de encendido que el ofrece el mismo retraso de encendido que el combustible en cuestión. Cuanto más alto sea el combustible en cuestión. Cuanto más alto sea el número de cetano, más bajo es el retraso de encendido, número de cetano, más bajo es el retraso de encendido, lo que beneficia el rendimiento del motor.lo que beneficia el rendimiento del motor.

GASOILGASOIL

Diesel eDiesel e++

Diesel eDiesel e+ + 1010 Desactivador de metales para evitar la formación de Desactivador de metales para evitar la formación de

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