Motori endotermici a combustione interna di Sara Bergandi, Stefano Cantoni, Leonida Fossati, Alfredo Greco

I combustibili convenzionali

Generalità

I combustibili per i motori endotermici possono essere classificati in: solidi, gassosi e liquidi.

  • I combustibili solidi non possono essere usati allo stato naturale: i tentativi fatti per introdurli polverizzati hanno messo in evidenza gravi inconvenienti funzionali come il logorio e la corrosione dei cilindri nonché l’inceppamento delle valvole a causa delle ceneri che non possono essere totalmente eliminate.

    I combustibili solidi sono perciò trasformati in combustibili gassosi entro appositi generatori chiamati gassogeni. Possono subire questo trattamento la legna, il carbone di legna il coke di torba il coke di lignite e di carbon fossile o di antracite, come pure succedanei formati da legna o residui di legna polverizzati e compressi in mattonelle trattate a caldo con catrame vegetale e successivamente indurite. Possono essere trasformati in combustibili liquidi quando sia conveniente dal punto di vista economico. Con l’aumento del prezzo della benzina e del gasolio può diventare conveniente ricorrere al trattamento del carbon fossile e delle torbe e sabbie oleose.

  • I combustibili gassosi possono essere classificati in due categorie: gas liquidi e gas permanenti.

    • I gas liquidi sono miscele di idrocarburi paraffinici (propano – butano etc) o olefenici (propilene – butilene – isobutilene) che a temperatura normale possono essere liquefatti a una pressino relativamente bassa (circa 8 bar). A pressione atmosferica sono allo stato di gas. Negli usi automobilistici sono contenuti in serbatoi di acciaio o di lega leggera.

    • I gas permanenti che trovano qualche raro impiego nell’autotrazione sono il metano naturale o artificiale, il gas di cokeria (essenzialmente formato da idrogeno e metano) il gas di distribuzione cittadina (gas luce). Questi gas sono normalmente compressi in bombole di acciaio speciale a una pressione di circa 200 bar

      Il metano è di gran lunga il più diffuso. Difficoltà di produzione industriale ed altri inconvenienti ostacolano per ora l’uso del metano liquido. Il basso potere calorifico (12000 – 21000 KJ/m3) limita il campo di utilizzazione del gas di cokeria e del gas luce a casi eccezionali.

  • I combustibili liquidi sono la fonte principale di energia per i motori endotermici di gran lunga più impiegati sono quelli derivati dal petrolio. Talvolta, dove i derivati dal petrolio non sono disponibili, si ricorre a combustibili simili ricavati dal carbone con speciali processi ma il loro costo è evidentemente assai più elevato. I principali tipi di combustibili liquidi in commercio sono gli idrocarburi ricavati dalla raffinazione del petrolio oltre il benzolo e gli alcooli.
    • Gli Idrocarburi si distinguono essenzialmente tra loro per la volatilità, cioè per l’attitudine a evaporare e quindi a miscelarsi omogeneamente con l’aria. I carburanti sono usati soprattutto nei motori ad accensione per scintilla; le nafte nei motori ad accensione per compressione. Fra i carburanti sono comprese le benzine.

    • Le nafte comprendono gli oli medi e pesanti provenienti dalla distillazione dell’olio minerale greggio o del catrame, rispettivamente chiamati gasolio e nafte pesanti o nafte nere.

    • Il petrolio o kerosene può considerarsi intermedio fra i carburanti e le nafte.

    Il benzolo e gli alcooli possono essere classificati fra i carburanti.

    • Il benzolo è un sottoprodotto del carbone nella sua trasformazione in coke e consiste principalmente in benzene (C6-H6) ha un buon potere antidetonante ma potere calrifico inferiore a quello della benzina. E’ usato quanto e dove scarseggia la benzina e abbonda il carbon fossile.

    • Gli alcooli hanno una composizione simile a quella degli idrocarburi ma contengono nelle loro molecole atomi di ossigeno. Hanno buon potere antidetonante ma potere calorifico basso. In casi speciali vengono usati in miscela con la benzina soprattutto l’alcool metilico o metanolo (CH3-OH) e l’alcool etilico o etanolo (C2H5-OH).

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