سوخت و انرژی

سوخت ماده‌ای است که در اثر تغییرات (معمولاً شیمیائی) تولید انرژی مفید می‌کند که بعداً می‌تواند تبدیل به انرژی مکانیکی شود. این تغییرات معمولاً با سوختن (یعنی ترکیب با اکسیژن) همراه است. فرایندهای مورد استفاده برای تبدیل سوخت به انرژی عبارتند از: واکنش‌های شیمیایی مختلف و گرمازا واکنش‌های هسته‌ای مانند شکافت هسته‌ای یا گداخت هسته‌ای. هیدروکربن‌ها تا حد زیادی شایع‌ترین منبع سوخت مورد استفاده توسط انسان است، اما در بسیاری از موارد فلزات رادیو اکتیو نیز استفاده می‌شوند.

سوخت‌های شیمیایی موادی هستند که باعث آزاد شدن انرژی از طریق واکنش با مواد اطراف آنها است که مهمترین آنها توسط فرایند اکسیداسیون می‌باشد.

چوب یکی از اولین سوخت‌های مورد استفاده توسط انسان بود و هنوز هم منبع اصلی انرژی در بسیاری از نقاط جهان است.

سوخت‌های زیستی

سوخت‌های زیستی می‌تواند به عنوان سوخت مایع، جامد یا گاز متشکل یا حاصل از زیست توده تعریف شود. زیست توده نیز می‌تواند برای گرم کردن یا تولید برق استفاده شود. سوخت‌های زیستی را می‌توان از هر منبع کربن مثل گیاهان که به سرعت جایگزین می‌شود بدست اورد. بسیاری گیاهان مختلف و مواد مشتق شده از گیاهان برای تولید سوخت زیستی استفاده می‌شود.

شاید اولین سوخت کار گرفته شده توسط انسان چوب است. شواهد نشان می‌دهد آتش کنترل شده تا ۱٫۵ میلیون سال پیش مورد استفاده قرار گرفت در Swartkrans، آفریقای جنوبی است. چوب به عنوان یک سوخت تا به امروز باقی مانده است. چوب دارای چگالی انرژی ۱۰–۲۰ MJ / به ازای هر کیلوگرم اخیرا سوخت‌های زیستی برای استفاده در حمل و نقل خودرو (برای مثال Bioethanol و بیودیزل) مورد توجه واقع شده.

سوخت‌های فسیلی

سوخت‌های فسیلی شامل هیدروکربن‌ها، عمدتا زغال سنگ و نفت (نفت خام یا گاز طبیعی)، که از بقایای فسیل شده گیاهان و حیوانات قرار گرفته در حرارت بالا و فشار بالا در غیاب اکسیژن در داخل پوسته زمین طی میلیون‌ها سال تشکیل می‌شوند.

سوخت هسته‌ای، هر گونه ماده‌ای است که به منظور مصرف انرژی هسته‌ای استخراج شده است.

شکافت

شایع‌ترین نوع از سوخت هسته‌ای مورد استفاده توسط انسان عناصر سنگین شکافت پذیر است که می‌تواند به وسیله انجام واکنش‌های شکافت هسته‌ای زنجیره‌ای در یک راکتور شکافت هسته‌ای انرژی تولید کند. معمول‌ترین سوخت‌های هسته‌ای شکافت پذیر ۲۳۵U و ۲۳۹Pu، هستند.

اعمال استخراج، تصفیه استفاده و جمع‌آوری این عناصر را چرخه سوخت هسته‌ای که در نهایت برای تولید انرژی هسته‌ای یا بمب‌های هسته‌ای استفاده می‌شوند.

چرخه سوخت هسته‌ای، ارتباط به تولید برق هسته‌ای و سلاح‌های هسته‌ای دارد.

در این زمینه میتوان به روغن موتورها و گریس ها به دلیل استفاده آنتی اکسیدانتهای مخصوص در تولید آنها جهت بالا بردن توان حرارتی و جلوگیری از پدیده اکسیداسیون، پرداخت.

یکی از محصولات تقطیر در خلأ برش روغنی است که به عنوان ماده اولیه واحدهای روغن‌سازی وارد پالایشگاه می‌گردد. این برش روغنی تحت یک سری عملیات پالایش و به روغن پایه تبدیل می‌گردد.

محتویات

۱        محاسبه پالایش برش روغنی در پالایشگاه

۲        ویژگی‌های فیزیکی روغن

۳        انواع مختلف روغن موتور

۴        سیستم استانداردی ACEA

۵        منابع

محاسبه پالایش برش روغنی در پالایشگاه

در پالایشگاه‌های تولیدکننده روغن موتور، برش روغنی به عنوان ماده اولیه واحد روغن‌سازی به واحد استخراج با فورفورال فرستاده می‌شود که در آنجا مواد آروماتیک و نیز موادی که حاوی ترکیبات حلقوی غیر اشباع (بنزنی) است، از آن زدوده می‌شود. رفینت حاصل که حاوی روغن می‌باشد، به واحد موم‌گیری با تولوئن و متیل اتیل کتون فرستاده می‌شود تا انواع پارافین و واکس (موم) آن جداسازی گردد. روغن موم‌گیری شده به واحد تصفیه نهایی توسط هیدروژن ارسال می‌گردد تا روغن پایه نهایی حاصل شود.

ویژگی‌های فیزیکی روغن

بالابودن شاخص گرانروی یک مزیت برای روغن به حساب می‌آید زیرا هرچه شاخص گرانروی یک روغن بالاتر باشد تغییرات ویسکوزیته آن نسبت به دما کمتر خواهد بود. برای این منظور از مواد بهبود دهنده شاخص گرانروی یا Viscosity index improve که به‌طور خلاصه به صورت VIIبیان می‌شود استفاده می‌گردد.

انواع مختلف روغن موتور

روغن موتور مدرن در حال حاضر دارای سه طبقه‌بندی است:

• گروه III روغن معدنی یا گاز به مایع است که یک راه شیمیایی برای تولید روغن پارافین از گاز متان است.

• گروه IV یک PAO (الفین آلفا پلی) است.

• گروه V که بسیار غیرمعمول (استر یا دی استرها).

SAE 10W-40 یک برچسب یک روغن موتور با کیفیت نیست بلکه یک نوع از درجه ویسکوزیته است. روغن‌های مولتی گرید که امروز در دسترس است را می‌توان در دماهای بسیار مختلف (شاخص گرانروی بسیار بالا) استفاده کرد؛ که نیاز به تغییر روغن خودرو در تابستان و زمستان را از بین می‌برد.

حجم روغن موتور باید همیشه مقدار مشخصی باشد تا موتور کارکرد استانداری داشته باشد.

اغلب رانندگان و مالکان خودرو در زمان برخورد با کم کردن روغن احساس نگرانی می کنند و گمان می کنند که خودرویشان خراب شده است و باید به تعمیرگاه مراجعه کنند.

در صورتی که این تصور صحیح نیست و هر روغن کم کردنی عیب در موتور خودرو محسوب نمی شود. تبخیر شدن روغن، طراحی موتور، عدم انتخاب موتور مناسب و شرایط رانندگی از دلایل کاهش حجم روغن موتور هستند.

سیستم استانداردی ACEA

(انجمن DES Constructeurs Européens D’خودرو) این سیستم استاندارد برای خودروهای اروپایی طراحی شده و جایگزین نظام سابق CCMC است. ACEA روغن موتور را به سه دسته نقسیم می‌کند. یکی برای موتور بنزینی (حرف A) و دیگری برای موتورهای دیزل سبک (حرف B) و بعدی برای موتورهای دیزل سنگین (حرف E).

A1 روغن موتور از همان کیفیت A2 است اما با الزامات کمتری برای پایداری برشی و تبخیراست. این کلاس برای روغن‌های چرب به اصطلاح با ویسکوزیته پایین در نظر گرفته شده.

A2 به روزرسانی شده کیفیت قبلی CCMC G4 است. حداقل سطح کیفیت احتیاجات مورد نیاز برای اکثر اتومبیل‌های اروپایی است.

A3 به روزرسانی شده کیفیت قبلی CCMC G5 است. این روغن با بالاترین الزامات مورد نیاز برای حفاظت از سایش، پایداری اکسیداسیون و تبخیر کم و جلوگیری از کم شدن گرانروی فراهم می‌کند.

B1 برای موتورهای دیزلی سبک با سطح کیفیت همان B2 است، اما با الزامات کمتری برای پایداری برشی و تبخیر است. این نوع روغن برای روغن‌های چرب معمولی و با ویسکوزیته پایین در نظر گرفته شده.

B2 به روزرسانی شده کیفیت قبلی CCMC PD2 است. سطح کیفیت حداقل احتیاجات مورد نیاز برای اکثر موتورهای دیزلی سبک اروپا را دارا می‌باشد.

B3 به روزرسانی شده کیفیت قبلی CCMC PD2 است. این استاندارد با دارا بودن به بالاترین الزامات مورد نیاز برای حفاظت از سایش، پایداری اکسیداسیون، تبخیر کم و جلوگیری از کم شدن گرانروی فراهم می‌کند.

B4 این استاندارد با دارا بودن به بالاترین الزامات مورد نیاز برای نوع جدید از خودروهای دیزلی و بنزینی با کیفیت بالا می‌باشد.

C3 روغن‌های با کیفیت عالی و با خاکستر (SAPS) بسیار کم هستند. آن‌ها برای استفاده در موتور بنزینی با کارایی بالا و موتورهای دیزل سبک با سیستم‌های پیشرفته با کاتالیزور دیزلی (فیلتر ذرات دیزل) (DPF) و کاتالیزور سه راه (TWC) که طراحی شده، استفاده می‌شود. این روغن موتور SAE 5W-30 یا SAE 5W-40 بر پایه روغن پایه گروه III درست شده. این نوع روغن معمولاً استانداردهای شرکت‌های مختلف از جمله Daimler MB-Approval 229.31 / Daimler MB-Approval 229.51 / Volkswagen VW50200 / Volkswagen VW50500 Volkswagen VW50501 / BMW Longlife 04 / Porsche (SAE 5W-40 only). (SAPS= Sulphated Ash, Phosphorus, Sulphur) را دارا می‌باشند (SAPS = خاکستر سولفاته، فسفر، گوگرد)

C2 تقریباً همانند استاندارد C3 است و فقط دارای ویسکوزیته SAE 5W-30 است و حفاظت از سایش کمتری دارد اما در بهبود اقتصاد سوخت کمتر خودرو مؤثر است.

C1 تقریباً همانند استانداردهای C2 و C3 هستند اما این استاندارد بالاترین کیفیت را در حفاظت از سایش، جلوگیری از تولید لجن و بهبود اقتصادی سوخت خودرو را دارد.

E1 استاندارد روغن موتور برای موتورهای دیزل سنگین ساخته شده. سطح کیفیت به‌طور گسترده با استاندارد قبلی CCMC D4 سازگار است و در درجه اول برای موتورهای بزرگتر و فواصل تخلیه نرمال در نظر گرفته شده. امروزه این استاندارد تقریباً حذف شده.

E2 این استاندارد برای موتورهای دیزلی با توربو و بدون توربو شارژرها که تحت شرایط سخت کار می‌کنند، طراحی شده‌است.

E3 ارتقاء قابل توجهی نسبت به استاندارد قبلی CCMC D5 را دارد و مخافظت بهتری از پیستون‌ها در مقابل سایش و تمیزکنندگی دوده را دارد. این روغنها به برای موتورهای زیست‌محیطی EURO II طراحی شده‌است، تحت شرایط سخت و فواصل تعویض روغن بیشتر از حد معمولی.

E4 تقریباً همان استاندارد E3 است اما با بهبود تمیزکنندگی بهتر و مدیریت دوده است. تحت شرایط سخت و فواصل تعویض روغن بیشتر از حد استاندارد.

E3. E5 استاندارد بالاترین کیفیت موجود است و نوع ارتفا یافته E3 است که برای موتورهای یورو III درست شده‌است. فواصل تعویض روغن برابر استاندارد E3 می‌باشد.