گاز طبيعي فشرده CNG مخفف (Compressed Natural Gas) ، تركيبي از بيش از 90 درصد متان و باقي اتان و ساير هيدروكربورها می باشد.

وزن مخصوص

نسبت وزن مخصوص ، حجم معيني از بخار به وزن همان حجم هوا را وزن مخصوص گاز ناميده كه اين ميزان جهت CNG برابر 0.65 مي باشد.

نقط جوش
نـقطه جـوش گـاز دمايي اسـت كه در فشار 1 اتمسفر ، گاز از حالت مايع به حالت گاز در مي آيد. مقدار اين دما جهت CNG برابر 160- درجه سانتيگراد بوده و جهت سوخت بنزين 35 تا 232 درجه سانتيگراد مي باشد.
نقطه ذوب
نقطه ذوب دمايي است كه در آن ماده از حالت جامد به حالت مايع تبديل مي شود كه براي CNG اين دما برابر با 182- درجه سانتيگراد مي باشد.
ارزش حرارتي
ارزش حرارتي بنا به تعريف مقدار گرمايي است كه در هنگام احتراق كامل يك واحد جرم از هر نوع سوخت آزاد مي گردد. ارزش حرارتي سوخت CNG برابر kcal/kg 11954 بوده كه اين ميزان جهت بنزين بين kcal/kg 11500 تا kcal/kg 11200 مي باشد.
حد احتراق

ميزان نسبت سوخت به هوا جهت احتراق مناسب يك سوخت در فشار 1 اتمسفر بوده و داراي محدوده خاصي مي باشد. اين محدوده جهت بوتان 1.8 الي 8.45 بوده و جهت سوخت بنزين بين 1.5 تا 4.7 مي باشد. بايد توجه داشت كه احتراق متناوب زماني صورت مي گيرد كه حد احتراق در يك محدوده خاصي قرار داشته باشد . به عبارت ديگر اگر درصد حجمي بوتان كمتر از 1.8 درصد و يا بيشتر از 8.45 درصد باشد احتراق صورت نمي گيرد.

سرعت اشتعال

بنا به تعريف سرعت اشتعال به سرعت انتشار شعله احتراق درون يك گاز قابل انفجار گفته مي شود . سرعت اشتعال به عواملي نظير نوع مواد تركيبي ، فشار و دماي گاز بستگي داشته و عموماً اين سرعت با افزايش فشار و دما افزايش مي يابد . سـرعت اشـتعال سوخت CNG برابر با 67/0 متر بر ثانيه بوده وجهت بنزين برابر با 83/0 متر بر ثانيه مي باشد كه به واسطه سرعت اشتعال بيشتر بنزين نسبت به CNG زمان جرقه در احتراق CNG بايد نسبت به سوخت بنزين كمي سريعتر باشد.

نقطه جرقه

هنگامي كه يك سوخت به تدريج تا نقطه شعله وري گرم شود ، احتراق بدون منبع جرقه ميتواند انجام شود . بنا به تعريف نقطه احتراق به پايين ترين دمايي گفته مي شود كه در آن عمل احتراق به خودي خود انجام مي شود . نقطه احتراق بنزين 380-360 درجه سانتيگراد و نقطه احتراق CNG برابر با 680 درجه سانتيگراد بوده كه به همين دليل CNG نسبت به بنزين از ايمني بالاتري برخوردار است.
عدد اكتان
عد اكتان نشان دهنده قابليت احتراق خودبخود سوخت تحت فشار تراكم بوده كه در رابطه با بنزين اين عدد بين 80 تا 98 و جهت CNG اين عدد برابر با 110 تا 125 ميباشد. عدد اكتان بالاتر CNG اجاره طراحي نسبت تراكم بالاتر در موتور را نسبت به حالت سوخت بنزين ايجاد نموده و افزايش نسبت تراكم منجر به افزايش توان و بالا رفتن راندمان سوخت مي گردد.

تبیین جایگاه گازطبیعی فشرده به عنوان سوخت خودروها

سیر صعودی مصرف انواع سوخت در بخش حمل و نقل و همچنین افزایش آلودگی ایجاد شده ناشی از خودروها, ضرورت استفاده از یك سوخت جایگزین را در این بخش نشان می‌دهد. در مقالهای كه آقایان رضا شاعری و آرش میرعبدا.. لواسانی به چهارمین همایش ملی انرژی تهران (۱۳۸۱) ارایه كردهاند, سعی شده است كه اهمیت جایگاه گاز طبیعی فشرده (CNG) در میان سایر حامل‌های انرژی به عنوان سوخت خودروها نشان داده شود. این مطلب مختری از مقاله مذكور در این زمینه میباشد:

وقوع بحران‌های نفتی، افزایش تعداد وسایل نقلیه و آلایندگی ناشی از آن، كاهش ذخایر نفتی و تصویب قانون‌های سخت مبارزه با آلودگی محیط زیست, منجر به آن شده است تا ساخت خودروهای كم مصرف و با آلایندگی كم و همچنین استفاده از سوخت‌های جایگزین در دستور كار مراكز تحقیقاتی جهان و به خصوص خودروسازان قرار گیرد .

گاز طبیعی از سوخت‌های جایگزینی است كه از دهه 1920 میلادی مورد استفاده قرار گرفته است؛ اما سهولت استفاده از سایر سوخت‌های فسیلی مایع باعث گردید كه از این سوخت, فقط در برخی از كشورها (مانند ایتالیا و شوروی سابق) استفاده شود. از دهه 1990 میلادی, روند استفاده از این سوخت در میان كشورهای جهان سیر صعودی داشته است؛ به طوری كه طی كمتر از یك دهه تعداد این خودروها به حدود دو میلیون دستگاه رسیده است.

با توجه به اینكه ایران از لحاظ ذخایر گازی مقام دوم را در میان سایر كشورهای جهان داراست، به جرات می‌توان گفت كه طی دهه گذشته نرخ رشد استفاده از این سوخت در خودروها بسیار ناچیز بوده است.

گاز طبیعی به عنوان سوخت خودرو در كشور و مزایای آن

استفاده از گاز طبیعی در خودروها, مزایای غیر قابل انكاری نظیر كاهش آلودگی هوا و نتیجتاً كاهش مصرف سوخت‌های فسیلی مایع و كاهش یارانه بخش حمل و نقل را به دنبال دارد:

1- كاهش آلودگی هوا

در حال حاضر, آلودگی هوا از معضلات اساسی شهرهای بزرگ كشور به خصوص در فصول پاییز و زمستان محسوب می‌شود. بر هیچكس پوشیده نیست كه این آلودگی اثرات مخرب بر افراد (از نظر جسمانی و روانی)، گیاهان, اشیاء و ساختمان‌ها (از نظر خوردگی، سیاه شدن و كاهش مقاومت) دارد. در آمارهای منتشر شده، بخش حمل و نقل از عمده‌ترین آلوده‌‌كننده‌های محیط زیست به شمار می‌رود. بهطوریكه در سال 1379 نسبت به سایر بخش‌ها بزرگترین تولید كننده آلاینده‌های CH,CO2, NO2, COوSPM به ترتیب با 95.2, 25.1, 60.3, 98.3 و 76 درصد بوده است. استفاده از گاز طبیعی فشرده باعث كاهش آلاینده‌های خروجی از اگزوز خودروها می‌شود؛ به طوری كه بر اساس یكی از مطالعات انجام شده برای مقایسه آلاینده‌های ناشی از سه سوخت بنزین، گازوییل و گاز طبیعی كاهش آلاینده‌های گاز طبیعی نسبت به دو سوخت دیگر محسوس بوده كه در جدول شماره 1 به آن اشاره شده است. بنابراین با استفاده از گاز طبیعی آلودگی هوا كاهش می‌یابد و یا رشد آن حداقل متوقف می‌شود. این موجب كاهش هزینه‌های اجتماعی حاصل از آلاینده‌ها كه در این بخش تولید می‌شود، خواهد شد.

2- كاهش مصرف فرآوردههای نفتی

بنزین و گازوییل از حامل‌های مهم انرژی در بخش حملونقل كشور به حساب می‌آیند. در سال 1379, حدود 99 درصد از بنزین و 55 درصد از گازوییل مصرفی كشور به حملونقل بخش تعلق داشته است.

افزایش تولید خودروهای پرمصرف, كثرت خودروهای فرسوده، عدم سوخت‌گیری صحیح، خروج غیر قانونی سوخت از كشور و عدم تنظیم موتور خودروها, باعث گردیده كه مصرف این فراورده‌ها و به خصوص بنزین رشد چشم‌گیری داشته باشد. به طوری كه مصرف بنزین از 1413 هزار متر مكعب در سال 1350 به 15510 هزار متر مكعب در سال 1379 بالغ گردیده است. استفاده از گاز طبیعی در بخش حمل و نقل نه تنها باعث كاهش مصرف فرآورده‌های نفتی و همچنین كاهش واردات می‌شود؛ بلكه به دلیل عدم سقف صادرات برای فرآورده‌های نفتی, به هر میزان كه اضافه تولید داشته باشیم, این فراوردهها قابل صدور می‌باشند.

3- كاهش یارانه بخش حمل و نقل

سالانه مبلغ هنگفتی یارانه به حامل‌های انرژی در بخش‌های مختلف كشور اختصاص می‌یابد. در میان بخش‌های مصرف كننده، بخش حمل و نقل بیشترین مقدار را به خود اختصاص داده است. به طوری كه در سال 1379، از كل 1276241 میلیارد ریال كل یارانه انرژی حدود 42745 میلیارد ریال (حدود 33.5 درصد) به بخش حمل و نقل تعلق داشته است. از مبلغ ذكر شده به عنوان یارانه انرژی, در بخش حمل و نقل, بنزین و گازوییل به ترتیب با 52.5 و 44.7 درصد، بالاترین مقدار یارانه را به خود اختصاص داده‌اند. مصرف گاز طبیعی فشرده در خودروها موجب می‌شود كه یارانه تخصیصیافته به این بخش كاهش یابد.

طرح پیشنهادی برای بهكارگیری خودروهای گاز سوز

با بررسی اتصال‌های شبكه‌گذاری گاز طبیعی، تعیین جایگاه‌های تحویل سوخت كشور و همچنین مزایای استفاده از گاز طبیعی، ارایه یك طرح جامع جایگزینی سوخت گاز در خودروهای كشور بسیار ضروری و كارگشا می‌باشد. با توجه به موارد ذكر شده تا انتهای سال 1387 حدود چهار میلیون و سی هزار خودرو میتوانند گازسوز شوند. همچنین چنانچه نسبت فعلی بین جایگاه‌های سوخت و تعداد خودروها برقرار باشد, در آن صورت لازم است 1925 جایگاه احداث شود. برای شروع این طرح باید استان‌های تهران، اصفهان، خراسان، آذربایجان شرقی و فارس به دلیل وجود بیشترین تعداد خودرو در اولویت قرار گیرند.

با توجه به طرح پیشنهادی، در صورت تغییر خط تولید خودروهای بنزین‌سوز و همچنین گازوییل سوز به گازسوز در كارخانجات خودروسازی, به ازای هر خودرو, هزینهای برابر با 500 دلار نیاز است. البته بدون در نظر گرفتن كاهش یارانه اختصاص یافته به سوخت‌های فسیلی مایع و همچنین كاهش هزینه‌های اجتماعی ناشی از آلودگی، بخش مهمی از از هزینه فوق از محل كاهش مصرف بنزین و گازوییل قابل پرداخت خواهد بود. با توجه به اینكه مصرف متوسط روزانه هر خودروی بنزینی و گازوییلی در كشور به ترتیب در حدود 10.4 و 67.34 لیتر است, مقدار كل بنزین و گازوییلی كه در نتیجه تبدیل به خودروهای گازسوز, صرفهجویی می‌شود, به ترتیب در حدود 19.7 و 18 میلیارد لیتر خواهد شد. در صورتی كه فرض شود قیمت بنزین و نفت گاز هر سال به ترتیب سالی 50 و 20 ریال افزایش یابد، قیمت كل این فرآورده‌های مصرف نشده در طول این بازه زمانی برابر با 2.27 میلیارد دلار خواهد شد .

از:mecanic.mihanblog.com & ingva.ir

مهنـدسـی مـکـانیک انـرژی

ويژگيهاي فيزيكي گاز طبيعي فشرده

تبیین جایگاه گازطبیعی فشرده به عنوان سوخت خودروها

زيباترين توربين هاي بادي جهان

وبلاگ و وبسایت مهندسی مکانیک - انرژی