Liczba metanowa - Polski Serwis Naukowy

Liczba metanowa – liczba określająca odporność paliwa gazowego na spalanie stukowe. Im większa jest wartość liczby metanowej, tym większa jest odporność paliwa na spalanie stukowe, podobnie jak liczba oktanowa określa odporność na spalanie stukowe benzyny.

Liczba metanowa gazu do napędu pojazdów jest ustalana w sposób analogiczny do ustalania liczby oktanowej dla benzyn, do określenia skali przyjęto dwa skrajne punkty: liczbę metanową czystego metanu równą 100 i liczbę metanową wodoru równą 0. Wartość liczby metanowej odpowiada udziałowi objętościowemu metanu w mieszaninie metanu z wodorem np.: mieszanina 80% metanu i 20% wodoru ma liczbę metanową równą 80.

Azot (N, łac. nitrogenium) – pierwiastek chemiczny z grupy niemetali. Zawartość w górnych warstwach Ziemi wynosi 0,0019%. Stabilnymi izotopami azotu są 14N i 15N. Azot w stanie wolnym występuje w postaci dwuatomowej cząsteczki N2. W cząsteczce tej dwa atomy tego pierwiastka są połączone ze sobą wiązaniem potrójnym. Azot jest podstawowym składnikiem powietrza (78,09% objętości). Wchodzi w skład wielu związków, takich jak: amoniak, kwas azotowy, azotany oraz wielu ważnych związków organicznych (kwasy nukleinowe, białka i wiele innych). Azot w fazie stałej występuje w sześciu odmianach alotropowych nazwanych od kolejnych liter greckich (α, β, γ, δ, ε, ζ). Najnowsze badania wykazują prawdopodobne istnienie kolejnych dwóch odmian (η, θ).

Wodór (H, łac. hydrogenium) – pierwiastek chemiczny, niemetal z bloku s układu okresowego. Jest to najprostszy możliwy pierwiastek o liczbie atomowej 1, składający się z jednego protonu i jednego elektronu.

Wartość liczby metanowej paliw gazowych zależy od zawartości metanu i innych węglowodorów w gazie oraz od udziału gazów inertnych takich, jak CO2 i N2. Liczba metanowa obniża się wraz ze wzrostem zawartości węglowodorów innych niż metan, rośnie natomiast gdy udział CO2 i N2 jest większy. Mała wartość liczby metanowej powoduje konieczność obniżania stopnia sprężania w silnikach w celu uniknięcia spalania stukowego (detonacyjnego).

Liczba oktanowa - liczba określająca odporność na niekontrolowany samozapłon paliwa silnikowego do silników z zapłonem iskrowym, który może powodować jego spalanie stukowe (detonacyjne). Dokładna wartość liczby oktanowej jest równa procentom objętościowym zawartości izooktanu w takiej mieszaninie izooktanu i n-heptanu, która wywołuje identyczną liczbę stuków w silniku testowym jak analizowane paliwo.

Węglowodory to organiczne związki chemiczne zawierające w swojej strukturze tylko atomy węgla i wodoru. Wszystkie one składają się z podstawowego szkieletu węglowego (powiązanych z sobą atomów węgla) i przyłączonych do tego szkieletu atomów wodoru.

Przykładowe wartości liczby metanowej dla paliw stosowanych do zasilania silników tłokowych:

wodór – 0,0

butan – 10,5

propan – 35,0

etan – 43,5

tlenek węgla – 73,0

gaz ziemny – 90,0

metan (CH4) – 100,0

gaz ziemny (ok. 89% CH4) – 72–98

gaz ziemny (15% CO2) – 104,4

gaz ziemny (20% CO2) – 111,5

gaz ziemny (40% N2) – 105,5

gaz ziemny (50% N2) – 117,0

gaz z oczyszczalni ścieków (65% CH4 + 35% CO2) – 134,0

gaz wysypiskowy (50% CH4 + 40% CO2 + 10% N2) – 136,0

Liczbę metanowej można przeliczyć na liczbę oktanową, stosując odpowiedni algorytm.

Dwutlenek węgla (CO2, nazwa systematyczna: ditlenek węgla lub tlenek węgla(IV)) – nieorganiczny związek chemiczny, tlenek węgla na IV stopniu utlenienia.

Spalanie stukowe (spalanie detonacyjne) - zjawisko nieprawidłowego, nierównomiernego, wybuchowego spalania paliw w silnikach tłokowych o zapłonie iskrowym, spowodowane przedwczesnym samozapłonem tego paliwa.

Bibliografia

Jacek Kalina, Janusz Skorek: Paliwa gazowe dla układów kogeneracyjnych, Zakład Termodynamiki i Energetyki Gazowej, Instytut Techniki Cieplnej, Politechnika Śląska

Algorytm obliczania liczby metanowej ze składu chemicznego LPG (ang.)

Zobacz też

liczba cetanowa