Tại sao máy bay chạy bằng dầu hỏa, ô tô chạy bằng xăng, xe tải chạy bằng dầu diesel và tàu thủy chạy bằng dầu nhiên liệu nặng?
Nói tóm lại, nếu một loại nhiên liệu nào đó có thể đáp ứng ở mức độ cao nhất nhu cầu sử dụng của một loại phương tiện giao thông nào đó thì loại nhiên liệu đó là nhiên liệu phù hợp nhất cho loại phương tiện giao thông đó.
Ờ...bạn có hơi chóng mặt không? Xin hãy lắng nghe tôi nói chậm rãi...
1. Xăng và ô tô
Xăng là thành phần nhẹ hơn của các sản phẩm dầu mỏ. Nó có mật độ thấp, giá trị nhiệt thấp và dễ bay hơi. Nó cháy nhanh hơn nhiều so với một số loại dầu nặng. Có thể hiểu là sự khác biệt giữa việc đốt thuốc súng và đốt củi.
Hình ảnh cho thấy một động cơ xăng
Chúng ta hãy nói về động cơ. So với tàu thủy (tàu du lịch hoặc tàu quân sự)/máy bay (máy bay chở khách hoặc máy bay chiến đấu), các yêu cầu đối với động cơ ô tô về mặt dữ liệu sách chỉ là trò trẻ con, nhưng yêu cầu về khả năng tăng tốc cao hơn và kích thước không được quá lớn. Đặc biệt, một số xe thể thao có khả năng tăng tốc từ 0-100km/h dưới 5 giây nên khả năng tăng tốc của động cơ đòi hỏi phải nhanh. Tính chất hung hăng của xăng thích hợp hơn để sử dụng trên ô tô.
2. Dầu hỏa và máy bay
Dầu hỏa dùng cho máy bay được tinh chế từ naphta, dầu parafin, v.v. thông qua nhiều quy trình. So với xăng bốc hơi trước thì nó ổn định hơn nhiều, có khối lượng riêng thấp, giá trị nhiệt lượng cao và không dễ bốc hơi. Trong môi trường đốt cháy đặc biệt của tua bin, tốc độ cháy của nó không chậm hơn xăng.
Hình ảnh cho thấy một động cơ hướng tâm năm xi-lanh
Hình ảnh cho thấy một động cơ phản lực cánh quạt
Có nhiều loại máy bay. Hầu hết các máy bay được sử dụng trong Thế chiến II đều là động cơ đốt trong hướng tâm, là động cơ pittông và chủ yếu đốt xăng. Động cơ tuabin hiện đại không được áp dụng cho máy bay (trước hết là máy bay chiến đấu) cho đến khi Thế chiến II kết thúc, và hiệu suất của máy bay chiến đấu đã có bước nhảy vọt về chất lượng.
Vì xăng dễ bay hơi hơn ở độ cao lớn nên không an toàn khi sử dụng trên máy bay (bị trúng đạn = nổ), do đó, người ta sử dụng dầu hỏa có hiệu suất tốt hơn (dễ dàng đạt 10.000 vòng/phút). Ngoài ra, dầu hỏa còn có một ưu điểm khác so với xăng là ít tạo ra cặn cacbon, điều này cũng cực kỳ quan trọng đối với động cơ máy bay có yêu cầu độ chính xác cao.
Tại sao không phải là dầu diesel? Rất đơn giản. Nó cháy quá chậm (đặc biệt là ở độ cao và nhiệt độ thấp). Máy bay có khả năng cơ động kém. Làm sao nó có thể chiến đấu với những cái khác?
3. Dầu diesel và xe tải
Chúng ta nói xăng là hung hăng, dầu hỏa là vui vẻ, và dầu diesel có thể được mô tả là ổn định. Có thể chia thành động cơ diesel nhẹ (ô tô/xe tải) và động cơ diesel nặng (máy móc hạng nặng/tàu cỡ nhỏ và vừa). So với loại trước, loại sau có mật độ cao hơn, giá trị nhiệt cao hơn, điểm bắt lửa cao hơn và độ nhớt cao hơn.
Do đặc tính tương đối ổn định và điểm đánh lửa thấp nên nó có thể được đốt cháy bằng nén mà không lo bị cháy và có thể được tạo thành buồng đốt rất lớn, điều mà xăng không có.
Trong hình là một động cơ diesel lớn
Đối với một số tàu thuyền và máy móc hạng nặng, do nhu cầu tải trọng cao nên không cần tăng tốc độ nhưng công suất và mô-men xoắn (đặc biệt là mô-men xoắn) lại rất cao. Giá trị nhiệt cao của dầu diesel và tỷ số nén cao của động cơ diesel có thể tận dụng tối đa năng lượng của nó. Tuy tốc độ không thể tăng lên nhưng công suất lại rất mạnh, hoàn toàn không thể so sánh với động cơ xăng.
Hình ảnh cho thấy một động cơ diesel nhẹ
Đối với xe tải và một số xe ô tô gia dụng sử dụng động cơ diesel nhẹ, do không có nhu cầu nhiều về khả năng tăng tốc nên ưu điểm của động cơ diesel nhẹ như kết cấu đơn giản, độ tin cậy cao và mức tiêu thụ nhiên liệu thấp so với động cơ xăng được phát huy. Ngoài ra, động cơ diesel cũng sẽ có cặn cacbon, nhưng động cơ diesel không quá nhạy cảm với phản ứng bất lợi của cặn cacbon, đặc biệt là động cơ diesel hạng nặng. Ống phân phối này rất dày nên tác động của cặn carbon hoàn toàn không đáng kể.
4. Tàu thuyền và dầu nhiên liệu nặng
Dầu nặng là chất nhớt còn lại sau khi phần lớn dầu mỏ đã bay hơi. Nó có mật độ và giá trị nhiệt cao. Một chai nhỏ có thể cháy trong khoảng một giờ. Nếu không có đủ oxy, nó sẽ tạo ra khói đen (các hạt cacbon đơn lẻ được tạo ra do quá trình đốt cháy không hoàn toàn).
Hình ảnh cho thấy một tua bin hơi nước
Loại dầu này trước đây không thể sử dụng cho động cơ đốt trong vì không phun được, do đó phải đốt trực tiếp sau khi nạp đầy oxy, sau đó đốt trong lò hơi để làm quay tua bin hơi nước tạo ra năng lượng. Hiện nay, khi công nghệ đã phát triển hơn, các loại dầu nặng này có thể được sử dụng trong động cơ diesel hai thì lớn trên tàu buôn. Tốc độ tối đa chỉ hơn 100 vòng/phút một chút. Vì tốc độ càng thấp thì hiệu suất càng cao, hiệu quả hơn động cơ chính được sử dụng trong ô tô.
Điều quan trọng nhất là dầu nhiên liệu nặng rất rẻ. Bạn nên biết rằng mức tiêu thụ nhiên liệu của tàu được tính bằng tấn. Tuy nhiên, động cơ đốt dầu nặng có hiệu suất thay đổi tốc độ kém nên tàu thuyền phải sử dụng động cơ diesel khi vào cảng để ứng phó với tình trạng tăng tốc, giảm tốc và đổi làn thường xuyên.
