Почему азот, а не углекислый газ используется в критически важных шинах?

В критических ситуациях шины накачиваются чистым азотом ( ссылка ).

А вот углекислый газ (CO2) — более крупная молекула (медленнее вытекает из шины), а также инертная (не окисляет обод и не сгорает в случае аварии). ( ссылка )

Кроме того, из закона идеального газа давление пропорционально плотности, индивидуальной газовой постоянной и температуре. Предполагая постоянный объем (т.е. P ∝ R*T), любое изменение температуры «усиливается» индивидуальной газовой постоянной. А газовая постоянная в пользу СО2: R(CO2) < R(O2) < R(N2). ( ссылка ) Таким образом, CO2, по-видимому, обеспечивает лучшую стабильность давления при колебаниях температуры.

Кроме того, хранение CO2 дешевле, чем хранение азота.

Так почему же шины накачиваются азотом, а не CO2?

Мне кажется, я слышал о картриджах с CO2, используемых для велосипедных шин, хотя они довольно быстро теряют давление. Я сомневаюсь в правильности теории о утечке малых молекул через шинную теорию. Я бы сказал, что основными преимуществами азота перед воздухом являются стабильность давления в более широком диапазоне температур и отсутствие коррозионных свойств.
Если давление пропорционально плотности, как вы предлагаете, то либо водородные шары не плавают (потому что они имеют ту же плотность, что и окружающий воздух), либо они схлопываются (потому что давление ниже, чем у окружающего воздуха). Наблюдение говорит об обратном.
Не только важные приложения, но и GT-R
"так же инертен (не окислит обод и не воспламенится в случае аварии )" - только убедитесь, что вы не говорите об этом магнию - он имеет тенденцию не соглашаться. Mg будет гореть в окружении твердого сухого льда, так как он способен захватывать кислород, он может вытягивать O₂ из CO₂. Вот пример видео: youtube.com/watch?v=2oQ_9nFe9HU
Источник, который вы цитируете, предполагает, что водяной пар, присутствующий в «нормальном» воздухе, используемом для накачивания шин, является одним из важных факторов, и что более крупная молекула также помогает. Помимо этого, я предполагаю, что ответ связан со стоимостью производства азота по сравнению с другими разумными вариантами газа.

Ответы (5)

Азот инертен и не влияет на резину или стальной обод. Углекислый газ обладает высокой реакционной способностью и воздействует как на каучук, вызывая его набухание. Это также может вызвать коррозию дисков на железной основе (особенно из углеродистой стали).

Редактировать: Когда CO2 смешивается с влагой, становится карболовой кислотой, которая вызывает коррозию. Все зависит от концентрации. Это все равно, что сравнивать уксусную кислоту, которую обычно называют уксусом. На 3% можно положить картошку фри. При промышленной концентрации 97% он очень быстро растворяет не только картофель фри, но и человеческую плоть вплоть до костей. Что касается влияния CO2 на резину, я процитировал источник в отрасли — (Air Liquide), компанию, специализирующуюся на сжатых газах.

В случае с автомобильными шинами использование CO2, вероятно, приведет к катастрофическим последствиям. Мой опыт работы с азотом заключается в том, что я заметил, что он работает намного тише во время вождения и меньше колеблется в давлении, когда температура меняется от сезона к сезону.

http://encyclopedia.airliquide.com/encyclopedia.asp?LanguageID=11&GasID=26

Проверьте в разделе «Совместимость материалов» под заголовком «Эластомер» — достаточно ясно.....

Высоко реактивный может преувеличивать это. Это не Cl2 и т.д.
Это полностью преувеличивает. CO₂ вообще не очень реактивен, он точно не разъедает углеродистую сталь. (На самом деле, сталь производится путем восстановления руды монооксидом углерода до Fe и CO₂!) Если в этой статье содержится предупреждение о набухании, то в этом, безусловно, есть смысл, и это вполне может быть причиной того, что ее не используют для автомобильных шин, но это не так, как любые резиновые компоненты, сразу же выходят из строя, когда вы приводите их в контакт с CO₂. На самом деле, я думаю, что CO₂ довольно часто используется для изготовления велосипедных шин; возможно, более простое хранение перевешивает худшие свойства.
Углекислый газ настолько реактивен , что его даже используют в огнетушителях .
Азот не инертен, возможно, не очень вступает в реакцию с участвующими материалами, но он не инертен. Было бы неплохо привести некоторые цитаты, например, почему CO2 может вызвать катастрофический отказ — какой компонент выйдет из строя и при каких условиях?
Я ожидаю, что CO2, используемый для наполнения шин, будет сухим (без водяных паров), так как это одна из основных причин не использовать «обычный» сжатый воздух (вода меняет состояние и разница в объеме между жидкой водой и водой). пар приводит к изменению давления в шинах). Это наводит меня на мысль, что образование угольной кислоты не является причиной отказа от использования CO2, хотя влияние на резину вполне может быть.

Азот составляет около 80% воздуха, поэтому его легче утилизировать и отделить, чем меньшее количество других газов в воздухе. Т.е. процесс регенерации азота из воздуха может быть менее эффективным, чем процесс регенерации CO2 из воздуха, и все же быть рентабельным. Кроме того, ее стабильность при более высоких температурах означает, что она ведет себя более предсказуемо и обеспечивает постоянство характеристик управляемости шин.

так вы говорите, что азот для этой цели можно отделить на месте? т.е. нет необходимости хранить его в жидком виде?
Вы можете легко создать CO2, вам не нужно его восстанавливать. Вы не можете создать азот, но, держу пари, его должно быть легко извлечь из воздуха.
Мауро, см. мой обновленный вопрос о температурной стабильности.
Вам не нужно хранить азот или CO2 в жидком виде, просто в сжатом виде. Азот также имеет то преимущество, что он инертен, то есть он ни с чем не вступает в реакцию. CO2 может объединяться с другими молекулами, например, вода + CO2 образует углекислоту, а это не то, что вам нужно в шине. Возможно, в достаточно малых количествах, чтобы не иметь значения, но это всего лишь пример.
Азот не инертен — подумайте о закиси азота или цианиде.
@dlu: азот N2 инертен при нормальных температурах.
@ Джошуа - спасибо, химия была давно. Я этого не знал.

Азот дешевле, потому что он легко доступен в воздухе и может быть извлечен с помощью довольно компактного генератора азота . Извлечение углекислого газа из воздуха неэффективно, поэтому его приходится производить путем сжигания топлива (например, метана) или путем термического разложения известняка.

Азот — очень предсказуемый газ. Все его действия тщательно проверялись на протяжении многих лет. Как таковые, они могут предсказать поведение намного легче, чем смешанный газ. Кроме того, его производительность очень похожа на воздух. Если бы у вас не было доступа к баллону с азотом, вы все равно могли бы использовать обычный воздух и все еще были бы близки к исходным характеристикам.

С точки зрения безопасности азот не содержит кислорода. Если произошла авария, кислорода для распространения огня нет (воздух содержит ~ 21% кислорода).

Это не кажется правильным. Азот — очень предсказуемый газ. Все его действия тщательно проверялись на протяжении многих лет. Известны также свойства СО2. Как таковые, они могут предсказать поведение намного легче, чем смешанный газ. СО2 это не смесь. *Если произошла авария, кислорода для распространения огня нет (воздух содержит ~21% кислорода). * Этот ответ, кажется, сравнивает азот с воздухом, но вопрос касается азота по сравнению с CO2.
СО2 — это смешанный газ, по сути — один углерод, два кислорода. Хотя я не вижу, чтобы кислород в ваших шинах представлял большую пожароопасность... Не больше, чем воздух, которым мы дышим.

В первую очередь две причины:

  1. Более 78% воздуха состоит из N2, а менее 0,1% — из CO2. Таким образом, у нас есть намного больше азота, который легко доступен.
  2. CO2 имеет молярную массу 44 г/моль, в то время как N2 значительно легче – 28 г/моль. Учитывая, что все хотят иметь меньшую неподрессоренную массу , азот также является явным победителем в этой категории — эти азотные шины будут примерно на 36% легче внутри, чем шины с CO2!

Конечно, вы можете возразить, что, поскольку молекула CO2 больше и тяжелее, он будет вытекать из ваших шин медленнее (примерно на 20% медленнее в соответствии с законом Грэма!), но я считаю, что это в значительной степени затмевается двумя упомянутыми выше моментами. .

"Легче на 36%" - вся масса газа меньше 100 грамм, так что этот аргумент несущественен
Ах, да, я имел в виду, что газ внутри шин будет легче, а не сама «вся» шина! :)
Почему азот, а не углекислый газ используется в критически важных шинах?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v