題:
為什麼在關鍵輪胎應用中使用氮氣而不使用二氧化碳?
Sparkler
2016-07-04 18:11:32 UTC
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在關鍵應用中,輪胎是使用純氮氣(鏈接)充氣的。

但是二氧化碳(CO2)是一個較大的分子(從輪胎中洩漏的速度會變慢),因為以及惰性(不會氧化邊緣,在發生事故時不會燃燒)。 ( link

此外,根據理想氣體定律,壓力與密度,氣體常數和溫度成正比。假設體積為常數(即P×R * T),則任何氣體常數都會“放大”溫度的任何變化。氣體常數有利於CO2: R(CO2)< R(O2)< R(N2)。 ( ref)因此,CO2似乎可以在溫度波動時提供更好的壓力穩定性。

此外,CO2的儲存比氮氣的儲存便宜。

所以為什麼輪胎是充氮而不是二氧化碳嗎?

我想我聽說過CO2彈藥筒已被用於自行車輪胎,儘管它們失去的壓力很快。我懷疑通過輪胎理論洩漏的小分子的有效性。我要說的是,氮氣相對於空氣的主要優點是在較大溫度範圍內的壓力穩定性以及缺乏腐蝕性。
如果壓力按照您的建議與密度成正比,則要么氫氣球沒有浮力(因為它們與周圍空氣的密度相同),要么崩潰了(因為壓力低於周圍空氣的壓力)。觀察表明並非如此。
不僅是關鍵應用,還有GT-R
“以及惰性(不會氧化邊緣,並且在發生事故的情況下不會燃燒_)”-只要確保您不告訴鎂,它就有不同意的趨勢。鎂在被固態乾冰包圍時會燃燒,這是因為它能夠吸收氧氣,可以將O 2從CO 2中抽出-這是一個示例視頻:https://www.youtube.com/watch?v=2oQ_9nFe9HU
您引用的消息來源表明,用於充氣輪胎的“正常”空氣中存在的水蒸氣是重要因素之一,較大的分子也有幫助。除此之外,我猜想答案與製氮成本和其他合理的氣體選擇有關。
五 答案:
Old_Fossil
2016-07-05 06:27:41 UTC
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氮氣是惰性氣體,不會影響橡膠或鋼圈。二氧化碳具有很高的反應性,並通過引起橡膠溶脹而影響橡膠。它還會導致鐵基輪輞(尤其是碳鋼)腐蝕。

編輯:當CO2與水分混合時,會變成具有腐蝕性的碳酸。這一切都取決於濃度。這就像比較通常被稱為醋的醋酸。可以將炸薯條佔3%。在97%的工業強度下,它不僅可以快速分解炸薯條,而且可以將人肉分解到骨頭。至於二氧化碳對橡膠的影響,我引用了一家行業消息來源-(Air Liquide)一家專門從事壓縮氣體的公司。

對於使用CO2的汽車輪胎,可能會導致災難性的故障。我對氮氣的使用經驗是,我發現氮氣在行駛時會更加安靜,並且溫度隨季節變化會減少壓力變化。

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

在Elastomers-標題下的材料兼容性下檢查-照亮了.....

高反應性可能會誇大其詞。不是Cl2等。
完全誇大了它。 CO 2根本不是很活潑,它當然不會腐蝕碳鋼。 (實際上,鋼是通過將一氧化碳將礦石還原為Fe和CO2來生產的!)如果該文章提出了溶脹的警告,那麼這肯定是有道理的,這很可能是它不用於汽車輪胎的原因,但是它是當您將任何橡膠組件與CO 2接觸時,它們會立即失效。實際上,我認為二氧化碳非常普遍地用於自行車輪胎。也許更容易的存儲勝過這裡更差的性能。
二氧化碳是如此“高反應性”,甚至被用於[滅火器](https://en.wikipedia.org/wiki/Carbon_dioxide#Fire_extinguisher)。
氮氣不是惰性的,可能與所涉及的材料反應性不強,但不是惰性的。有一些引用是很好的,例如,為什麼CO2會導致災難性故障-在什麼條件下會導致什麼組件故障?
我希望用於填充輪胎的CO2保持乾燥(無水蒸氣),因為這是不僅僅使用“正常”壓縮空氣的主要原因之一(水會改變狀態,液態水和水之間的體積差異也很大)蒸氣會導致輪胎壓力變化)。這使我認為碳酸的產生不是不使用二氧化碳的原因-儘管對橡膠的影響可能很大。
Mauro
2016-07-04 19:25:25 UTC
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氮氣約佔空氣的80%-因此,與空氣中較少的其他氣體相比,氮更易於回收和分離。即從空氣中回收氮氣的過程可能比從空氣中回收CO2的過程效率低,但仍然具有成本效益。此外,它在較高溫度下的穩定性意味著其性能更具可預測性,並且意味著輪胎的操控特性是一致的。

所以您是說可以現場分離氮氣嗎?即不需要以液體形式存儲它?
您可以輕鬆產生二氧化碳,而無需回收。我敢打賭,你不能產生氮氣,但是應該很容易從空氣中抽出來。
毛羅,請參閱我有關溫度穩定性的最新問題。
您無需壓縮即可存儲液態形式的氮氣或二氧化碳。氮氣還具有惰性的優點,這意味著它不會與任何東西發生反應。 CO2可以與其他分子結合,例如水+ CO2可以生成碳酸,而這並不是您想要的輪胎。數量足夠少可能無關緊要,但這只是一個例子。
氮不是惰性的-想想一氧化二氮或氰化物。
@dlu: N2氮在常溫下是惰性的。
@Joshua-謝謝,化學很久以前了。我不知道
Dmitry Grigoryev
2016-07-05 15:57:47 UTC
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氮氣更便宜,因為它很容易在空氣中獲得,並且可以用相當緊湊的氮氣發生器提取。從空氣中提取二氧化碳效率低下,因此必須通過燃燒燃料(例如甲烷)或通過石灰石的熱分解來產生

Kris
2016-07-05 03:16:43 UTC
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氮氣是一種非常可預測的氣體。它的所有行為都經過了很多年的嚴格測試。因此,它們比混合氣體更容易預測行為。而且,它的性能與空氣非常相似。如果您無法獲得一瓶氮氣,則仍可以使用普通空氣,並且仍接近原始性能。

從安全角度來看,氮氣不包含氧氣。如果發生事故,則沒有氧氣蔓延到火中(空氣中氧氣含量約為21%)。

這似乎不正確。 *氮氣是一種非常可預測的氣體。許多年來,其所有行為都經過了嚴格的測試。*二氧化碳的性質也是已知的。 *因此,它們比混合氣體更容易預測行為。* CO2不是混合物。 *如果發生事故,則沒有氧氣蔓延到火中(空氣中氧氣含量約為21%)。 *這個答案似乎是在比較氮氣和空氣,但問題是要問氮氣與二氧化碳的關係。
CO2本身就是一種混合氣體-一個碳,兩個氧氣。儘管我看不到輪胎中的氧氣有很大的著火危險……但我們呼吸的空氣越多
ManRow
2020-08-13 15:09:42 UTC
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主要有兩個原因:

  1. 超過78%的空氣由N2組成,而少於0.1%的是CO2。因此,我們有更多可用的氮。
  2. CO2的摩爾質量為44g / mol,而N2的輕得多,為28g / mol。就像每個人都希望 更少未懸掛的彈簧一樣,氮氣在該類別中也是明顯的贏家-那些氮氣輪胎的內胎重量將比二氧化碳輪胎輕36%。 !
  3. ol>

    當然,您可以說,由於CO2是一個更大,更重的分子,因此它從輪胎中洩漏的速度會更慢(根據格雷厄姆定律,洩漏速度會慢20%左右!),但是我相信在很大程度上被上述兩點所掩蓋。

“輕36%”-整個氣體質量在100克以下,因此這一論點微不足道
嗯,是的,我的意思是輪胎內的汽油會更輕,而不是“整個”輪胎本身! :)


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