Dizel Yakıtın Kökeni Nedir?

1892 yılında mucit Rudolf Dizel bugün kendi adını taşıyan devrim niteliğinde yeni bir yakıt ürünü yarattı. Fizik bilimlerinde tipik olarak olduğu gibi, icadı, yıllarca süren zorlu, tekrarlayan ve finansal olarak ödüllendirilmeyen çalışmanın doruk noktasıydı.

Diesel ilk olarak anavatanı Almanya'daki Münih Kraliyet Bavyera Politeknik'te bir termodinamik dersinden ilham aldı. (Termodinamik ısı ve diğer çeşitli enerji biçimleri arasındaki ilişkinin incelenmesidir.)

Diesel, kararlı arayış içinde yaptığı şeye bir tür fizik "kutsal kasesi" elde etti: tüm ısıyı faydalı işe dönüştürebilen ve bu nedenle yüzde 100 olacak bir yanmalı motor mekanik olarak verimli. Bu, fizikçiler tarafından teorik olarak mümkün, ancak pratik açıdan öyleydi ve bugün bile en iyi ihtimalle anlaşılması zor.

Diesel'in bu verimlilik idealinin çok gerisinde kalmasına rağmen, motorları hala öncekilerden iki kat daha verimliydi - yüzde 10'a karşı yaklaşık yüzde 25. Ne yazık ki, ürünleri için sık sık geri ödeme çağrıları ile karşı karşıya kaldı ve bildirildiğine göre kendi eliyle yaşamı yoksulluk içinde sona erdi.

Ancak Diesel'in yakıtı ateşlemeye yönelik uyarlanmış yeni yaklaşımı ve dizel motorun icadı, bir çağda bile son derece önemli olmaya devam ediyor. Kullanımları büyük ölçüde kontrolsüz bir şekilde devam etse bile, her türden fosil yakıt algısının son derece popüler olmadığı bir yer.

Fizikte "enerji" merkezi bir kavramdır, ancak günlük kelimelerle yeterince açıklanması biraz zor bir kavramdır. Enerjinin kuvvet birimleri mesafeyle çarpılır, ancak aynı zamanda daha az ölçülebilir çeşitli kılıklarda "görünür". Birincil enerji kaynakları Dahil etmek nükleer enerji, fosil yakıtlar (petrol, kömür ve doğal gaz) ve sözde yenilenebilir kaynaklar, örneğin:

• **rüzgar
  
• güneş
  
• jeotermal**
  
• hidroelektrik güç

2016 itibariyle, Amerika Birleşik Devletleri'nde (uluslar arasında dünyanın en büyük enerji tüketicisi) kullanılan enerjinin yaklaşık yüzde 81,5'i fosil yakıtlardan elde edildi. Bu sayının 2040 yılına kadar yüzde 77'nin altına düşmesi beklenirken, endüstriyel Dünyanın, öngörülebilir bir zamanda petrol, doğal gaz ve kömür bağımlılığından kurtulması beklenmiyor. gelecek.

Bu, medyanın ve bilim sektörünün potansiyel hakkında tavizsiz, net ve zaman zaman çok keskin konuşmalarına rağmen. Günümüzün ikinci yarısında ciddi olarak ortaya çıkması beklenen iklim değişikliğinin yıkıcı çevresel etkileri yüzyıl.

Nükleer enerji, biyokütle, hidroelektrik ve diğer yenilenebilir kaynaklar, büyümenin dörtte birine yakın katkıda bulunacak şekilde büyümüştür. Amerika'nın enerji ihtiyacı, yalnızca "diğer yenilenebilirler" kategorisinin on yıllar içinde önemli ölçüde artması bekleniyor. gel.

Çoğu kaynak, küresel insan enerji makinesine katkıda bulunanlar olarak üç fosil yakıtı listeler: petrol, doğal gaz ve kömür. (Dördüncüsü, Orimulsion adındaki tescilli bir petrol ürünü, 1980'lerde kullanıma girdi, ancak aktif olmayan bir oyuncu haline geldi. 21. yüzyılın ilk on yılı.) Bunlar birlikte, gezegenin enerji arzının beşte dördünü oluşturuyordu. 2019.

Fosil yakıtların kullanımının sonuçlarıyla ilgili tüm tartışmalar bir yana, onlar olmasaydı, şu anki Dünya gezginleri tarafından tanınmayan bir dünyada yaşıyor olurduk. Tüm küresel ulaşım ve iletişim şebekeleri, enerji tedariklerine güveniyor ve çoğu Plastik ve çelik gibi dünyanın kritik üretilmiş emtiaları, kesinlikle fosil yakıtlara güveniyor. an.

"Fosil yakıtlar" yanlış bir isimdir, çünkü bu yakıtlar, genellikle canlı kalıntısı bile olmayan fosillerden gelmez. başlı başına, ancak kayalarda ve toprakta uzun süredir ölü olan şeylerin izlenimleri. Fosil yakıtlar, hayvanların ve bitkilerin çürümüş biyokütlesi Bu nedenle fosil yakıtlar ve gerçek fosiller, her ikisi de Dünya'daki eski yaşamın dolaylı kanıtı olarak hizmet etmeleri bakımından bağlantılıdır.

Dizel yakıt, bir tür petroldür, günlük söylemde "petrol" ile birbirinin yerine kullanılan bir terimdir. Üç ana fosil yakıtın temel özellikleri aşağıdaki gibidir:

Petrol. Bu fosil yakıt çoğunlukla karbon ve hidrojen elementlerinden oluşur ki bu şaşırtıcı değildir. hem bu elementlerin genel olarak Dünya'daki bolluğu hem de dünyadaki canlılardaki bolluğu belirli. Çoğunun, yaklaşık 252 milyon ila 66 milyon yıl önce, o hayal bile edilemeyecek kadar uzun zaman önce okyanuslarda büyük miktarda bitki yaşamının gömülü olduğu zaman yaratıldığına inanılıyor.

Petrol – veya daha doğrusu, petrol olarak nitelendirilen birçok farklı “yağlı” hidrokarbon – kullanılır dizel yakıta ek olarak benzin ve ısıtma yağı da dahil olmak üzere bir dizi günlük ürün yapmak.

Şu anda, bu yakıtların yakılması, Dünya atmosferindeki karbonca zengin "sera gazı" emisyonlarının yarısından fazlasından sorumludur. buna karşılık, gezegenin yüzeyinin ve yaşam alanlarının sürekli ısınmasına önemli bir katkıda bulunduğuna inanılıyor. onlarca yıl.

Petrol, 2016 itibariyle üretilen ABD enerjisinin yaklaşık yüzde 35'ini oluşturuyordu; bu, en az 2040 yılına kadar sabit kalması beklenen bir istatistik.

Doğal gaz. Bu fosil yakıt, renksiz ve kokusuz olmasıyla dikkat çekicidir, bu özellikler özellikle müdahaleci bir madde olan petrolün tam tersidir. Petrol gibi, milyonlarca yıl önce bitki ve hayvan kalıntılarından kimyasal yollarla oluşmuştur. ve onları yaratan mekanik (örneğin, basınç) koşullar, açıkça, ortaya çıkmasına neden olanlarla aynı değildi. sıvı yağ.

Doğal gaz üretimi, 21. yüzyılın ikinci on yılında ABD'de çarpıcı bir şekilde arttı, bu etki neredeyse tamamen "kırılma."

Daha doğrusu denir hidrolik kırılmaBu tartışmalı sondaj tekniği çok fazla su gerektirir ve etkilenen bölgelerde sismik aktiviteye (depremlere benzer) neden olabilir. Doğal gaz, 2016 yılında ABD enerji arzının yaklaşık dörtte birine katkıda bulundu, ancak 2040 yılına kadar petrolün yüzde 35'lik rakamına uyması bekleniyor.

Kömür. Bir zamanlar santrallerde elektrik üretimi için neredeyse tek yakıt kaynağı olan kömür, yaklaşık 360 milyon yıl önce oluşmaya başladığı için diğer fosil yakıtlardan bile daha yaşlıdır. Diğer fosil yakıtlardan farklı olarak, çeşitli alt türleri olmasına ve karbon içeriğine göre sınıflandırılmasına rağmen, karakteristik bir forma da sıkıştırılmıştır.

Kömür şu anda dünyanın enerji arzının yaklaşık üçte birini sağlıyor. 2010'dan bu yana ABD enerji pastasındaki payı düşmüş olsa da, kömür, Çin gibi tarihsel olarak gevşek çevre standartlarına sahip ülkelerde çok popüler olmaya devam ediyor.

2019 itibariyle ABD hükümetinden sık sık aksi yönde açıklamalar yapılmasına rağmen, kömür kullanımının artması bekleniyor. düşüş, yalnızca yenilenebilir kaynakların kullanımındaki artıştan değil, aynı zamanda doğal gazdaki yukarıda bahsedilen artıştan dolayı çıkarma. Kömür, 2016'da ABD enerji arzına yaklaşık yüzde 15 katkıda bulundu ve kullanımının 2040 yılına kadar yaklaşık yüzde 12'de sabitlenmeden önce mütevazı bir şekilde düşmeye devam etmesi bekleniyor.

Rudolf Diesel'in yaşamının arkı, trajik bir anlatım olarak karşımıza çıkıyor. Diesel, 1870'lerin başında Almanya'da bir üniversite öğrencisiydi. Bu kentsel alanlarda hem uzun hem de kısa mesafelerde seyahat etmenin başlıca aracı olarak hizmet eden atlar tarafından üretilen büyük miktarda gübre. alanlar.

Diesel'in yanmalı motoru yeni verimlilik seviyelerine çıkarmak için yıllarca süren çabaları, muhtemelen kendi beklentilerinin ve amaçlarının farkında olan bir halkın yükünün yükü tarafından engellendi. Büyük verimlilik kazanımları elde etmesine rağmen (Dizel'in beklentilerinin çok altında olmasına rağmen, motorları günün standart versiyonlarından iki kat daha verimliydi).

1913'te, yani işine ilk başlamasından yaklaşık 40 yıl sonra, Diesel bir tekne yolculuğu sırasında bariz ama bazen tartışmalı bir intiharla öldü. Ne yazık ki, 1920'lerde ve 1930'larda kendi icat sınıfının gerçekten yükseldiğini asla göremedi.

Dizel motor içten yanmalı bir motordur, yani yakıt moleküllerindeki bağlardan gelen kimyasal enerjiyi mekanik enerjiye dönüştürür. Bir tahrik mili, milin dışındaki bir menteşe vasıtasıyla bir pistona bağlanır. Piston, içine havanın, özellikle oksijenin (yanma için gerekli) ve yakıtın pompalandığı veya enjekte edildiği bir silindirin içindedir.

Büyük ölçüde artan basınçtan (ve bu sıcaklıktan) kaynaklanan silindir içindeki kontrollü patlama, pistonu aşağı doğru zorlar, şaftın dönmesine neden olur, şaft tam bir dönüşü tamamlarken ve daha fazla yakıt ve hava pompalanırken pistonu yukarı doğru hareket ettirir. Bu döngü dakikada binlerce kez meydana gelebilir.

Dizel motorun "sihri", normal bir yanmalı motorun aksine herhangi bir aktif yakıt ateşlemesi gerektirmemesidir. Normal bir motorda, silindir içindeki sıcaklık, yakıtın elektrik yardımı olmadan tutuşması için yeterince yüksek olmaz - bu nedenle, arızalandığında arabaları işe yaramaz hale getiren "bujiler". Bir dizel motorda, hava o kadar güçlü bir şekilde sıkıştırılır ki, yakıt yardımsız tutuşur ve motor stroku başına daha az yakıt gerekir, bu da yakıt verimliliğini büyük ölçüde artırır.

Bu motorların daha yüksek verimliliği veya ekonomisi, onları genellikle daha pahalı ve bakımını zorlaştırır. Diesel'in kendi zamanında, bu sorunları çözecek teknoloji henüz mevcut değildi.

Bir dizel motorun benzersiz özellikleri, doğal olarak dizel yakıt olarak adlandırılan bir yakıt olan farklı yağ türlerini kullanabilmesiyle sonuçlanır. Bu yakıt ham petrolden yapılır ve 42 galonluk işlenmemiş petrol varil başına yaklaşık 11 ila 12 galon dizel yakıt verir. Çoğu yük kamyonunda, trenlerde, otobüslerde ve teknelerde, ayrıca çiftlik araçlarında ve inşaat ve askeri araçlarda kullanılır.

2006 yılında, ABD Çevre Koruma Ajansı (EPA), dizelin kükürt içeriğinin yakıtların büyük ölçüde azaltılması, üzerinde uygulandığı için son derece etkili olduğu kanıtlanmış bir önlemdir. zaman. 2018 itibariyle, Amerika yollarında ve başka yerlerde kullanılan tüm dizellerin yaklaşık yüzde 97'si, ultra düşük kükürtlü dizel (ULSD) olarak bilinen bir karışımdan oluşuyordu.

• 2018'de dizel yakıt, toplam ABD petrol kullanımının yaklaşık yüzde 20'sini veya genel olarak Amerikan yakıt tüketiminin yaklaşık yüzde 7'sini oluşturuyordu.