디젤 연료의 기원은 무엇입니까?

1892 년 발명가는 루돌프 디젤 오늘날 그의 이름을 딴 혁신적인 새로운 연료 제품을 만들었습니다. 그의 발명품은 일반적으로 물리 과학의 경우와 마찬가지로 수년간 힘들고 반복적이며 재정적으로 보람없는 작업의 정점이었습니다.

디젤은 그의 고향 인 독일에있는 뮌헨의 바이에른 왕립 폴리 테크닉에서 열역학 강의에서 처음 영감을 받았습니다. (열역학 열과 다른 다양한 형태의 에너지 사이의 관계에 대한 연구입니다.)

디젤은 모든 열을 유용한 작업으로 변환 할 수 있고 따라서 100 %가 될 수있는 연소 엔진 인 일종의 물리학 "성배"라는 결정적인 추구에서 그가 한 일을 달성했습니다. 기계적으로 효율적. 이것은 물리학 자들에 의해 이론적으로 가능하지만 실질적인 측면에서 그랬고 오늘날에도 기껏해야 애매합니다.

디젤이 이러한 이상적인 효율에 훨씬 못 미쳤음에도 불구하고 그의 엔진은 이전 모델보다 2 배 이상 효율적이었습니다. 약 25 % 대 10 %였습니다. 불행히도 그는 자신의 제품에 대한 환불 요청을 자주 받았으며 그의 삶은 자신의 손으로 빈곤으로 끝났습니다.

그러나 연료 점화에 대한 디젤의 맞춤형 새로운 접근 방식과 디젤 엔진의 발명은 한 시대에도 여전히 매우 중요합니다. 모든 종류의 화석 연료에 대한 인식은 비록 그 사용이 거의 확인되지 않은 채 계속되고 있음에도 불구하고 엄청나게 인기가 없어졌습니다.

물리학에서 "에너지"는 중심 개념이지만 일상적인 말로 적절하게 설명하기에는 다소 어려운 개념입니다. 에너지는 힘의 단위에 거리를 곱하지만 정량화 할 수없는 다양한 형태로 "나타납니다". 1 차 에너지 원 포함 원자력 에너지, 화석 연료 (석유, 석탄 과 천연 가스) 및 다음과 같은 소위 재생 가능 자원:

• **바람
  
• 태양
  
• 지열 **
  
• 수력 발전의 힘

2016 년 기준으로 미국 (세계 최대 에너지 소비국)에서 사용되는 에너지의 약 81.5 %가 화석 연료에서 추출되었습니다. 이 수치는 2040 년까지 77 % 미만으로 떨어질 것으로 예상되었지만 산업 세계는 예측 가능한 시간에 석유, 천연 가스 및 석탄 의존도에서 벗어날 것으로 예상되지 않습니다. 미래.

이것은 잠재적 인 문제에 대해 고집스럽고 명확하며 때로는 매우 격렬한 미디어와 과학 분야의 대화에도 불구하고 현재 하반기에 본격적으로 발생할 것으로 예상되는 기후 변화의 환경 적 파괴적 영향 세기.

원자력, 바이오 매스, 수력 및 기타 재생 에너지가 성장하여 미국의 에너지 수요는 "기타 재생 에너지"범주 만 수십 년 동안 크게 증가 할 것으로 예상됩니다. 왔다.

대부분의 출처는 세계 인간 에너지 기계에 기여하는 세 가지 화석 연료를 나열합니다. 석유, 천연 가스 과 석탄. (4 번째, Orimulsion이라는 독점 석유 제품은 1980 년대에 사용되었지만 21 세기의 첫 10 년.) 함께, 이것들은 현재 지구 에너지 공급의 4/5를 차지했습니다. 2019.

화석 연료 사용의 결과에 대한 모든 논쟁은 제쳐두고, 화석 연료가 없으면 현재 지구를 여행하는 사람들이 알아볼 수없는 세상에서 살 것입니다. 전체 글로벌 운송 및 통신 그리드는 에너지 공급에 의존하며 플라스틱 및 강철과 같은 세계의 중요한 제조 상품은 절대적으로 화석 연료에 의존합니다. 순간.

"화석 연료"는 일반적으로 생명체의 잔해도 아닌 화석에서 나온 것이 아니기 때문에 잘못된 이름입니다. 그 자체로, 그러나 바위와 토양에서 오래 죽은 것들의 인상. 화석 연료는 동식물의 부패한 바이오 매스 수백만 년 전에 살았 기 때문에 화석 연료와 실제 화석은 둘 다 지구상의 고대 생명체의 간접적 증거 역할을한다는 점에서 연결되어 있습니다.

디젤 연료는 일종의 석유로, 일상적인 대화에서 "기름"과 같은 의미로 사용되는 용어입니다. 세 가지 주요 화석 연료의 필수 특성은 다음과 같습니다.

석유. 이 화석 연료는 대부분 탄소와 수소 원소로 구성되어 있습니다. 일반적으로 지구상에서 이러한 요소의 풍부함과 생물체의 풍부함 모두 특정한. 그것의 대부분은 상상할 수 없을 정도로 오래 전의 바다에 많은 식물 생명체가 묻 혔을 때 약 2 억 2 천 5 백만에서 6 천 6 백만년 전에 창조되었다고 믿어집니다.

석유 (정확히 말하면 석유로 분류되는 다양한 "유성"탄화수소)가 사용됩니다. 디젤 연료 외에 휘발유, 난방유 등 생활 용품을 많이 생산하고 있습니다.

현재 이러한 연료의 연소는 지구 대기에서 탄소가 풍부한 "온실 가스"배출량의 절반 이상을 차지합니다. 차례로 지구 표면과 서식지의 지속적인 온난화에 주요 원인으로 여겨지고 있습니다. 수십 년.

2016 년 현재 미국에서 생산 된 에너지의 약 35 %를 석유가 차지했으며, 통계는 최소 2040 년까지 안정적으로 유지 될 것으로 예상됩니다.

천연 가스. 이 화석 연료는 무색과 무취로 유명하며, 이러한 측면에서 특히 침입 물질 인 석유와 극명한 대조를 이룹니다. 석유와 마찬가지로 수백만 년 전에 식물과 동물의 유해에서 화학 물질을 통해 형성되었습니다. 그리고 그것들을 생성 한 기계적 (예: 압력) 조건은 분명히 기름.

천연 가스 생산은 21 세기의 20 년 동안 미국에서 극적으로 증가했으며, 이는 거의 전적으로 "파쇄."

더 적절하게 호출 수압 파쇄,이 논란의 여지가있는 시추 기술은 다량의 물을 필요로하며 영향을받는 지역에서 지진 활동 (지진과 유사)을 유발할 수 있습니다. 천연 가스는 2016 년 미국 에너지 공급의 약 1/4을 차지했지만 2040 년에는 석유의 35 % 수치와 일치 할 것으로 예상됩니다.

석탄. 한때 발전소에서 전기를 생산하는 유일한 연료 공급원이었던 석탄은 약 3 억 6 천만년 전에 형성되기 시작한 다른 화석 연료보다 훨씬 오래되었습니다. 다른 화석 연료와는 달리 탄소 함량에 따라 다양한 아형이 존재하고 분류되지만 특징적인 형태로 압축되어 있습니다.

석탄은 현재 세계 에너지 공급의 약 1/3을 공급하고 있습니다. 2010 년 이후 미국 에너지 파이에서 차지하는 비중은 하락했지만 석탄은 중국과 같이 역사적으로 환경 기준이 약한 국가에서 여전히 인기가 높습니다.

2019 년 현재 미국 정부의 잦은 선포에도 불구하고 석탄 사용은 재생 에너지 사용 증가뿐만 아니라 앞서 언급 한 천연 가스 급증으로 인한 감소 추출. 석탄은 2016 년 미국 에너지 공급량의 약 15 %를 기여했으며, 석탄 사용량은 2040 년까지 약 12 ​​%로 안정화되기 전에 계속해서 약간 감소 할 것으로 예상됩니다.

Rudolf Diesel의 삶의 아크는 비극적 인 설명으로 제시됩니다. 디젤은 1870 년대 초 독일에서 대도시가 압도 당하기 시작했던 대학생이었습니다. 이 도시에서 장거리 및 단거리 여행의 주요 수단으로 사용되는 말에 의해 생성 된 엄청난 양의 분뇨 지역.

내연 기관을 새로운 차원의 효율성으로 출시하려는 디젤의 오랜 노력은 아마도 자신의 기대와 그의 목표를 알고 있던 대중의 부담으로 인해 방해를 받았을 것입니다. 효율성이 크게 향상 되었음에도 불구하고 (디젤의 목표에 훨씬 못 미쳤지 만 그의 엔진은 그날의 표준 버전보다 두 배 이상 효율적이었습니다).

1913 년, 그가 처음 작업을 시작한 지 약 40 년 후인 디젤은 보트 항해 중 명백하지만 때로는 논쟁의 여지가있는 자살로 사망했습니다. 안타깝게도 그는 1920 년대와 1930 년대에 그의 발명품이 실제로 성공하는 것을 보지 못했습니다.

디젤 엔진은 내연 기관으로 연료 분자의 결합에서 화학 에너지를 기계적 에너지로 변환합니다. 구동 샤프트는 샤프트 외부의 힌지를 통해 피스톤에 연결됩니다. 피스톤은 공기, 특히 산소 (연소에 필요)와 연료가 펌핑되거나 분사되는 실린더 내부에 있습니다.

크게 증가 된 압력 (및이 온도)으로 인한 실린더 내부의 제어 된 폭발로 인해 피스톤이 아래로 내려갑니다. 샤프트가 회전하게하여 샤프트가 완전히 회전하고 더 많은 연료와 공기가 펌핑됨에 따라 피스톤을 위로 다시 구동합니다. 이주기는 분당 수천 번까지 발생할 수 있습니다.

디젤 엔진의 "마법"은 일반 연소 엔진과 달리 활성 연료 점화가 필요하지 않다는 것입니다. 일반 엔진에서 실린더 내부의 온도는 전기적 도움없이 연료가 점화 될만큼 충분히 높지 않습니다. 따라서 "스파크 플러그"가 발생하여 자동차가 고장 나면 쓸모 없게됩니다. 디젤 엔진에서는 공기가 너무 강하게 압축되어 연료가 도움없이 점화되고 엔진 행정 당 연료가 덜 필요하므로 연비가 크게 향상됩니다.

이러한 엔진의 효율성 또는 경제성이 높을수록 일반적으로 비용이 많이 들고 유지 관리가 어렵습니다. 디젤 시대에는 이러한 문제를 해결하는 기술이 아직 제공되지 않았습니다.

디젤 엔진의 고유 한 특성으로 인해 자연적으로 디젤 연료라고 불리는 다양한 종류의 오일을 사용할 수 있습니다. 이 연료는 원유로 만들어지며 처리되지 않은 석유 42 갤런 배럴당 약 11-12 갤런의 디젤 연료를 생산합니다. 대부분의화물 트럭, 기차, 버스 및 보트뿐만 아니라 농장 차량, 건설 및 군용 차량에 사용됩니다.

2006 년 미국 환경 보호국 (EPA)은 디젤의 유황 함량을 연료를 대폭 감소 시켰습니다. 시각. 2018 년까지 미국 도로 및 기타 지역에서 사용되는 모든 디젤의 약 97 %가 초저 유황 디젤 (ULSD)로 알려진 혼합물로 구성되었습니다.

• 2018 년에 디젤 연료는 미국 전체 석유 사용량의 약 20 % 또는 전체 미국 연료 소비의 약 7 %를 차지했습니다.