La mayoría de los motores a reacción comerciales de hoy en día serían esos grandes motores a reacción en grandes aviones de pasajeros como un Boeing 747. ¿Pueden funcionar con etanol puro sin ningún problema?
¿Habría que hacer más mantenimiento? ¿Se reduciría la vida útil del motor? ¿Sería más susceptible a apagones u otros riesgos mecánicos? ¿El avión nunca lograría despegar del suelo? (Me imagino que la reducción de empuje limitará el peso de despegue).
Una de las razones por las que pregunto es porque eventualmente se acabará la gasolina. (No soy un dicho apocalíptico que sucederá el próximo año, pero en algún momento desaparecerá). ¿Los motores a reacción requerirán un rediseño importante, o podrían simplemente usar etanol durante algunos años/décadas y estar bien?
Nota: estoy hablando de motores a reacción (turboventiladores, pero los turborreactores también están bien) , pero no de motores de pistón ni turbopropulsores.
EDITAR: Se ha hablado mucho de que el etanol contiene menos energía que el queroseno. Te aseguro que soy consciente de esto. El etanol es como 25 MJ/kg y el queroseno es más como 40 o 45. No hago esta pregunta pensando en la eficiencia energética, sino por curiosidad si las mismas geometrías de motor funcionarán bien con ambos combustibles.
Una reformulación: ¿Funcionarían bien las geometrías actuales de los motores a reacción (ángulos de las palas, relaciones de compresión, flujo volumétrico, etc.) con etanol en lugar de combustible para aviones regular?
Aunque las turbinas podrían diseñarse para funcionar con etanol, en realidad es un combustible de aviación pésimo (en realidad, es un combustible pésimo en general). El combustible para aviones a base de petróleo es queroseno de alto grado que tiene propiedades lubricantes, de las que carece el etanol, y el etanol tiene características diferentes, lo que significa que no puede verterlo y usarlo como reemplazo.
Algunos problemas con el etanol como combustible son:
Existen reemplazos de biocombustibles para los combustibles para aviones (y diesel) basados en cultivos de semillas oleaginosas como la colza ( canola ), el aceite de palma, etc. Estos se procesan para eliminar sus átomos de OH mediante la transesterificación para crear combustibles que son casi idénticos químicamente. Modificar los chorros para usar etanol sería enormemente costoso si es posible hacerlo, por lo que no tiene sentido dado que hay un reemplazo adecuado.
Sin embargo, el punto es discutible porque los biocombustibles basados en cultivos nunca reemplazarán al petróleo. Simplemente no hay suficientes cultivos para alimentar a las personas y los motores al mismo tiempo, de hecho, incluso si usáramos todas las tierras cultivables del mundo para cultivar biocombustibles en lugar de cultivos alimentarios, todavía no tendríamos suficiente para reemplazar los combustibles fósiles. combustibles Ya tenemos suficientes problemas para alimentar a la gente y la moda de los biocombustibles no está ayudando en eso. Los biocombustibles basados en cultivos no alimentarios de tierras marginales pueden algún día volverse económicamente viables y reemplazar parcialmente a los combustibles derivados del petróleo.
Después de buscar un poco, encontré un enlace a un artículo que escribí sobre biocombustibles para la revista AOPA UK que entra en más detalles sobre temas de biocombustibles.
..even if we used all the worlds farmable land to grow bio-fuel crops instead of food crops we still would not have enough of it to replace fossil fuels...¿Tiene usted una fuente para eso? Es una excelente manera de poner en perspectiva la dependencia de la humanidad de los combustibles fósiles y me encantaría usarla.Sí, los motores a reacción/turbina pueden funcionar con etanol... pero el etanol tiene solo el 60 % del contenido de energía por unidad de masa del combustible Jet-A, lo que significa que debe usar un 67 % más en masa para obtener la misma producción de energía. .
Tendrá que aumentar el combustible adicional transportado (debido a que tiene que cargar mucho más combustible de baja densidad) de cada avión por un margen considerable si tuviera que alimentarlos con etanol.
El uso de energía alternativa para motores de turbina se ha estudiado ampliamente. El problema siempre es que tienen mucha menos densidad de energía que los Jet-A, lo que los hace inviables.
No soy un experto en motores a reacción reales. Creo que, en general, debería ser posible hacer funcionar un chorro con etanol, aunque podría ser necesaria alguna modificación. Es posible que algunos materiales no sean resistentes al etanol y necesiten reemplazo.
Pero la principal razón para no usar etanol es que contiene mucha menos energía: solo 27MJ por kilogramo en lugar de los 43MJ del combustible para aviones. Para la misma demanda de energía (es decir, un vuelo completo), la aeronave necesitaría un 60 % más de combustible, más combustible adicional para transportar el combustible adicional...
Aquí hay algunos datos sobre el A380 de wikipedia (peso del combustible calculado por un factor de 0,8 kg/l):
Maximum take-off weight 575,000 kg (1,268,000 lb)
Operating empty weight 276,800 kg (610,200 lb)
Max. fuel capacity 256,000 kg (564,000 lb) (44% MTOW)
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Calculated payload: 299,000 kg
Si la aeronave usara etanol, esto cambia a:
Maximum take-off weight 575,000 kg (1,268,000 lb)
Operating empty weight 276,800 kg (610,200 lb)
ethanol equivalent: 407,000 kg (900,000 lb) (70% MTOW)
-------------------------------------------------------------
Calculated payload: -108,000 kg (-240,000 lb)
Incluso si logra cargar el combustible adicional, el avión es demasiado pesado para despegar, incluso sin carga útil.
No es el costo (o la disponibilidad), es la mala densidad de energía lo que hace que el etanol no sea adecuado.
Sería mejor usar algo más parecido al combustible para aviones como el biodiésel, que es similar al diésel fósil. Los biocombustibles también suelen tener una densidad energética más baja, pero no en la medida en que los haga técnicamente inadecuados.
Existen diferentes tipos de combustibles de este tipo para la aviación, y wikipedia tiene una lista impresionante de vuelos comerciales y de prueba que utilizan biocombustibles. En la mayoría de los casos, se utilizó una mezcla de combustible fósil y biocombustible, pero en algunos vuelos, un motor (¿o todo el avión?) funcionaba con biocombustible puro.
El principal problema con los biocombustibles de cualquier tipo sigue siendo la disponibilidad. Simplemente no podemos producir lo suficiente para reemplazar los combustibles fósiles por completo.
La conversión directa de combustible para motores de gas es un cambio en la relación aire/combustible. Otros factores entran en juego, como el suministro de combustible, la lubricación, la corrosión, etc. Estos no son un problema en los autos que he convertido. Un aspecto que debe abordarse aquí es la relación potencia/peso del sistema resultante. Puede generar más potencia en un automóvil usando el mismo motor cambiando a etanol. Sí, tienes que llenar más a menudo. Sí, puede haber algo con sellos en autos más antiguos. En pocas palabras: es más rápido, más barato y el escape no huele mal. Hay una nueva técnica para producir etanol desarrollada por científicos del Laboratorio Nacional de Oak Ridge que convierte los gases de escape de las chimeneas industriales en etanol. Esta es una nueva fuente de combustible que limpia la contaminación en la fuente mientras proporciona un combustible menos contaminante para su uso. No hay grano involucrado, por lo que no afecta las fuentes de alimentos. La NASA está realizando pruebas con un nuevo biocombustible hecho de lino falso. Los Blue Angels están volando 50/50 con este nuevo material. Se supone que la Marina se cambiará para 2030. Pido que eso suceda más rápido. Cualquier persona interesada en los biocombustibles debería echarle un vistazo. La planta nunca se ha creado para la producción de combustible, por lo que existe una oportunidad. Nota al margen interesante, el área alrededor de Fukushima está plantada con la materia. Lo más probable es que hayan ocurrido mutaciones genéticas. Entre esas mutaciones habrá algo que afecte la capacidad de producción de combustible. Cualquier persona interesada en los biocombustibles debería echarle un vistazo. La planta nunca se ha creado para la producción de combustible, por lo que existe una oportunidad. Nota al margen interesante, el área alrededor de Fukushima está plantada con la materia. Lo más probable es que hayan ocurrido mutaciones genéticas. Entre esas mutaciones habrá algo que afecte la capacidad de producción de combustible. Cualquier persona interesada en los biocombustibles debería echarle un vistazo. La planta nunca se ha creado para la producción de combustible, por lo que existe una oportunidad. Nota al margen interesante, el área alrededor de Fukushima está plantada con la materia. Lo más probable es que hayan ocurrido mutaciones genéticas. Entre esas mutaciones habrá algo que afecte la capacidad de producción de combustible.
¡NO! Tanto como se solicitó originalmente y como se revisó. ¡NO!
¿Mantenimiento? Los motores a reacción están LUBRICADOS con su COMBUSTIBLE. El etanol no tiene la viscosidad y la lubricidad necesarias para proteger las superficies móviles. ¿Qué tal el reemplazo después de cada vuelo?
El ventilador de derivación alta en la parte delantera del motor requiere una cierta cantidad de caballos de fuerza del eje entregados desde la parte "Jet" en la parte posterior. Las líneas de combustible existentes no pueden entregar suficiente etanol para lograr la máxima potencia o la máxima eficiencia.
La quema de etanol requerirá una reingeniería que no se limita a:
La densidad más baja del etanol por sí sola no impide su uso, ya que la gran mayoría de los vuelos comerciales no despegan con el combustible lleno y, como tal, siempre ha habido un volumen extra disponible. Sin embargo, los vuelos directos más largos, como Los Ángeles a Sydney, requerirán una parada para repostar. Agregar aterrizajes y despegues adicionales a rutas existentes, así como depósitos de combustible, casi define la palabra problema.
¿Etanol? ¡NO!
¿Aceite de cacahuete? Sí
Adding extra landings and takeoffs to an existing routes as well as fuel depots almost the define the word problem.ehum, ¿qué? ¿podrías aclarar?theen esa oración (la que está delante de define)Como reemplazo directo para el uso diario, la respuesta es no, plausible en un escape de emergencia de una sola vez de la isla zombie, sí.
Sí, las turbinas de gas, al igual que las máquinas de vapor, pueden funcionar bastante bien con casi cualquier cosa que genere calor. Los problemas son más prácticos en densidad de energía, facilidad de uso y confiabilidad (el polvo de carbón puede obstruirse o detenerse cada pocos minutos para abrir la cámara de combustión y volver a encender un fuego de leña no sería práctico) y la vida útil del motor (incluidos los depósitos) Específicamente, el etanol es altamente erosivo para el aluminio sin recubrimiento y tiene poca energía por masa.
Los problemas de lubricación se encuentran principalmente en la bomba de combustible y el sistema de inyección y se pueden solucionar, un husillo de turbina de chorro tenía aceite lubricante dedicado y realmente ningún otro cojinete.
Los combustibles biodiésel están cerca del petróleo regular en muchos aspectos, pero son solventes muy fuertes, por lo que necesitan polímeros especiales similares al teflón para las mangueras y los sellos no metálicos. Además, la consistencia del lote tanto de las materias primas como del procesamiento es importante con respecto a cosas como el punto de gel y los cristales de cera, lo cual es importante a -40 de gran altitud.
Ha habido motores a reacción experimentales que utilizan barras de combustible nuclear para el calor, problemas típicos con la radiación.
Sí, es posible hacer funcionar turbinas de gas con etanol, como se indica en este sitio: uno de los 25 tipos diferentes de combustible que considera el artículo. Algún rediseño práctico de la turbina de gas podría o no ser necesario:
Andrio
reirab
pjc50
Spike0xff
sdenham
DrZ214
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