Mengapa nitrogen dan bukan karbon dioksida digunakan dalam aplikasi ban kritis?

14

Dalam aplikasi kritis ban digelembungkan menggunakan nitrogen murni ( tautan ).

Tetapi karbon dioksida (CO2) adalah molekul yang lebih besar (akan bocor lebih lambat dari ban), serta lembam (tidak akan mengoksidasi pelek dan tidak akan terbakar jika terjadi kecelakaan). ( tautan )

Juga, dari hukum gas ideal , tekanan sebanding dengan kepadatan, konstanta gas individu dan suhu. Dengan asumsi volume konstan (yaitu P ∝ R * T), setiap perubahan suhu "diperkuat" oleh konstanta gas individu. Dan konstanta gas adalah mendukung CO2: R(CO2) < R(O2) < R(N2). ( ref ) Jadi CO2 tampaknya memberikan stabilitas tekanan yang lebih baik atas fluktuasi suhu.

Juga, penyimpanan CO2 lebih murah daripada penyimpanan nitrogen.

Jadi mengapa ban diisi dengan nitrogen dan bukan CO2?

tires wheels pressure Sparkler
sumber
2
Saya pikir saya pernah mendengar tentang kartrid CO2 yang digunakan untuk ban sepeda, meskipun mereka kehilangan tekanan cukup cepat. Saya ragu keabsahan molekul kecil yang bocor melalui teori ban. Saya akan mengatakan keuntungan utama nitrogen melalui udara adalah stabilitas tekanan pada kisaran suhu yang lebih besar dan kurangnya sifat korosif.
Saya tidak tahu apa yang saya lakukan
Jika tekanan sebanding dengan kepadatan seperti yang Anda sarankan, maka balon hidrogen tidak mengapung (karena memiliki kepadatan yang sama dengan udara di sekitarnya) atau balon itu runtuh (karena tekanannya lebih rendah daripada udara di sekitarnya). Pengamatan menunjukkan sebaliknya.
Bukan hanya aplikasi kritis tetapi GT-R
cat
4
"juga lembam (tidak akan mengoksidasi pelek dan tidak akan terbakar jika terjadi kecelakaan )" - pastikan Anda tidak memberi tahu magnesium bahwa - ia memiliki kecenderungan untuk tidak setuju. Mg akan terbakar ketika dikelilingi oleh es kering, seperti kemampuannya mengambil oksigen, dapat mengeluarkan O₂ dari CO₂ - Berikut ini contoh video: youtube.com/watch?v=2oQ_9nFe9HU
enhzflep
Sumber yang Anda sebutkan menunjukkan bahwa uap air hadir di udara "normal" yang digunakan untuk menggembungkan ban adalah salah satu faktor besar dan bahwa molekul yang lebih besar juga membantu. Di luar itu, saya akan menebak bahwa jawabannya ada hubungannya dengan biaya produksi nitrogen vs pilihan gas yang masuk akal lainnya.
dlu

Jawaban:

15

Nitrogen inert dan tidak mempengaruhi karet atau pelek baja. Karbon dioksida sangat reaktif dan mempengaruhi karet dengan menyebabkan pembengkakan pada karet. Ini juga akan menyebabkan korosi pada pelek berbahan dasar besi (terutama Carbon-Steel).

Sunting: Ketika CO2 dicampur dengan uap air menjadi asam Karbolat yang bersifat korosif. Itu semua tergantung konsentrasi. Ini seperti membandingkan Asam Asetat yang biasa disebut dengan Cuka. Di 3% Anda bisa memakai kentang goreng. Dengan kekuatan industri, 97% tidak hanya akan melarutkan kentang goreng tetapi juga daging manusia hingga ke tulang dengan sangat cepat. Adapun pengaruh CO2 pada karet saya mengutip sumber industri- (Air Liquide) sebuah perusahaan yang berspesialisasi dalam gas terkompresi.

Dalam kasus ban otomotif yang menggunakan CO2 mungkin akan menyebabkan kegagalan katastropik. Pengalaman saya dengan Nitrogen adalah bahwa saya memerhatikan bahwa Nitro jauh lebih tenang saat mengemudi dan lebih sedikit variasi tekanan ketika suhu bervariasi dari musim ke musim.

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

Periksa di bawah Kompatibilitas Material di bawah judul Elastomer- Cukup menerangi .....

Old_Fossil
sumber
1
Sangat reaktif mungkin melebih-lebihkannya. Ini bukan Cl2 dll.
Lyndon White
1
Itu benar - benar melebih - lebihkan itu. CO₂ tidak terlalu reaktif sama sekali, itu tentu tidak merusak baja karbon. (Faktanya, baja diproduksi dengan mereduksi bijih dengan karbon monoksida menjadi Fe dan CO₂!) Jika artikel itu memperingatkan tentang pembengkakan maka pasti ada poinnya, dan itu mungkin menjadi alasan mengapa itu tidak digunakan untuk ban mobil, tapi itu tidak seperti komponen karet yang langsung gagal ketika Anda membawanya ke CO₂. Bahkan, saya pikir CO₂ yang cukup umum digunakan untuk ban sepeda; mungkin penyimpanan yang lebih mudah melebihi properti yang lebih buruk di sini.
leftaroundabout
4
Karbon dioksida sangat reaktif bahkan digunakan dalam alat pemadam api .
Dmitry Grigoryev
Nitrogen tidak lembam, mungkin tidak terlalu reaktif dengan bahan yang terlibat, tetapi tidak lembam. Akan menyenangkan untuk memiliki beberapa kutipan, misalnya mengapa CO2 akan menyebabkan kegagalan besar - komponen apa yang akan gagal, dalam kondisi apa?
dlu
Saya berharap bahwa CO2 yang digunakan untuk mengisi ban menjadi kering (bebas uap air) karena merupakan salah satu alasan utama untuk tidak hanya menggunakan udara terkompresi "normal" (air berubah keadaan dan perbedaan volume antara air cair dan air uap menghasilkan perubahan tekanan pada ban). Hal ini membuat saya berpikir bahwa pembuatan asam karbonat bukan alasan untuk tidak menggunakan CO2 - meskipun pengaruhnya pada karet mungkin saja.
dlu
12

Nitrogen membentuk sekitar 80% dari Udara - karena itu lebih mudah direklamasi dan dipisahkan daripada jumlah yang lebih kecil dari gas lain di udara. Yaitu proses untuk mendapatkan kembali nitrogen dari udara bisa menjadi kurang efisien daripada proses mendapatkan kembali CO2 dari udara dan tetap efektif dari segi biaya. Selain itu stabilitasnya pada suhu yang lebih tinggi berarti berperilaku lebih dapat diprediksi dan berarti karakteristik penanganan ban konsisten.

Mauro
sumber
jadi maksudmu nitrogen untuk tujuan ini bisa dipisahkan di tempat? yaitu tidak perlu menyimpannya dalam bentuk cair?
Sparkler
1
Anda dapat membuat CO2 dengan mudah, Anda tidak perlu mengklaimnya kembali. Anda tidak dapat membuat nitrogen, tetapi itu harus mudah untuk ditarik keluar dari udara, saya yakin.
Pᴀᴜʟsᴛᴇʀ2
Mauro, lihat pertanyaan saya yang diperbarui mengenai stabilitas suhu.
Sparkler
10
Anda tidak perlu menyimpan nitrogen atau CO2 dalam bentuk cair, cukup tekan. Nitrogen juga memiliki keuntungan menjadi lembam, artinya tidak akan bereaksi dengan apa pun. CO2 dapat bergabung dengan molekul lain, misalnya air + CO2 membuat asam karbonat, yang bukan yang Anda inginkan dalam ban. Mungkin jumlah yang cukup kecil tidak masalah, tapi itu hanya contoh.
GdD
2
@dlu: N2 nitrogen lembam pada suhu normal.
Joshua
1

Nitrogen lebih murah karena sudah tersedia di udara, dan dapat diekstraksi dengan generator nitrogen yang agak kompak . Ekstraksi karbon dioksida dari udara tidak efisien, sehingga harus diproduksi dengan membakar bahan bakar (seperti metana) atau melalui dekomposisi termal batu kapur.

Dmitry Grigoryev
sumber
0

Nitrogen adalah gas yang sangat mudah ditebak. Semua perilakunya telah diuji secara ketat selama bertahun-tahun. Dengan demikian mereka dapat memprediksi perilaku jauh lebih mudah daripada gas campuran. Juga, kinerjanya sangat mirip dengan udara. Jika Anda tidak dapat memiliki akses ke sebotol nitrogen, Anda masih bisa menggunakan udara normal dan masih dekat dengan kinerja aslinya.

Dari sudut pandang keamanan, nitrogen tidak mengandung oksigen. Jika ada kecelakaan, tidak ada oksigen untuk menyebarkan api (udara mengandung ~ 21% oksigen).

Keris
sumber
5
Ini sepertinya tidak benar. Nitrogen adalah gas yang sangat mudah ditebak. Semua perilakunya telah diuji secara ketat selama bertahun-tahun. Sifat-sifat CO2 juga diketahui. Dengan demikian mereka dapat memprediksi perilaku jauh lebih mudah daripada gas campuran. CO2 bukan campuran. * Jika ada kecelakaan, tidak ada oksigen untuk menyebarkan api (udara mengandung ~ 21% oksigen). * Jawaban ini tampaknya membandingkan nitrogen dengan udara, tetapi pertanyaannya adalah tentang nitrogen dibandingkan dengan CO2.
Ben Crowell
CO2 adalah gas campuran, per se - satu karbon, dua oksigen. Meskipun saya tidak melihat oksigen di ban Anda menjadi bahaya kebakaran besar ...
Apalagi