为什么在关键轮胎应用中使用氮气而不使用二氧化碳?


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在关键应用中,轮胎会使用纯氮气(链接)进行充气。

但是二氧化碳(CO2)是一个较大的分子(将从轮胎中泄漏的速度变慢)以及惰性的(不会氧化轮辋并且在发生事故时不会燃烧)。(链接

同样,根据理想气体定律,压力与密度,单个气体常数和温度成正比。假设体积恒定(即P ∝ R * T),则任何气体常数都会“放大”温度的任何变化。气体常数有利于CO2 :R(CO2) < R(O2) < R(N2)。(参考)因此,CO2似乎在温度波动时具有更好的压力稳定性。

同样,二氧化碳的储存比氮气的储存便宜。

那么,为什么轮胎要充氮气而不是二氧化碳呢?


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我想我听说过CO2弹药筒已被用于自行车轮胎,尽管它们失去的压力很快。我怀疑通过轮胎理论泄漏的小分子的有效性。我要说的是,氮气相对于空气的主要优点是在较大温度范围内的压力稳定性以及缺乏腐蚀性。
我不知道我在做什么

如果压力按照您的建议与密度成正比,则要么氢气球没有浮力(因为它们与周围空气的密度相同),要么崩溃了(因为压力低于周围空气的压力)。观察表明并非如此。

不只是关键应用,但GT-R

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“以及惰性(不会氧化边缘,在发生事故时也不会燃烧)”-只要确保您不告诉镁,它就有不同意的趋势。镁在被固态干冰包围时会燃烧,这是因为它能够
吸收

您引用的消息来源表明,用于充气轮胎的“正常”空气中存在的水蒸气是重要因素之一,较大的分子也有帮助。除此之外,我猜想答案与制氮成本和其他合理的气体选择有关。
dlu

Answers:


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氮气是惰性的,不会影响橡胶或钢圈。二氧化碳具有很高的反应活性,并通过引起橡胶溶胀而影响橡胶。它还会导致铁基轮辋(尤其是碳钢)腐蚀。

编辑:当CO2与水分混合时,会变成具有腐蚀性的碳酸。这一切都取决于浓度。这就像比较通常被称为醋的醋酸。可以将炸薯条占3%。在97%的工业强度下,它不仅可以快速分解炸薯条,而且可以将人肉分解到骨头。至于二氧化碳对橡胶的影响,我引用了一家行业消息来源-(液化空气)一家专门从事压缩气体的公司。

对于使用CO2的汽车轮胎,可能会导致灾难性故障。我对氮气的使用经验是,我注意到它在开车时更加安静,并且当温度随季节变化时压力变化较小。

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

在弹性体标题下的材料兼容性下检查-相当发光。


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高反应性可能会夸大其词。这是没有氯气等
林登·怀特

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完全夸大了它。CO 2根本不是很活泼,它当然不会腐蚀碳钢。(事实上,钢生产减少矿用一氧化碳Fe和二氧化碳!)如果这篇文章发出警告肿胀则有一定的点到这一点,这可能是为什么它不用于汽车轮胎的理由,但它的当您将任何橡胶组件与CO 2接触时,它们会立即失效。事实上,我认为二氧化碳很常用的自行车轮胎; 也许更容易的存储胜过这里更差的性能。
大约

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二氧化碳具有很高的反应活性,甚至可以用于灭火器中
德米特里·格里戈里耶夫

不是惰性的,也许与所涉及的材料反应性不强,但不是惰性的。有一些引证会很好,例如,为什么CO2会导致灾难性的故障-在什么条件下会损坏什么组件?
dlu

我希望用于填充轮胎的CO2保持干燥(无水蒸气),因为这是不仅仅使用“正常”压缩空气的主要原因之一(水会改变状态,液态水与水之间的体积差异也很大)蒸气会导致轮胎压力变化)。这使我认为碳酸的生成不是不使用二氧化碳的原因-尽管可能会对橡胶产生影响。
dlu

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氮气约占空气的80%-因此,与空气中较少的其他气体相比,氮更易于回收和分离。即,从空气中回收氮气的过程可能比从空气中回收二氧化碳的过程效率低,并且仍然具有成本效益。此外,它在较高温度下的稳定性意味着其性能更加可预测,并且意味着轮胎的操控特性是一致的。


所以您是说可以现场分离氮气吗?即无需将其以液体形式存储?
Sparkler

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您可以轻松产生二氧化碳,而无需回收。我敢打赌,你不能产生氮气,但是应该很容易从空气中抽出来。
Pᴀᴜʟsᴛᴇʀ2

毛罗,请参阅我有关温度稳定性的最新问题。
Sparkler

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您无需压缩即可存储液态形式的氮气或二氧化碳。氮气还具有惰性的优势,这意味着它不会与任何东西发生反应。CO2可以与其他分子结合,例如水+ CO2可以生成碳酸,而这并不是您想要的轮胎。数量足够少可能无关紧要,但这仅是示例。
GdD

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@dlu:N2氮在常温下是惰性的。
约书亚


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氮气是一种非常可预测的气体。它的所有行为都经过了很多年的严格测试。这样,它们比混合气体更容易预测行为。而且,它的性能与空气非常相似。如果您无法获得一瓶氮气,则仍可以使用普通空气,并且仍接近原始性能。

从安全角度来看,氮气不包含氧气。如果发生事故,则没有氧气蔓延到火中(空气中氧气含量约为21%)。


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这似乎不正确。氮气是一种非常可预测的气体。它的所有行为都经过了很多年的严格测试。二氧化碳的性质也是已知的。这样,它们比混合气体更容易预测行为。二氧化碳不是混合物。*如果发生事故,则没有氧气可引起火灾(空气中氧气含量约为21%)。*这个答案似乎是在比较氮气和空气,但问题是要问氮气与二氧化碳的关系。
Ben Crowell

CO2本身就是一种混合气体-一个碳,两个氧气。尽管我看不到轮胎中的氧气有很大的着火危险……但我们呼吸的空气越多
Cullub '16
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