Warum wird in kritischen Reifenanwendungen Stickstoff und nicht Kohlendioxid verwendet?

In kritischen Anwendungen werden Reifen mit reinem Stickstoff aufgepumpt ( link ).

Kohlendioxid (CO2) ist jedoch ein größeres Molekül (wird langsamer aus dem Reifen austreten) und inert (oxidiert die Felge nicht und verbrennt im Falle eines Unfalls nicht). ( Link )

Außerdem ist der Druck nach dem idealen Gasgesetz proportional zur Dichte, zur individuellen Gaskonstante und zur Temperatur. Unter der Annahme eines konstanten Volumens (dh P ∝ R*T) wird jede Temperaturänderung durch die individuelle Gaskonstante "verstärkt". Und die Gaskonstante ist zugunsten von CO2: R(CO2) < R(O2) < R(N2). ( ref ) CO2 scheint also eine bessere Druckstabilität bei Temperaturschwankungen zu bieten.

Außerdem ist die CO2-Speicherung billiger als die Stickstoffspeicherung.

Warum also werden Reifen mit Stickstoff und nicht mit CO2 aufgepumpt?

Ich glaube, ich habe von CO2-Patronen gehört, die für Fahrradreifen verwendet werden, obwohl sie ziemlich schnell Druck verlieren. Ich bezweifle die Gültigkeit der kleinen Moleküle, die durch die Reifentheorie lecken. Ich würde sagen, die Hauptvorteile von Stickstoff gegenüber Luft sind die Druckstabilität über einen größeren Temperaturbereich und das Fehlen korrosiver Eigenschaften.
Wenn der Druck wie von Ihnen vorgeschlagen proportional zur Dichte ist, haben Wasserstoffballons entweder keinen Auftrieb (weil sie die gleiche Dichte wie die umgebende Luft haben) oder sie kollabieren (weil der Druck niedriger als der der umgebenden Luft ist). Die Beobachtung legt etwas anderes nahe.
Nicht nur kritische Anwendungen, sondern der GT-R
"so gut wie inert (oxidiert die Felge nicht und verbrennt im Falle eines Unfalls nicht )" - stellen Sie nur sicher, dass Sie Magnesium das nicht sagen - es neigt dazu, anderer Meinung zu sein. Mg brennt, wenn es von festem Trockeneis umgeben ist, so ist es in der Lage, Sauerstoff aufzunehmen, es kann das O₂ aus CO₂ ziehen - Hier ist ein Beispielvideo: youtube.com/watch?v=2oQ_9nFe9HU
Die Quelle, die Sie zitieren, legt nahe, dass Wasserdampf in "normaler" Luft, die zum Aufpumpen von Reifen verwendet wird, einer der großen Faktoren ist und dass auch ein größeres Molekül hilft. Darüber hinaus würde ich vermuten, dass die Antwort mit den Produktionskosten von Stickstoff im Vergleich zu anderen vernünftigen Gasoptionen zu tun hat.

Antworten (5)

Stickstoff ist inert und greift weder Gummi noch die Stahlfelge an. Kohlendioxid ist hochreaktiv und beeinflusst sowohl den Gummi, indem es ein Aufquellen des Gummis verursacht. Es würde auch Korrosion in Felgen auf Eisenbasis (insbesondere Kohlenstoffstahl) verursachen.

Bearbeiten: Wenn CO2 mit Feuchtigkeit gemischt wird, wird Karbolsäure, die ätzend ist. Es hängt alles von der Konzentration ab. Es ist wie der Vergleich von Essigsäure, die gemeinhin als Essig bezeichnet wird. Bei 3% kann man Pommes Frites aufsetzen. Bei industrieller Stärke von 97 % löst es nicht nur Pommes Frites, sondern auch menschliches Fleisch sehr schnell bis auf die Knochen auf. Was die Auswirkungen von CO2 auf Gummi betrifft, habe ich eine Quelle aus der Industrie (Air Liquide) zitiert, ein Unternehmen, das sich auf Druckgase spezialisiert hat.

Im Fall von Autoreifen würde die Verwendung von CO2 wahrscheinlich zu einem katastrophalen Ausfall führen. Meine Erfahrung mit Stickstoff ist, dass ich festgestellt habe, dass es beim Fahren viel leiser ist und weniger Druckschwankungen aufweist, wenn die Temperatur von Jahreszeit zu Jahreszeit variiert.

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

Prüfen Sie unter Materialkompatibilität unter der Überschrift Elastomere - Ziemlich aufschlussreich.....

Hoch reaktiv ist vielleicht übertrieben. Es ist kein Cl2 etc.
Es ist total übertrieben. CO₂ ist überhaupt nicht sehr reaktiv, es korrodiert sicherlich keinen Kohlenstoffstahl. (Tatsächlich wird Stahl hergestellt , indem Erz mit Kohlenmonoxid zu Fe und CO₂ reduziert wird!) Wenn dieser Artikel vor dem Quellen warnt, dann hat dies sicherlich einen Grund, und es kann durchaus ein Grund sein, warum es nicht für Autoreifen verwendet wird, aber es ist nicht wie andere Gummikomponenten sofort versagen, wenn Sie sie mit CO₂ in Kontakt bringen. Tatsächlich denke ich, dass CO₂ ziemlich häufig für Fahrradreifen verwendet wird; vielleicht überwiegt hier die einfachere Lagerung die schlechteren Eigenschaften.
Kohlendioxid ist so reaktionsfreudig , dass es sogar in Feuerlöschern eingesetzt wird .
Stickstoff ist nicht inert, vielleicht nicht sehr reaktiv mit den beteiligten Materialien, aber er ist nicht inert. Es wäre schön, einige Zitate zu haben, zum Beispiel warum würde CO2 einen katastrophalen Ausfall verursachen – welche Komponente würde unter welchen Bedingungen ausfallen?
Ich würde erwarten, dass CO2, das zum Befüllen von Reifen verwendet wird, trocken (wasserdampffrei) ist, da dies einer der Hauptgründe dafür ist, nicht nur "normale" Druckluft zu verwenden (das Wasser ändert seinen Zustand und den Volumenunterschied zwischen flüssigem Wasser und Wasser Dampf führt zu Druckänderungen in den Reifen). Dies führt mich zu der Annahme, dass die Bildung von Kohlensäure nicht der Grund dafür ist, kein CO2 zu verwenden – obwohl dies möglicherweise Auswirkungen auf Gummi hat.

Stickstoff macht etwa 80 % der Luft aus – daher lässt er sich leichter zurückgewinnen und trennen als die kleineren Mengen anderer Gase in der Luft. Das heißt, das Verfahren zur Rückgewinnung von Stickstoff aus Luft könnte weniger effizient sein als das Verfahren zur Rückgewinnung von CO2 aus Luft und dennoch kosteneffektiv sein. Darüber hinaus bedeutet seine Stabilität bei höheren Temperaturen, dass es sich vorhersehbarer verhält und dass die Fahreigenschaften des Reifens konsistent sind.

Sie sagen also, Stickstoff für diesen Zweck kann vor Ort abgetrennt werden? dh keine Notwendigkeit, es in flüssiger Form zu lagern?
Sie können CO2 einfach erzeugen, Sie müssen es nicht zurückgewinnen. Sie können keinen Stickstoff erzeugen, aber er sollte leicht aus der Luft zu ziehen sein, würde ich wetten.
Mauro, siehe meine aktualisierte Frage zur Temperaturstabilität.
Sie müssen Stickstoff oder CO2 nicht in flüssiger Form speichern, sondern nur komprimiert. Stickstoff hat auch den Vorteil, inert zu sein, was bedeutet, dass er mit nichts reagiert. CO2 kann sich mit anderen Molekülen verbinden, zum Beispiel Wasser + CO2 macht Kohlensäure, was Sie in einem Reifen nicht wollen. Wahrscheinlich kleine Mengen, um keine Rolle zu spielen, aber das ist nur ein Beispiel.
Stickstoff ist nicht inert – denken Sie an Lachgas oder Cyanid.
@dlu: N2-Stickstoff ist bei normalen Temperaturen inert.
@Joshua - danke, Chemie ist lange her. Das wusste ich nicht.

Stickstoff ist billiger, da er in der Luft leicht verfügbar ist und mit einem ziemlich kompakten Stickstoffgenerator extrahiert werden kann . Die Extraktion von Kohlendioxid aus der Luft ist ineffizient, daher muss es durch Verbrennung von Brennstoffen (wie Methan) oder durch thermische Zersetzung von Kalkstein erzeugt werden.

Stickstoff ist ein sehr berechenbares Gas. Alle seine Verhaltensweisen wurden über viele, viele Jahre streng getestet. Als solche können sie das Verhalten viel einfacher vorhersagen als ein Mischgas. Außerdem ist seine Leistung der von Luft sehr ähnlich. Wenn Sie keinen Zugang zu einer Stickstoffflasche haben, können Sie immer noch normale Luft verwenden und immer noch nahe an der ursprünglichen Leistung sein.

Aus sicherheitstechnischer Sicht enthält Stickstoff keinen Sauerstoff. Bei einem Unfall ist kein Sauerstoff vorhanden, um ein Feuer auszubreiten (Luft enthält ~21 % Sauerstoff).

Das scheint nicht richtig zu sein. Stickstoff ist ein sehr berechenbares Gas. Alle seine Verhaltensweisen wurden über viele, viele Jahre streng getestet. Auch die Eigenschaften von CO2 sind bekannt. Als solche können sie das Verhalten viel einfacher vorhersagen als ein Mischgas. CO2 ist kein Gemisch. *Bei einem Unfall ist kein Sauerstoff vorhanden, um ein Feuer auszubreiten (Luft enthält ~21 % Sauerstoff). * Diese Antwort scheint Stickstoff mit Luft zu vergleichen, aber die Frage betrifft Stickstoff im Vergleich zu CO2.
CO2 ist per se ein Mischgas - ein Kohlenstoff, zwei Sauerstoffe. Obwohl ich nicht sehe, dass der Sauerstoff in Ihren Reifen eine große Brandgefahr darstellt ... Genauso wenig wie die Luft, die wir atmen

Vor allem zwei Gründe:

  1. Luft besteht zu über 78 % aus N2, weniger als 0,1 % aus CO2. Wir haben also viel mehr Stickstoff zur Verfügung.
  2. CO2 hat eine Molmasse von 44g/mol, während N2 mit 28g/mol deutlich leichter ist. Da alle weniger ungefederte Masse wollen , ist Stickstoff auch in dieser Kategorie der klare Sieger – diese Stickstoffreifen sind innen etwa 36 % leichter als die CO2-Reifen!

Natürlich können Sie argumentieren, dass CO2 ein größeres und schwereres Molekül ist und daher langsamer aus Ihren Reifen austritt (etwa 20 % langsamer nach Grahams Gesetz!), aber ich glaube, dass dies von den beiden oben genannten Punkten weitgehend überschattet wird .

"36% leichter" - die gesamte Gasmasse liegt unter 100 Gramm, daher ist dieses Argument unbedeutend
Ahh ja, ich meinte, das Gas in den Reifen wird leichter sein, nicht der "gesamte" Reifen selbst! :)
Warum wird in kritischen Reifenanwendungen Stickstoff und nicht Kohlendioxid verwendet?
AntwortenHierDatenschutz-Bestimmungen1y, 0v