重要なタイヤの用途に二酸化炭素ではなく窒素が使用されるのはなぜですか?


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重要なアプリケーションでは、純粋な窒素を使用してタイヤを膨らませます(link)。

しかし、二酸化炭素(CO2)は大きな分子(タイヤからの漏れが遅くなる)であり、不活性(リムを酸化せず、事故の際に燃焼しません)。(リンク

また、理想的なガスの法則から、圧力は密度、個々のガスの定数、温度に比例します。一定の体積(すなわちP ∝ R * T)を想定すると、温度の変化は個々のガス定数によって「増幅」されます。そして、ガス定数はCO2に有利ですR(CO2) < R(O2) < R(N2)。(ref)したがって、CO2は温度変動に対して優れた圧力安定性を与えるようです。

また、CO2貯蔵は窒素貯蔵よりも安価です。

では、なぜタイヤは二酸化炭素ではなく窒素で膨らんでいるのでしょうか?


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CO2カートリッジが自転車のタイヤに使用されていると聞いたことがありますが、圧力がかなり速く失われます。タイヤ理論から漏れる小分子の妥当性を疑います。空気に対する窒素の主な利点は、広い温度範囲にわたる圧力安定性と腐食性の欠如です。
私は

圧力が密度に比例する場合、水素バルーンは浮力がないか(周囲の空気と同じ密度であるため)、または崩壊します(圧力が周囲の空気の圧力より低いため)。そうでない場合は、観察結果が示唆しています。

重要なアプリケーションだけでなく、GT-R
cat

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「よく不活性(リムを酸化せず、事故の際に燃焼しない)」-マグネシウムに言わないでください-それは反対の傾向があります。固体のドライアイスに囲まれたときにMgが、そのようなものが、それはCO₂のうち、O₂を引くことができグラブ酸素へのそれの能力がある火傷をする-ここではサンプルビデオです:youtube.com/watch?v=2oQ_9nFe9HU
enhzflep

あなたが引用する情報源は、タイヤの膨張に使用される「通常の」空気に存在する水蒸気が大きな要因の1つであり、より大きな分子も役立つことを示唆しています。それ以上に、答えは窒素の生産コストと他の合理的なガスの選択に関係していると思います。
-dlu

回答:


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窒素は不活性であり、ゴムやスチールの縁には影響しません。二酸化炭素は反応性が高く、ゴムの膨張を引き起こすことで両方のゴムに影響を与えます。また、鉄ベースのリム(特に炭素鋼)の腐食を引き起こします。

編集:CO2が水分と混合されると、腐食性の炭水化物が生成されます。それはすべて集中力に依存します。これは、一般に酢と呼ばれる酢酸を比較するようなものです。3%では、フライドポテトをつけることができます。産業強度では、97%がフレンチフライを溶かすだけでなく、人間の肉を骨まで素早く溶かします。ゴムへのCO2の影響については、圧縮ガスを専門とする企業(Air Liquide)を引用しました。

CO2を使用する自動車用タイヤの場合、破局的な故障を引き起こす可能性があります。窒素での私の経験では、運転中の方がずっと静かで、季節ごとに温度が変化するときの圧力変動が少ないことに気付きました。

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

エラストマーの見出しの下にある材料の適合性を確認してください。


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非常に反応的であることはそれを誇張しているかもしれません。これは、その他一切Cl2をされていない
リンドン・ホワイト

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それは完全に誇張しています。CO₂はまったく反応しません。確かに炭素鋼を腐食しません。(実際、鉄は一酸化炭素で鉱石をFeとCO₂に還元することで生産されます!)その記事が膨張について警告しているなら、確かにこれにはポイントがあります。ゴム部品をCO₂と接触させたときにすぐに故障するようなものではありません。実際、自転車のタイヤに CO₂ 非常に一般的に使用されていると思います。おそらく、ここでのより悪い特性よりも簡単なストレージの方が重要です。
左回り

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二酸化炭素は非常に反応性高いため、消火器でも使用されます。
ドミトリーグリゴリエフ

窒素は不活性ではなく、おそらく関連する材料とあまり反応しませんが、不活性ではありません。例えば、なぜCO2が壊滅的な障害を引き起こすのか、どのようなコンポーネントが、どのような条件下で障害を起こすのかなど、いくつかの引用があるといいでしょう。
-dlu

「通常の」圧縮空気を使用するだけではない大きな理由の1つであるため、タイヤの充填に使用するCO2が乾燥している(水蒸気を含まない)ことを期待します(水は状態を変え、液体の水と水の差蒸気により、タイヤの圧力が変化します)。これは、炭酸の生成がCO2を使用しない理由ではないことを私に考えるように導きます-ゴムへの影響はそうかもしれないが。
dlu

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窒素は空気の約80%を占めるため、空気中の少量の他のガスよりも容易に再生および分離されます。すなわち、空気から窒素を回収するプロセスは、空気からCO2を回収するプロセスよりも効率が低く、それでも費用対効果が高い可能性があります。さらに、高温での安定性は、予測可能な挙動を示し、タイヤの取り扱い特性が一貫していることを意味します。


あなたはこの目的のために窒素をその場で分離できると言っていますか?すなわち、液体の形で保管する必要はありませんか?
線香花火

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CO2を簡単に作成できます。回収する必要はありません。窒素を作ることはできませんが、空気から簡単に引き出せるはずです。
Pᴀᴜʟsᴛᴇʀ2

マウロ、温度安定性に関する私の最新の質問をご覧ください。
線香花火

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窒素またはCO2を液体の形で、単に圧縮して保存する必要はありません。窒素には不活性であるという利点もあります。つまり、窒素は何にも反応しません。CO2は他の分子と結合できます。たとえば、水+ CO2は炭酸を生成しますが、これはタイヤに必要なものではありません。おそらく問題にならないほど十分に少ない量ですが、それは単なる例です。
GdD

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@dlu:N2窒素は常温では不活性です。
ジョシュア

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窒素は空気中で容易に入手できるため、より安価であり、かなりコンパクトな窒素発生器で抽出できます。空気からの二酸化炭素の抽出は非効率的であるので、それがなければならない生成(メタンなど)の燃料を燃焼させることにより、または石灰石の熱分解を介し。


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窒素は非常に予測可能なガスです。その動作はすべて、長年にわたって厳格にテストされてきました。そのため、混合ガスよりもはるかに簡単に挙動を予測できます。また、その性能は空気に非常に似ています。窒素のボトルにアクセスできなかった場合でも、通常の空気を使用でき、元の性能に近い状態を保つことができます。

安全性の観点から、窒素には酸素が含まれていません。事故があった場合、火災を伝播する酸素はありません(空気には〜21%の酸素が含まれています)。


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これは正しくないようです。窒素は非常に予測可能なガスです。その動作はすべて、長年にわたって厳格にテストされてきました。CO2の特性も知られています。そのため、混合ガスよりもはるかに簡単に挙動を予測できます。CO2は混合物ではありません。*事故が発生した場合、火災を伝播する酸素はありません(空気には〜21%の酸素が含まれています)。*この答えは窒素と空気を比較しているようですが、CO2と比較した窒素についての質問です。
ベン・クローウェル

CO2はそれ自体が混合ガスであり、1つの炭素と2つの酸素です。私はあなたのタイヤの酸素が大きな火災の危険であるとは思わないが...私たちが呼吸する空気はそれ以上
カラブ
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