انتقل إلى المحتوى

لماذا يتغير حجم الديزل مع الحرارة، وماذا يكلفك ذلك

بقلم سعيد باعطية · تاريخ النشر:

الجواب المختصر

الديزل يتوسع حين يسخن، فالكتلة نفسها من الوقود تشغل لترات أكثر وهي ساخنة. ومعاملات التصحيح المنشورة تضع التغير عند نحو ‎0.00085‎ لكل درجة مئوية، أي قريبا من ‎6.8‎ لترا على خزان ‎400‎ لتر عبر تقلب ‎20‎ درجة، وهذا يبدو تماما كسرقة بطيئة على مخطط.

أهم النقاط

  • حجم الديزل دالة في الحرارة، فاللترات في خزان ليست كمية وقود ثابتة.
  • ومعاملات تصحيح الحجم المنشورة تمتد ‎1.0000‎ عند ‎15‎ درجة، و‎0.9958‎ عند ‎20‎ درجة، و‎0.9873‎ عند ‎30‎ درجة.
  • وهذا نحو ‎0.00085‎ لكل درجة مئوية، أي قريبا من ‎6.8‎ لترا على خزان ‎400‎ لتر عبر تقلب ‎20‎ درجة.
  • ومعيار الصناعة هو ASTM D1250 / API MPMS الفصل ‎11.1‎، بحرارتي أساس ‎15‎ و‎20‎ درجة مئوية.
  • ومعامل التوسع ليس ثابتا واحدا: بل ارتباط يعتمد على الكثافة، ‎α60 = K0/ρ² + K1/ρ + K2‎.

01اللترات ليست كمية وقود

اللتر حجم، والحجم من خصائص السائل التي تتغير مع الحرارة. فالديزل الساخن يشغل مساحة أكبر من الديزل نفسه باردا، دون إضافة جزيء أو إزالته. ولهذا فخزان وقود قرأ ‎400‎ لتر عند الفجر يمكن أن يقرأ لترات أقل عند فجر اليوم التالي بعد أصيل حار وليل بارد، دون أن يمسه أحد. والذي بقي ثابتا فعلا عبر تلك الدورة هو كتلة الوقود، والكتلة هي ما يحترق، وما يستهلكه المحرك، وما سلمه المورد حقا. أما الحجم فهو الشيء المريح للقياس والشيء الخاطئ لمعاملته كمحفوظ. ومعظم خلافات الوقود التي تنتهي بتفسير حراري تبدأ بشخص يفترض بمعقولية أن اللترات الداخلة تساوي اللترات الخارجة، لأن ذلك الافتراض يصح لجسم صلب أو شيء معدود.

02الأرقام المنشورة

هذا ليس تقديرا يتعين على أحد أن يخمنه. ف Measurement Canada تنشر معاملات تصحيح حجم للديزل: ‎1.0000‎ عند ‎15‎ درجة، و‎0.9958‎ عند ‎20‎ درجة، و‎0.9873‎ عند ‎30‎ درجة. وقراءة تلك القائمة نزولا تعطي الرقم العامل الذي هو نحو ‎0.00085‎ لكل درجة مئوية، ووضعه على خزان حقيقي يجعل الحجم ملموسا، نحو ‎6.8‎ لترا على خزان ‎400‎ لتر عبر تقلب حراري ‎20‎ درجة. ولاحظ الاتجاه. فالمعامل دون ‎1.0000‎ فوق حرارة الأساس، لأن التصحيح يحول حجما دافئا متوسعا رجوعا إلى ما كان سيشغله عند الحرارة المرجعية. فالوقود الدافئ المقيس عند المحيط يقرأ عاليا باللترات ويصحح نزولا. وسبعة لترات تقريبا ليست خطأ تدوير في تقرير أسطول، وهي داخل المدى الذي يكون فيه إطلاق قاعدة تنبيه مبررا بارتياح.

03لماذا يجعل الخليج هذا أكبر لا أصغر

التصحيح متناسب مع فرق الحرارة عن المرجع لا مع سخونة الوقود بالمطلق، ما يعني أن المهم هو التقلب اليومي لا القمة. فالخزان الجالس في شمس مباشرة في أصيل خليجي ويبرد تحت ليل صحراوي صاف يرى تقلبا كبيرا، ويظهر شطرا تلك الدورة على المخطط: فالوقود يظهر ظاهريا خلال الحرارة ويختفي ظاهريا عبر الليل. والخزان المحفوظ في ظل أو المدفون يرى تقلبا أصغر بكثير وحركة ظاهرية أقل بكثير، ولهذا يستطيع موقعان بوقود متطابق وحساسات متطابقة أن ينتجا مقادير مختلفة جدا من التباين غير المفسر. والنتيجة العملية أن عتبة مضبوطة في موقع لا تنقل إلى آخر بتعرض حراري مختلف. فقاعدة التنبيه نفسها تولد ضجيجا في الموقع المكشوف وصمتا في المحمي.

04المعيار وراء الأرقام

التصحيح مقنن لا عرفي. فأحجام المنتجات البترولية تصحح إلى حرارة مرجعية قياسية وفق ASTM D1250 / API MPMS الفصل ‎11.1‎، والمعيار يحمل حرارتي أساس متريتين، ‎15‎ و‎20‎ درجة مئوية، مع دمج ‎20‎ درجة إضافة إلى ‎15‎ الأصلية. وترتيب الحساب محدد أيضا: ف ‎60‎ درجة فهرنهايت تحسب أولا، ثم يصحح الناتج المتري إلى ‎15‎ أو ‎20‎ درجة مئوية. والديزل يقع داخل مجموعة سلعية مسماة، هي زيوت الوقود، تغطي نحو ‎-10‎ إلى ‎37‎ درجة كثافة API. وهذا يهم عمليا لأن رقمي تصحيح للوقود نفسه عند الحرارة نفسها يمكن أن يختلفا بمشروعية إن حسبا مقابل حرارتي أساس مختلفتين. فحين يختلف رقم المورد المصحح عن رقمك، تكون حرارة الأساس أول شيء تقارنه لا آخره.

05إنه ليس معاملا واحدا

رقم ‎0.00085‎ لكل درجة مئوية تقريب عامل للديزل حول المحيط، ويجدر معرفة أن المعيار نفسه لا يعامل التوسع كثابت واحد. ففي API MPMS الفصل ‎11.1‎ يكون معامل التوسع الحراري ارتباطا يعتمد على الكثافة، يعبر عنه ب ‎α60 = K0/ρ² + K1/ρ + K2‎ بمعاملات K معينة لكل مجموعة سلعية. ونتيجتان تتبعان. الأولى أن منتجا أكثف أو أخف يتوسع بمعدل مختلف بشكل قابل للقياس، فمعامل مستعار من البنزين أو زيت وقود ثقيل لا ينطبق على الديزل. والثانية أن منتجا مخلوطا أو خارج المواصفة يقع حيث لم يبن الارتباط له، ما يعني أن التصحيح يصبح تقديرا لا نتيجة قياسية. ولمطابقة الأسطول اليومية يكفي الرقم الواحد. وللخلاف التجاري على تسليم كبير لا يكفي، وحينها يجب قياس الكثافة لا افتراضها.

06التصحيح خطوة مطلوبة

Measurement Canada لا تعرض التصحيح كممارسة حسنة؛ بل تعلم بضرب قراءة العداد غير المعوضة بمعامل تصحيح الحجم للحرارة المقيسة. وتلك الصياغة تغير كيف يجب أن يعامل الأسطول المطابقة. فهي تعني أن مقارنة غير مصححة بين إشعار تسليم وقراءة خزان ليست مقارنة غير دقيقة قليلا، بل حسابا ناقصا، فحد واحد مفقود. وتعني أيضا أن الحرارة لحظة القياس جزء من القياس لا بيانات وصفية. فسجل وقود يحمل لترات دون الحرارة التي قيست عندها لا يمكن تصحيحه لاحقا، فالقراءة والحرارة يجب التقاطهما معا. وحيث يبلغ حساس عن حرارته الداخلية، تكون تلك القيمة هي الجديرة بالتسجيل جوار المستوى لا رقم محيط أخذ في مكان آخر بالموقع.

07فصل التوسع عن السرقة

بعد فهم الآلية، يبدو التوسع والسرقة مختلفين على المخطط رغم تأثيرهما في الرقم نفسه. فالتغير الحراري بطيء وناعم وقابل للانعكاس: يتتبع منحنى الحرارة اليومي، واللترات التي اختفت ليلا تعود في الأصيل التالي. أما السرقة فقفزة، هبوط سريع أحادي الاتجاه لا يتعافى. والشكلان قابلان للتمييز، لكن فقط إن كان أخذ العينات دقيقا بما يكفي لإظهار الشكل إطلاقا. وإدراج OMNICOMM ينص على زمن استجابة أقل من ثانية، فالحساس ليس الحد؛ بل فترة السجل المهيأة على جهاز التتبع. والقراءة اليومية الواحدة تطبق النمطين في فرق واحد غير مفسر وتجعلهما غير قابلين للتمييز. وقراءتان تؤخذان في الساعة نفسها كل يوم، مع الحرارة عند كل منهما، هي أرخص ترتيب يسمح بتفريق السببين إطلاقا.

التوسع الحراري مقابل السرقة، كما يظهران في البيانات
خاصية الإشارةتوسع حراريسحب أو تصريف
معدل التغيربطيء، يتبع منحنى الحرارة اليوميسريع، قفزة في الأثر
الاتجاهفي الاتجاهين، صعودا في الحرارة وهبوطا ليلااتجاه واحد فقط
ينعكس من تلقاء نفسهنعم، في الدورة التاليةلا
الحجم على خزان ‎400‎ لترنحو ‎6.8‎ لتر عبر تقلب ‎20‎ درجةما أخذ أيا كان
يرتبط بحرارة الخزاننعملا
يزال بتطبيق معامل تصحيح حجمنعم، ولهذا وجد المعامللا

الأرقام ومصادرها

أسئلة شائعة

كم لترا تستطيع الحرارة أن تحرك فعلا؟

معاملات التصحيح المنشورة تعطي نحو ‎0.00085‎ لكل درجة مئوية للديزل، أي قريبا من ‎6.8‎ لترا على خزان ‎400‎ لتر عبر تقلب ‎20‎ درجة. والمعاملات نفسها تمتد ‎1.0000‎ عند ‎15‎ درجة، و‎0.9958‎ عند ‎20‎ درجة، و‎0.9873‎ عند ‎30‎ درجة.

هل يفقد الوقود فعلا حين يهبط الحجم؟

لا. فالكتلة تبقى كما هي؛ ويتغير فقط الحجم الذي تشغله. والكتلة هي ما يحرقه المحرك وما سلمه المورد. أما الحجم فهو الشيء المريح للقياس والشيء الخاطئ لمعاملته كمحفوظ عبر تغير حراري.

أي حرارة مرجعية أستخدم؟

أيهما يستخدم الطرف المقابل، وأكده. ف ASTM D1250 يحمل حرارتي أساس متريتين، ‎15‎ و‎20‎ درجة، مع دمج ‎20‎ إضافة إلى الأصلية. وتصحيحان صحيحان مقابل أساسين مختلفين يعطيان لترات مختلفة، فقارن الأساس قبل الاعتراض على الرقم.

هل أستخدم معامل توسع واحدا لكل وقود؟

ليس بدقة. ف API MPMS الفصل ‎11.1‎ يعامله كارتباط يعتمد على الكثافة، ‎α60 = K0/ρ² + K1/ρ + K2‎، بمعاملات K لكل مجموعة سلعية؛ والديزل يقع في زيوت الوقود عند نحو ‎-10‎ إلى ‎37‎ درجة API. والرقم الواحد يكفي للمطابقة اليومية لا لخلاف تجاري.

المصادر

مقالات ذات صلة