Multifuel – hvorfor så vanskelig?


Hvorfor er det så vanskelig å konstruere en multifuelbrenner som ikke trenger dyseskift når du bytter drivstoff? Og hvorfor fungerer ikke brennerne like godt med ulike drivstofftyper – selv når du skifter dyse?

For å forstå dette må vi se litt nærmere på hva vi egentlig fyrer med i brennerne. Både gass, bensin og parafin er hydrokarboner, altså kjemiske forbindelser som primært består av karbon og hydrogen. Den viktigste forskjellen mellom de ulike drivstoffene er hvor mange karbonatomer hvert molekyl består av.
Gassen i gassbokser for turbruk består normalt av propan og butan, som har kjeder på 3 og 4 karbonatomer. Bensin er et mer sammensatt produkt som består av hydrokarboner med 4-12 karbonatomer pr. molekyl, mens parafin har karbonkjeder med 10-14 karbonatomer pr. molekyl. Jo lengre karbonkjeden er, jo høyere kokepunkt får hydrokarbonet. Derfor har parafin høyere kokepunkt enn bensin, som igjen har høyere kokepunkt enn gass. Det er også derfor parafinbrennere trenger lengst forvarming. Lengre karbonkjede betyr også at molekylet avgir mer energi ved forbrenning. Vi får altså mer energi ved å brenne ett «parafinmolekyl» enn ett propanmolekyl.

Gass, bensin og parafin har ulike termodynamiske egenskaper.

Stort molekyl – liten dyse
Utfordringen for brennerkonstruktørene er at trykket til en gass styres av temperaturen, volumet og antall molekyler. Trykket øker ikke selv om molekylene er større. Ved samme trykk og temperatur vil det altså komme ut like mange molekyler av dysa, uavhengig av hva slags drivstoff du bruker. Dersom du ikke bytter dyse vil det derfor komme mye mer energi ut av dysa med parafin som brennstoff enn med gass, siden molekylene har omkring fire ganger så mange karbonatomer.

Har du lest denne? Test av Primus Winter Gas

Dette er grunnen til at du normalt må bytte dyse når du bytter drivstoff. Dysa for parafin er den minste, gassdysa er størst og bensindysa ligger midt i mellom. Det kompenserer for forskjellen i energiinnhold pr. molekyl.
En del brennere som kun bruker to drivstoff, normalt gass og bensin, klarer seg uten dyseskift. Da har konstruktørene normalt valgt en dysestørrelse som er mellom de ideelle størrelsene for drivstoffene. Da vil du få lavere effekt når du fyrer med gass enn når du bruker bensin.

Bensinbrenner fra Kovea. Merk at flammen ikke omslutter brennerhodet fullstendig. Det kan være et resultat av for høy gasshastighet.

Kompressibilitet
Det innebærer en viss forenkling å si at trykk kun er avhengig av volum, antall molekyler og temperatur. Det gjelder kun for en ideell gass, og ideelle gasser finnes ikke. I det virkelige liv må vi også se på gassens kompressibilitet, som sier noe om hvor mye volumet skiller seg fra det en ideell gass ville hatt under samme forhold. Men siden vi her kun ser på kvalitative effekter gir den ideelle gassloven en god nok forklaring.

Les flere saker fra spalten Randulfs testlab

Luftblanding
En ting er at riktig mengde drivstoff skal komme ut av dysa. Like viktig er det at drivstoffet blandes med passe mengde luft før det antennes. For å få ren og god forbrenning må forholdet mellom drivstoff og oksygen være riktig. Brennerne er konstruert slik at gasstrømmen fra dysa drar med seg luft utenfra før blandingen antennes. Utfordringen er at når man bytter dysestørrelse og drivstoff, vil man få endringer i strømningen fra dysa til brennerhodet. Det kan fort gi ugunstige blandingsforhold mellom drivstoff og oksygen for ett eller flere drivstoff.
Spesielt når brenneren skal håndtere alt fra gass til parafin kan dette bli vanskelig. For mye oksygen er ikke bra, men for lite er enda verre da det kan resultere i store kullosutslipp. Ved måling av kullosutslipp fra multifuelbrennere har jeg ofte funnet at ustlippene når brenneren går på parafin er betydelig høyere enn for gass og bensin. Konstruktørene har altså ikke klart å lage luftinntak som fungerer optimalt for alle drivstoff, og har tydelig valgt å prioritere gass og bensin.

 

Meld deg på vårt nyhetsbrev

Registrer navn og e-post og få informasjon om nye saker rett i innboksen.
Vi lover å ikke oversvømme den…

* obligatorisk felt