Эквивалент бензина в галлонах - Gasoline gallon equivalent

Эквивалент бензина в галлонах (ГПЭ) или же галлон эквивалента бензина (GEG) - количество альтернативных топливо требуется, чтобы уравнять энергосодержание одной жидкости галлон из бензин. GGE позволяет потребителям сравнивать энергосодержание конкурирующих видов топлива с общеизвестным топливом - бензином. GGE также сравнивает бензин с топливом, продаваемым в виде газа (природный газ, пропан, водород) и электричества.

В 1994 году США Национальный институт стандартов и технологий (NIST) определил, что «бензиновый галлонный эквивалент (GGE) означает 5,660 фунтов природного газа».^[1] Сжатый природный газ (CNG), например, представляет собой газ, а не жидкость. Его можно измерить по объему в стандартных кубических футах (фут3) (объем в атмосферных условиях), по весу в фунтах (фунтах) или по содержанию энергии в джоулях (Дж), британских тепловых единицах (БТЕ) ​​или киловатт-часах. (кВт · ч). Стоимость бензина сложно сравнивать с другими видами топлива, если они продаются в разных единицах. GGE решает эту проблему. Один ГПЭ КПГ и один ГПЭ электроэнергии имеют точно такое же энергосодержание, как один галлон бензина. СПГ, продаваемый на заправочных станциях в США, оценивается в долларах за ГПЭ.

Использование GGE для сравнения топлива для использования в двигатель внутреннего сгорания это только первая часть уравнения, нижняя строка которой полезна работай. В контексте GGE реальный вид «полезной работы» - это мили на галлон (MPG), как рекламируют производители автомобилей.

Замена одного топлива на другое в данном двигателе может запуститься и может принести пользу. Однако для достижения оптимальной эффективности от каждой комбинации топливо-двигатель необходимо отрегулировать соотношение воздуха и топлива. Это может быть ручная регулировка с использованием инструментов и контрольно-измерительных приборов или автоматическая регулировка на автомобилях с системой впрыска топлива и многотопливных транспортных средствах. Точная настройка оптимальной топливно-воздушной смеси может быть облегчена за счет использования нагнетатель или же турбокомпрессор.

В аккумуляторных или электромобилях расчет эффективности полезной работы начинается со скорости заряда-разряда аккумуляторной батареи, обычно от 80% до 90%. Далее идет преобразование потенциальной энергии (БТЕ) ​​заряда в расстояние, пройденное под действием мощности. См. Таблицу ниже с переводом розничных затрат на электроэнергию для ГПЭ в БТЕ.

Обратите внимание, что в этой статье «галлон» относится к галлону США, равному примерно 3,8 литра, в отличие от британского галлона, равного примерно 4,5 литра.

Таблицы эквивалента бензина в галлонах

GGE рассчитано для бензина в галлонах США из расчета 114000 БТЕ на галлон,
или 7594 килокалорий на литр^[2]

Топливо: жидкость, галлоны США	ГПЭ	GGE%	БТЕ / галлон	кВтч / галлон	HP -часов / галлон	ккал / литр
Бензин (основание)[3]	1.0000	100.00%	114,000	33.41	44.79	7594.0
Бензин (обычный, летний)[3]	0.9960	100.40%	114,500	33.56	44.99	7624.5
Бензин (обычный, зимний)[3]	1.0130	98.72%	112,500	32.97	44.20	7496.5
Бензин (реформулированный бензин, E10 - этиловый спирт )[3]	1.0190	98.14%	111,836	32.78	43.94	7452.4
Бензин (реформулированный бензин, ETBE )[3]	1.0190	98.14%	111,811	32.77	43.93	7452.4
Бензин (реформулированный бензин, МТБЭ )[3]	1.0200	98.04%	111,745	32.75	43.90	7445.1
Бензин (10% МТБЭ)[4]	1.0200	98.04%	112,000	32.83	44.00	7445.1
Бензин (обычный неэтилированный)[5]	1.0000	100.00%	114,100	33.44	44.83	7594.0
Дизель #2[5]	0.8800	113.64%	129,500	37.95	50.87	8629.8
Биодизель (B100)[6]	0.9536	104.87%	119,550	35.04	47.64	7958.5
Биодизель (B20)[5]	0.9000	111.11%	127,250	37.12	49.76	8437.7
Сжиженный природный газ (СПГ)[5]	1.5362	65.10%	75,000	21.75	29.16	4943.3
Сжиженный газ (пропан / автогаз ) (СНГ)[5]	1.2470	80.19%	91,500	26.82	35.95	6089.8
Топливо метанол (M100)[5]	2.0100	49.75%	56,800	16.62	22.28	3778.1
Этанол топливо (E100)[5]	1.5000	66.67%	76,100	22.27	29.85	5062.7
Этанол (E85)[5]	1.3900	71.94%	81,800	24.04	32.23	5463.3
Реактивное топливо (нафта )[7]	0.9700	103.09%	118,700	34.44	46.17	7828.9
Реактивное топливо (керосин )[7]	0.9000	111.11%	128,100	37.12	49.76	8437.7

ГПЭ в расчете на не жидкое топливо

Топливо: нежидкое	ГПЭ	GGE%	БТЕ / ед.	кВтч / ед.
Бензин (основание)[3][8]	1.0000	100.00%	114,000 БТЕ / галлон	33.41
Сжатый природный газ (CNG) при стандартных условиях [6]	123,57 куб футов (3,499 м^3)		20160 БТЕ / фунт
Сжатый природный газ (КПГ) при давлении 2400 фунтов на кв. Дюйм (17 МПа)	0,77 куб футов (0,022 м^3)
Водород при 101,325 кПа	357.37 куб. Футов		319 БТЕ / куб. Фут[9]
Водород по весу	0,997 кг (2,198 фунта)[10]		119,9 МДж / кг (51500 БТЕ / фунт, что эквивалентно 304368 БТЕ / галлон)[11]
Электричество	33,40 киловатт-часов		3 413 БТЕ / (кВт · ч) [12][13]	33.40

Затраты на электричество
за 1 ГПЭ

1 ГПЭ = 33,40 кВтч
По местному тарифу за кВтч	$ / галлон эквивалент
$0.03	$1.000
$0.04	$1.333
$0.05	$1.667
$0.06	$2.000
$0.07	$2.338
$0.08	$2.670
$0.09	$3.006
$0.10	$3.340
$0.11	$3.674
$0.12	$4.000
$0.13	$4.342
$0.14	$4.670
$0.15	$5.010
$0.16	$5.344
$0.17	$5.678
$0.18	$6.012
$0.19	$6.346
$0.20	$6.680
$0.25	$8.350
$0.27	$9.018
$0.28	$9.352
$0.29	$9.686
$0.30	$10.020

Ставки за кВт-ч на электроэнергию для жилых домов в США варьируются от 0,0728 доллара (Айдахо) до 0,166 доллара (Аляска), 0,22 доллара (Сан-Диего, уровень 1, а уровень 2 - 0,40 доллара) и 0,2783 доллара (Гавайи).^[14][15]

Сжатый природный газ

Одна ГПЭ природного газа составляет 126,67 кубических футов (3,587 м3).³) в стандартные условия. Этот объем природного газа имеет такое же энергосодержание, как один галлон США бензина (на основе более низкая теплотворная способность: 900 БТЕ / куб.фут (9,3 кВтч / м³) природного газа и 115 000 БТЕ / галлон США (8,9 кВтч / л)).^[16]

Один ГПЭ КПГ под давлением 2400 фунтов на квадратный дюйм (17 МПа) составляет 0,77 кубических футов (22 литра; 5,8 галлона США). Этот объем СПГ при давлении 2400 фунтов на квадратный дюйм имеет такое же энергосодержание, что и один галлон США бензина (исходя из более низких значений теплотворной способности: 148144 БТЕ / куб. Фут (1533,25 кВтч / м3).³) СПГ и 115 000 БТЕ / галлон США (8,9 кВтч / л) бензина.^[16] С помощью Закон Бойля, эквивалент GGE при 3 600 фунтах на квадратный дюйм (25 МПа) составляет 0,51 кубических футов (14 литров; 3,8 галлона США).

Национальная конференция по весам и измерениям (NCWM) разработала стандартную единицу измерения для сжатого природного газа, определенную в Руководстве NIST 44 Приложение D следующим образом: «1 бензиновый [американский] галлонный эквивалент (GGE) означает 2,567 кг (5,660 фунта). ) природного газа ».^[17]

Когда потребители заправляют свои автомобили на КПГ в США, КПГ обычно измеряется и продается в единицах GGE. Это довольно полезно для сравнения с галлонами бензина.

Этанол и топливо, подобное E85

1,5 галлона США (5,7 л) этанола имеют такое же энергосодержание, как 1,0 галлон США (3,8 л) бензина.

Энергетическая ценность этанола составляет 76 100 БТЕ / галлон США (5,89 киловатт-часов на литр), по сравнению с 114 100 БТЕ / галлон США (8,83 кВт-ч / л) для бензина. (см. диаграмму выше)

А автомобиль с гибким топливом испытает около 76% расхода топлива MPG когда используешь E85 (85% этанол) по сравнению со 100% бензином. Простые расчеты значений BTU этанола и бензина показывают пониженные значения теплоты, доступной для двигателя внутреннего сгорания. Чистый этанол обеспечивает 2/3 теплотворной способности чистого бензина.

В наиболее распространенном расчете, то есть значения BTU чистого бензина по сравнению с бензином с 10% этанолом, последний имеет значение чуть более 96% BTU чистого бензина. БТЕ для бензина варьируется в зависимости от Давление паров по Рейду (вызывая более легкое испарение в зимних смесях, содержащих этанол (на этаноле трудно заводить автомобиль на холоде) и антидетонационные присадки. Такие присадки позволяют снизить значение BTU.

Эффективность

Концепция, тесно связанная с потенциалом БТЕ или кВтч данного топлива, КПД двигателя, часто называют тепловая эффективность в случае двигателей внутреннего сгорания.

Вообще говоря, электродвигатель намного эффективнее двигателя внутреннего сгорания при преобразовании потенциальная энергия в работай - поворот колес, который может сдвинуть автомобиль по дороге, поскольку от деталей двигателя отводится минимальное количество тепла, а от радиатора охлаждающей жидкости и выхлопной трубы не отводится тепло.^{[нужна цитата ]}

А дизельный цикл двигатель может иметь КПД от 40% до 50% при преобразовании топлива в работай, где КПД типичного автомобильного бензинового двигателя составляет от 25% до 30%.^{[нужна цитата ]}

В эффективность преобразования единицы топлива во вращение ведущих колес включает множество точек трение потери и потери тепла через выхлопную систему или систему охлаждения. Трение внутри двигателя происходит вдоль стенок цилиндров, подшипников штока коленчатого вала и коренных подшипников, подшипников распределительного вала, приводных цепей или шестерен, а также других различных и второстепенных поверхностей подшипников. Электродвигатель имеет внутреннее трение только в подшипниках главной оси. Трение снаружи двигателя / двигателя включает нагрузки от генератора / генератора, насоса гидроусилителя рулевого управления, компрессора кондиционера, трансмиссии, раздаточной коробки (если полноприводный), дифференциала (ов) и универсальных шарниров, а также сопротивление качению пневматической системы. шины.

В MPG данного транспортного средства начинается с теплового КПД топлива и двигателя за вычетом всех вышеперечисленных элементов трения.

Мили на галлон бензинового эквивалента (MPGe)

Основная статья: Мили на галлон бензинового эквивалента

Метрика MPGe была введена EPA в ноябре 2010 г. Этикетка Monroney из Nissan Leaf электромобиль и Chevrolet Volt подключаемый гибрид. Рейтинги основаны на формуле EPA, в которой 33,7 киловатт-часы электроэнергии эквивалентно одному галлону бензина, а потребление энергии каждым автомобилем во время Пять стандартных тестов ездового цикла EPA моделирование различных условий вождения.^[18][19] Все новые автомобили и малотоннажные грузовики, продаваемые в США, должны иметь этот ярлык, на котором указывается оценка EPA экономии топлива транспортного средства.^[20]

Смотрите также

• КПД двигателя
• Тепловая эффективность
• Потенциальная энергия
• Работа (термодинамика)
• Работа (физика)
• Дизельный цикл двигатели
• Эффективность
• Трение
• Киловатт-час

Рекомендации

1. Мясник, Тина; Корона, Линда; Себринг, Линн; Суйтер, Ричард и Уильямс, Хуана, ред. (2006). «Приложение D: Определения» (PDF). Спецификации, допуски и другие технические требования к весам и измерительным устройствам, принятые 91-й Национальной конференцией по мерам и весам 2006 г. (Издание 2007 г.). Гейтерсбург, Мэриленд: Национальный институт стандартов и технологий. п. D-8. Справочник 44. Получено 2 января, 2009.
2. «114000 БТЕ на галлон в Калорий на литр». Вольфрам Альфа. Получено 4 января, 2015.
3. «Анализ влияния РФГ на экономию топлива». Соединенные Штаты Агентство по охране окружающей среды. 14 августа 2007 г.. Получено 1 июля, 2014.
4. «Энергетические эквиваленты различных видов топлива». Ассоциация управления флотом NAFA. Архивировано из оригинал 15 июня 2010 г.
5. Гейбл, Кристин и Гейбл, Скотт. «Сравнение энергии топлива: эквиваленты бензиновых галлонов». About.com. Получено 4 января, 2015.
6. «Сравнение свойств топлива Центра данных по альтернативным видам топлива» (PDF). Министерство энергетики США. 27 февраля 2013 г.. Получено 9 августа, 2013.
7. Управление энергетической информации (ноябрь 2005 г.). «Приложение C: Качество данных» (PDF). Использование энергии в бытовых транспортных средствах: последние данные и тенденции. Вашингтон, округ Колумбия: Министерство энергетики США. С. 151–161. DOE / EIA-0464 (2005). Архивировано из оригинал (PDF) 23 мая 2011 г.
8. Анализ влияния на экономию топлива RFG. нас Агентство по охране окружающей среды. 1 августа 1995 г.
9. Джонсон, К. (2 января 2015 г.). «Водород как топливо для автомобилей». Домашняя страница государственных служб. МБ-Софт. Получено 4 января, 2015.
10. Подкомитет по спецификациям топлива (19 июня 2008 г.). «Приложение E - Отправная точка: документ для обсуждения, описывающий предлагаемый метод продажи и спецификации качества водородного автомобильного топлива» (PDF). Заседание национальной рабочей группы США по разработке коммерческих стандартов измерения водорода. Национальный институт стандартов и технологий. Архивировано из оригинал (PDF) 8 июня 2011 г.
11. Чендлер, Кевин и Юди, Лесли (июнь 2008 г.). Транзитные автобусы с водородным двигателем SunLine Transit Agency: Третий отчет об оценке - приложения (PDF). Голден, Колорадо: Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии. NREL / TP-560-43741-2. Архивировано из оригинал (PDF) 22 мая 2013 г.. Получено 4 января, 2015.
12. Программы развития биоэнергетического сырья. «Преобразование энергии». Национальная лаборатория Окриджа. Архивировано из оригинал 27 сентября 2011 г.. Получено 1 января, 2009.
13. «Экономия энергии и воды: термины / преобразования энергии». Тихоокеанская Северо-Западная национальная лаборатория. Июнь 2008 г. Архивировано с оригинал 2 ноября 2008 г.. Получено 1 января, 2009.
14. «Цены на электроэнергию по штатам: информация о национальных тарифах на электроэнергию». Айзенбах Консалтинг, ООО.
15. «Средняя розничная цена электроэнергии». ElectricRates.us. Архивировано из оригинал 4 января 2015 г.. Получено 4 января, 2015.
16. «Свойства топлива» (PDF). Энергоэффективность и возобновляемые источники энергии. Министерство энергетики США. Центр данных по альтернативным видам топлива. 29 октября 2014 г.. Получено 1 января, 2015.
17. «Спецификации, допуски и другие технические требования для весоизмерительных устройств - Приложение D» (PDF). Национальный институт стандартов и технологий. стр. D-13. Получено 23 августа, 2020.
18. Банкли, Ник (22 ноября 2010 г.). "Nissan утверждает, что его электрический лист будет эквивалентен 99 миль на галлон". Нью-Йорк Таймс. Получено 17 февраля, 2011.
19. Мейер, Фред (24 ноября 2010 г.). «Номинальное напряжение 93 миль на галлон только на электричестве, 37 миль на галлон на газовом генераторе». USA Today. Получено 17 февраля, 2011.
20. «Этикетка экономии топлива». Агентство по охране окружающей среды США. 14 февраля 2011 г.. Получено 17 февраля, 2011.