racen met zuurstof in plaats van lachgas.

[Pa Pinkelman]

Algemeen bekend is dat lachgas een prima toevoeging om motoren meer vermogen te geven.
Het idee erachter is dat het lachgas extra zuurstof levert zodat de motor meer vermogen kan leveren.
Maar waarom wordt niet gewoon wat extra zuurstof toegevoegd ? Theoretisch zou je dan 5x zo veel vermogen hebben. Als je de zuurstof onder druk toevoegt (Vergelijk baar met lucht met behulp in turbo) zou het nog veel meer kunnen zijn.
Een probleem zou de extreme hitte kunnen zijn. Maar een dragrace duurt slechts 5-10 s. En anders zou je ook wat water kunnen injecteren. Dit verlaagt de temperatuur en zorgt ook voor extra druk omdat het water verdampt en zorgt voor meer gas.

En mocht al bovenstaande niet werken dan voeg je in plaats van 100% 40% toe. Een verdubbeling van de atmosferisch 20%.

[king nero]

Ik veronderstel (maar ik ben absoluut niet zeker) dat lachgas vrij stabiel is, zowel voor transport (tank in de wagen) als tijdens injectie (leidingen naar de motor, injectoren zelf) en er weinig of geen reactie is met de rest van de brandstof tot het moment van ontsteking.
Zuurstof daarentegen is een vrij gevaarlijk gas. Blaas zuurstof op vet en je hebt een steekvlam (zonder dat er een externe vonk nodig is). Pure zuurstof verhooogt ook aanzienlijk (+/- 1000°C) de vlamtemperatuur van de brandbare component in vgl met lucht, ik weet ook niet of je het zou redden met waterinjectie.

[Marko]

Algemeen bekend is dat lachgas een prima toevoeging om motoren meer vermogen te geven.
Het idee erachter is dat het lachgas extra zuurstof levert zodat de motor meer vermogen kan leveren.
Maar waarom wordt niet gewoon wat extra zuurstof toegevoegd ? Theoretisch zou je dan 5x zo veel vermogen hebben. Als je de zuurstof onder druk toevoegt (Vergelijk baar met lucht met behulp in turbo) zou het nog veel meer kunnen zijn.
Een probleem zou de extreme hitte kunnen zijn. Maar een dragrace duurt slechts 5-10 s. En anders zou je ook wat water kunnen injecteren. Dit verlaagt de temperatuur en zorgt ook voor extra druk omdat het water verdampt en zorgt voor meer gas.

En mocht al bovenstaande niet werken dan voeg je in plaats van 100% 40% toe. Een verdubbeling van de atmosferisch 20%.

Het probleem is dat zuurstof veel moeilijker is op te slaan. Een gas kun je comprimeren, dan past er meer van het gas in een bepaald volume. Maar het schiet pas echt op als je een gas vloeibaar kunt maken. Bovendien is het dan ook veel makkelijker te verpompen en te doseren. Alleen, vloeibaar maken kan alleen als de temperatuur onder de kritische temperatuur zit. De kritische temperatuur van zuurstof is -119 °C; die van lachgas is +34 °C. Dat is dus veel makkelijker te hanteren.

Het kan wel met zuurstof, maar de tanks en alles eromheen wordt dan een stuk zwaarder, en daarmee doe je het effect weer helemaal teniet. Onderschat ook niet hoe veel zuurstof je nodig hebt. Per omgang van de krukas slurpt een viertakt-motor de helft van de totale cilinderinhoud naar binnen. Bij een motor van 2 liter die 6.000 toeren per minuut maakt gaat het dus om 100 liter per seconde, en dat zijn nog maar de getallen van een doorsnee auto die flink op zijn staart wordt getrapt.

Daarnaast heeft lachgas een ander voordeel, en dat is dat er per mol O die voor verbranding beschikbaar komt, ook een mol N₂ ontstaat. Je krijgt dus gratis expansie door. Vergelijk onderstaande reactievergelijkingen:

CH₄ + 2 O₂ - CO₂ + 2 H₂O
CH₄ + 4 N₂O - CO₂ + 2 H₂O + 4 N₂

In het eerst geval vorm je uit 3 mol gas, 3 mol gas. Geen expansie dus door de reactie zelf; alleen de warmte die vrijkomt zorgt voor expansie. In het tweede geval ga je van 5 mol naar 7 mol. Er is dus expansie door warmteontwikkeling én door de chemische reactie zelf.

Tenslotte is (bij dragraces) een groot deel ook gewoon een kwestie van regulering. Verschillende klasses hebben verschillende voorschriften voor de brandstoffen. Langniet overal wordt lachgas ingezet. Een veel voorkomende brandstof is een mengsel van methanol en nitromethaan. Dit laatste is waar de term nitro naar verwijst.

[Pa Pinkelman]

Bedankt voor je reactie Marko,Dat geeft weer stof tot na denken. Bij de spaceshuttle werd vloeibare zuurstof gebruikt. Maar deze is gekoeld tot -200, wat tamelijk onpraktisch is. Een wondermengsel is vloeibare zuurstof met nitromethaan. Maar dat zal wel geen motor aankunnen zonder te ontploffen. En als dat wel kan heb je 15000-20000 pk, wat veel te veel is voor elke aandrijving. Zelfs de huidige 8000 pk bij nitromethaan is al op de grens voor wat de banden aan kunnen.

[kwasie]

De zuiger is in beide situaties even groot. Dus in beide gaat hetzelfde aantal moleculen gas.
Dan wordt:
CH4 + 2 O2 → CO2 + 2 H2O ( 3 moleculen → x5 )
CH4 + 4 N2O → CO2 + 2 H2O + 4 N2 (5 moleculen → x3 )

5 CH4 + 10 O2 → 5 CO2 + 10 H2O ( 15 voor, 15 na )
3 CH4 + 12 N2O → 3 CO2 + 6 H2O + 12 N2 (15 voor, 21 na )


21/15 = 1,4 terwijl 7/3 = 2,3...
Dat scheelt best wel.

Ik ben niet in staat om te berekenen of de druk door warmte uit 60% meer methaan, het wint of verliest van de druk door 40% extra moleculen.

[Marko]

Methaan was maar een voorbeeld om het verschil tussen O₂ en N₂O te illustreren. Deze motoren gebruiken vloeibare brandstof en dat is zeker niet de limiterende factor.

De verhouding 7/3 of 21/15 is dan ook niet relevant; wat relevant is dat per mol verbruikte N₂O 1 mol N₂ vrijkomt naast de verbrandingsgassen die ontstaan.

Het is sowieso hooguit een extra'tje. De voornaamste expansie komt uit dooor warmte die vrijkomt door de verbranding.