Презентация на тему Применение топлив для реактивных двигателей

проведении авиационных работ. Жидкие нефтяные топлива. Учебное пособие /

составители М.А. Егоров, А.В. Калякин, Р.Р.Файзуллин – Ульяновск: УВАУ ГА (И), 2014. - 168 с.
2. Химмотология. Учебник / А.А. Гуреев, И.Г. Фукс, В.Л. Лашхи – М.: ХИМИЯ, 1986. - 366

Дополнительная:
1. Применение горючего на военной технике: учебник/Е.И.Гулин, А.Ф.Горенков, С.Н.Зайцев, и др. – М.: ВОЕННОЕ ИЗДАНИЕ, 1989. - 432 с.
2. Химмотология горючего. Учебное пособие: в 2 ч.Ч. 1 / А.Н.Литвиненко, Н.В.Логинов, Н.В. Волков, Р.Р.Файзуллин, А.В. Калякин и др.; Под ред. А.Н.Литвиненко. – Ульяновск: УВВТУ, 2005. С. 1-262

Разделы текущей лекции

Открыть учебник

Меню

качеству.
Открыть учебник
Меню

двигателей

Работа АГТД основывается на создании внутри двигателя мощного газовоздушного

потока, способного вращать с высокими скоростями турбину двигателя и создать на выходе из него реактивную тягу, обеспечивающую полет самолетов с высокими скоростями.

Широкое распространение АГТД объясняется следующими преимуществами их перед поршневыми двигателями:

– высокий коэффициент полезного действия;
–  повышение силы тяги и тяговой мощности двигателя с увеличением скорости полета, что позволяет осуществить сверхзвуковые скорости полета летательных аппаратов;
–  простота конструкции – отсутствие сложного и тяжелого кривошипно-шатунного механизма;
–  сравнительно небольшая удельная масса двигателя по отношению к общей полетной массе летательного аппарата;
– возможность применения более дешевых групп топлива с меньшей пожароопасностью по сравнению с высокооктановыми авиационными бензинами.

Из существующих типов АГТД наибольшее распространение получили турбореактивные и турбовинтовые двигатели (ТРД и ТВД).

Открыть учебник

Меню

– зона образования горючей смеси; б – зона горения;

в – зона смешения

Рабочий процесс авиационного газотурбинного двигателя

Открыть учебник

Меню

В камере сгорания условно можно выделить три зоны.
В первой происходит распыление, испарение, смешение и образование горючей смеси с α = 1.

Во второй осуществляется воспламенение и горение Образовавшиеся газы имеют высокую температуру и не могут направляться непосредственно на лопатки турбин.

В третьей зоне продукты сгорания смешиваются с воздухом и поступают далее на направляющий аппарат с температурой до 1270°С, обеспечивающей надежность работы турбины.

перемешивание паров топлива с воздухом происходит в потоке, движущемся

со скоростью 40-60 м/с в связи с чем на процесс смесеобразования в АГТД отводится 0,003…0,005 с.

2. Топливо, впрыскиваемое по давлением 4-6 Мпа в камеру сгорания, попадает в поток сжатого воздуха (Рв = 0,66 - 0,8 МПа; t = 200-400°С). Впрыск осуществляется центробежными форсунками при этом обеспечивается топливная смесь, близкая стехиометрическому составу.

3. Горение в АГТД происходит как непрерывный процесс в быстродвижу-щемся турбулентном газовом потоке со скоростью 40-60 м/с.

4. Сгорание происходит без четкого разделения на стадии испарения, смесеобразования и воспламенения, осуществляется с большой скоростью и с большим тепловыделением.

5. Нарушение равенства скорости распространения фронта пламени и скорости движения топливовоздушного потока может привести к срыву пламени.

6. Процесс сгорания топлива в АГТД осуществляется при большом суммарном коэффициенте избытка воздуха (при α = 4,5).

Открыть учебник

Меню

двигателей:

хорошая испаряемость для обеспечения полноты сгорания;

высокая полнота и теплота

сгорания, предопределяющие дальность полета самолета;

хорошие прокачиваемость и низкотемпературные свойства для обеспечения подачи топлива в камеру сгорания;

низкая склонность к образованию отложений, характеризуемая высокой химической и термоокислительной стабильностью;

хорошая совместимость с материалами, низкие противокоррозионные свойства по отношению к металлам и отсутствие воздействия на резиновые технические изделия;

хорошие противоизносные свойства, обусловливающие небольшое изнашивание деталей топливной аппаратуры;

- оптимальные антистатические свойства, препятствующие накоплению зарядов статического электричества, что обеспечивает пожаробезопасность при заправке летательных аппаратов.

Открыть учебник

Меню

реактивных двигателей.
Открыть учебник
Меню

10227-86 Топлива для реактивных двигателей. Технические условия.
(С 1.01.2017

г. ГОСТ 10227-2013).
Для реактивных двигателей авиации с дозвуковой скоростью предусмотрен выпуск топлив Т-1, ТС-1 и Т-2, а также топлива РТ, которое, кроме того, используется для сверхзвуковых самолетов с ограниченной продолжительностью полета.

2. ГОСТ 12308-2013 Топлива термостабильные Т-6 и Т-8В для реактивных двигателей. Технические условия.
Топлива предназначены для сверхзвуковой авиации.

3. ГОСТ Р 52050-2006, ГОСТ 32595-2013 Топливо авиационное для газотурбинных двигателей Джет А-1
(JET А-1). Технические условия.

Открыть учебник

Меню

собой прямогонную керосиновую фракцию из малосернистых нефтей, выкипающую при

температуре от 130 до 280°С (t°н.п. не выше 150°С). По термической стабильности оно не отвечает современным требованиям и уступает другим маркам авиакеросинов. Максимальная температура осадкообразования для топлива Т-1 составляет 160°С. В настоящее время производство топлива Т-1 очень ограничено.

Топливо ТС-1 - представляет собой лигроино-керосиновую фракцию прямой переработки сернистых нефтей. Практически ТС-1 выкипает в пределах 140-250°С (t°н.п. не выше150°С).
Конец кипения топлива ТС-1 ограничивается не более 250°С, чтобы понизить температуру начала кристаллизации (не выше -60°С) и уменьшить содержание сернистых соединений, смолистых веществ и нестабильных углеводородов.

Открыть учебник

Меню

продукт прямой перегонки широкого фракционного состава, выкипающий при температуре

от 60 до 280°С, в основном, вырабатываемое из сернистых нефтей. Оно представляет собой смесь бензино-лигроино-керосиновых фракций. За счет вовлечения в состав топлив прямогонных бензиновых фракций позволяет увеличить выход топлива из нефти в 1,5-2 раза по сравнению с ТС-1.
В настоящее время Т-2 не выпускается, но предназначено для массового выпуска в особый период.

Топливо Джет А-1 (JET А-1) проходит гидроочистку, в его составе имеются антистатическая присадка СТАДИС 450 (STADIS 450) не более 3 мг/дм3 и стабилизирующая (антиокислительная) присадки, содержащие 2,6-дитретбутилфенола, 2,6-дитретбутил-4-метилфенола, 2,4-диметил-6-третбутилфенола, а также их смеси. При производстве топлива в него может быть введено от 15 до 23 мг/дм3 противоизносной присадки Хайтек 580 (Hitec 580). Количество введенных присадок не должно превышать 24 мг/дм3 активных компонентов (без растворителя).

Открыть учебник

Меню

РТ представляет собой фракцию, выкипающую при температуре от 135

до 280°С, получают прямой перегонкой нефти с применением процесса гидроочистки. Топливо РТ получают из сернистых нефтей, из которых нельзя получить топливо ТС-1 из-за высокого содержания меркаптановой серы.
В топливо добавляют два вида присадок: противоизносную (присадка «К», Хайтек 580 - 0,003-0,007%) и антиокислительную (Ионол, Агидол-1 - 0,002-0,004%).
Может храниться до 10 лет без изменения качества и полностью обеспечивает ресурс работы двигателя.

Открыть учебник

Меню

собой керосино-газойлевую фракцию, выкипающую в пределах 195-315°С. Его получают

путем глубокого гидрирования газойля каталитического крекинга, в результате чего из топлив удаляются нестабильные и коррозионно-агрессивные соединения и снижается содержание ароматических углеводородов.
Для улучшения химической стабильности и повышения противоизносных свойств в топливо вводят присадки: антиокислительную Агидол -1 – 0,003-0,004% и противоизносную «К» – 0,002-0,004%.

Топливо Т-8В может быть получено гидроочисткой, гидродеароматизацией прямогонных фракций нефти или гидрокрекингом вакуумного газойля. Температурные пределы выкипания топлива 165-28 0 оС.
Для улучшения эксплуатационных свойств в топливо добавляют те же присадки, что и в топливо Т-6.

Открыть учебник

Меню

топлива для реактивных двигателей, применяемых в холодных и арктических

климатических районах России должны иметь температуру начала кристаллизации не выше минус 60 0С.

* - определяется на стадии подготовки производства и гарантируется

изготовителем.

10227)

10227)

10227)

10227)

3 лет) допускается отклонение от норм, указанных в таблице:
- по

кислотности - на 0,1 мг KОН на 100 см топлива;
- по содержанию фактических смол - на 2 мг на 100 см топлива;
- по количеству осадка при определении термической стабильности в статических условиях - на 2 мг на 100 см топлива.
Гарантийный срок хранения топлив для реактивных двигателей - 5 лет со дня изготовления.

ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ
Топлива для реактивных двигателей представляют собой ЛВЖ, выкипающую в пределах 130-280 °С для топлив РТ, ТС-1 и Т-1 и 60-280 °С  для топливаТ-2; температура самовоспламенения топлив РТ, ТС-1, Т-1, Т-1С - 220 °C, топлива Т-2 - 230 °С.   

Открыть учебник

Меню

являются малоопасными продуктами и в соответствии с ГОСТ 12.1.007-76

относятся к 4-му классу.
Предельно допустимая концентрация паров углеводородов топлива в воздухе рабочей зоны 300 мг/м3 в соответствии с ГОСТ 12.1.005-88.
В помещении для хранения и применения топлива для реактивных двигателей запрещается обращение с открытым огнем.
Искусственное освещение должно быть во взрывобезопасном исполнении. Не допускается использовать инструменты, дающие при ударе искру.
При разливе топлива для реактивных двигателей необходимо собрать его в отдельную тару, место разлива промыть горячей водой и протереть сухой тряпкой. При разливе на открытой площадке место разлива засыпать песком с последующим его удалением.
Необходимыми мерами предосторожности при работе с топливом для реактивных двигателей является применение индивидуальных средств защиты согласно типовым отраслевым нормам.
Помещение, в котором проводится работа с топливом для реактивных двигателей, должно быть снабжено приточно-вытяжной вентиляцией.
В помещениях для хранения топлива не допускается хранить кислоты, баллоны с кислородом и другие окислители.
При загорании применяют следующие средства пожаротушения: пену, при объемном тушении - углекислый газ, составы СЖБ и 3,5, перегретый пар (все средства, кроме воды). 

Открыть учебник

Меню

топливе после длительного хранения (более 3 лет) допускается отклонение

от норм, указанных в таблице:
- по кислотности - на 0,1 мг KОН на 100 см топлива;
- по содержанию фактических смол - на 2 мг на 100 см топлива;
- по количеству осадка при определении термической стабильности в статических условиях - на 2 мг на 100 см топлива.
Гарантийный срок хранения топлив для реактивных двигателей – Т-6 - 10 лет со дня изготовления, Т-8В - 5 лет.

реактивных двигателей.
Открыть учебник
Меню

лекции
К основным эксплуатационным свойствам топлив для реактивных двигателей

относятся:

- прокачиваемость;
- противоизносные свойства;
- испаряемость;
- горючесть;
- склонность к образованию отложений;
- совместимость с конструкционными материалами;
- защитные свойства;
- биологическая стойкость;
- токсичность.

Открыть учебник

Меню

прокачки топлива для реактивных двигателей по трубопроводам и топливным

системам.

Нарушение подачи топлива возможно вследствие:

–  повышения при охлаждении его вязкости выше расчетной величины и выделение твердой фазы (кристаллов воды или углеводородов);

– загрязнения фильтров механическими примесями и другими отложениями продуктов, находящихся в топливе и попадающих из атмосферного воздуха;

–  выделения из топлива паров и растворенных газов.

Открыть учебник

Меню

наблюдается изнашивание топливной аппаратуры. Величина износа зависит от конструкции,

технологии производства топливной аппаратуры, условий применения и от противоизносных свойств топлива, которое является смазывающей средой в узлах трения.

Открыть учебник

увеличения срока службы реактивных двигателей может быть достигнуто следующими

способами:

Подбор сырья и оптимального углеводородного состава.

2.  Введение очистки топлив на оптимальных режимах.

3.  Применение противоизносных присадок.

Открыть учебник

Меню

нарушения его подачи вследствие образования паровых пробок, на пуск

двигателя, скорость и полноту сгорания и потери.

Испаряемость топлив для реактивных двигателей характеризуется фракционным составом и давлением насыщенных паров.

Зависимость потерь при испарении от температуры

3

59

130

18

0,8

51

117

18

Топливо (195–315 °С)

Топливо (150–280 °С)

Потери от испарения, % (об.)

Температура топлива, °С

Высота полета, км

Открыть учебник

Меню

характеризует их способность не вызывать коррозию и не разрушать

уплотнительные и прокладочные материалы.
Конструкционная совместимость связана с двумя основными свойствами топлив: коррозионной активностью и защитной способностью.

Коррозионная активность топлив характеризует скорость коррозионного воздействия с конструкционными материалами топлив и продуктов их превращения.

Коррозионное воздействие авиакеросинов на металлы и сплавы может приводить к снижению надежности авиатехники. К коррозионно-активным веществам, присутствующих в реактивных топливах, относятся сера и ее соединения, а также кислородные соединения в виде кислот.

Коррозионность топлив оценивают по убыли массы пластин меди и бронзы, кислотности и содержанию серы.

Конструкционная совместимость, защитные свойства, токсичность

Открыть учебник

Меню

защищать металлы от коррозии, тормозить процесс электрохимической коррозии металлов

в присутствии воды.
Уровень защитных свойств отечественных реактивных топлив и условия их применения не требуют обязательного применения ингибиторов коррозии.

Токсичность характеризует особенности и результат воздействия топлива и продуктов его сгорания на человека и окружающую среду. Топлива для реактивных двигателей – малоопасные вещества (относятся к 4 классу опасности) и не требуют специальных мер защиты.

Открыть учебник

Меню

бактерии родов Pseudomnas, Nicroсоссus, Мiсоbacterium, а также грибы Hormoconis

resinae, Аsреrgillus, Реnicillum, Аlternaria и др.

Из сотен тысяч видов микроорганизмов с точки зрения авиационной отрасли особого внимания заслуживает гриб Hormoconis resinae «керосиновый гриб» (прежнее название Cladosporium resinae), т.к. его споры переносятся по воздуху, они могут легко проникать в резервуары для хранения топлива и в топливозаправщики, при этом они слишком малы и потому не могут быть удалены в процессе фильтрации.

Граница раздела между топливом и эмульсионной водой - это идеальная среда для роста грибов, отсюда следует необходимость в ограничении скапливания эмульсионной воды. Особенно это важно при теплом климате, т.к. в таких условиях рост спор происходит очень быстро.

Топливо и содержащиеся в нем присадки - это основной источник питательных веществ для микроорганизмов, благодаря которому и поддерживается их рост в водной фазе, вблизи границы раздела фаз.

Биологическая стойкость

Открыть учебник

Меню

повышенная цветность или помутнение воды, иногда помутнение топлива. На

границе раздела топливо-вода начинает плавать пена, при большом уровне загрязнения образуется грибковая пленка, обычно коричневого или черного цвета, иногда также красная, серая или белая.

При перемешивании микроорганизмы и синтезируемые ими полимеры слизи легко переходят из водной фазы и границы раздела фаз в топливную фазу.

Биологическая стойкость

Открыть учебник

Меню

ВС
2. Биообрастание топливомеров воздушных судов и резервуаров
3. Биообрастание фильтров
4.

Коррозия

Биологическая стойкость

Открыть учебник

Меню

Стратегии защиты топлива от микроорганизмов
1.Слив отстоя топлива и контроль чистоты со всех хранения и заправки
2.Периодический осмотр резервуаров, фильтров, цистерн и т.д.
3.Определение наличия микроорганизмов на глаз
4.Применение специальных тест-наборов для определения роста микроорганизмов
5.Использование биоцидных присадок