ТОР 5 статей: Методические подходы к анализу финансового состояния предприятия Проблема периодизации русской литературы ХХ века. Краткая характеристика второй половины ХХ века Характеристика шлифовальных кругов и ее маркировка Служебные части речи. Предлог. Союз. Частицы КАТЕГОРИИ:
|
Требования к качеству авиационных бензинов
По сравнению с карбюраторными дизельные двигатели имеют следующие преимущества: - на 30 - 35% меньше расходуют более дешевое топливо; - средняя температура рабочего цикла в дизеле ниже, что облегчает его охлаждение; - применение в дизелях более тяжелого по сравнению с бензином топлива обеспечивает пожарную безопасность, облегчает транспортирование и хранение его; - допускают большие перегрузки и отличаются большей устойчивостью в работе; - выхлопные газы менее токсичны; - за счет значительно меньшего времени контакта топлива с воздухом (топливо в дизеле впрыскивается только к концу такта,сжатия) полностью устраняется опасность возникновения детонационного сгорания; - практически неограниченная возможность обеднения горючей смеси, что позволяет изменять мощность дизеля только путем регулирования подачи топлива при постоянном расходе воздуха; - возможность использования топлив с различной испаряемостью: среднедистиллятных, утяжеленных, а при определенных условиях и легких типа бензина и керосина. К недостаткам дизелей следует отнести их большую удельную массу, меньшую их быстроходность и большую затрудненность в зимних условиях запуска. К наиболее важным показателям качества топлив для быстроходных дизелей относятся: воспламеняемость, испаряемость, вязкость, коррозионная активность, низкотемпературные и экологические свойства. Воспламеняемость характеризует способность дизельного топлива к самовоспламенению в среде разогретого от адиабатического сжатия в цилиндре двигателя воздуха. Было установлено, что конструктивные и эксплуатационные факторы, которые способствуют повышению температуры и давления воздуха, быстрому и интенсивному перемешиванию его с топливом в цилиндре двигателя, улучшают воспламеняемость, тем самым процесс сгорания топлива и делают работу дизеля мягкой и экономичной. Положительное влияние на работу дизеля оказывают: - повышение степени сжатия; - увеличение числа оборотов коленчатого вала; - применение для изготовления блока цилиндров материала с низкой теплопроводностью, например, чугуна; - применение топлив с оптимальной воспламеняемостью. Определение воспламеняемости дизельных топлив производится на специальной установке со стандартным одноцилиндровым двигателем ИТ9-3 и заключается в сравнении испытуемого топлива с эталонными топливами. Мерой воспламеняемости дизельных топлив принято считать цетановое число (ЦЧ). В качестве эталонных топлив применяют: цетан (н-гексадекан С16Н34), имеющий малый период задержки самовоспламенения (ПЗВ), и его воспламеняемость принята за 100 единиц ЦЧ, и а-метилнафталин, имеющий большой ПЗВ, и его воспламеняемость принята за 0. Цетановое число-показатель воспламеняемости дизельного топлива, численно равный процентному содержанию цетана в смеси с а-метилнафталином, которая по самовоспламеняемости в стандартном двигателе эквивалентна испытуемому топливу. По сравнению с карбюраторными двигателями дизели не предъявляют столь высоких требований к воспламеняемости топлива, какие предъявляются, например, к детонационной стойкости автобензинов. Товарные дизельные топлива должны иметь ЦЧ в определенных оптимальных пределах. Применение топлив с ЦЧ менее 40 приводит к жесткой работе дизеля и ухудшению пусковых свойств топлива. Повышение ЦЧ выше 50 также нецелесообразно, так как возрастает удельный расход топлива в результате уменьшения полноты сгорания. Цетановое число дизельного топлива существенно зависит от его фракционного и химического состава. Алканы нормального строения и олефины имеют самые высокие ЦЧ, а ароматические углеводороды - наоборот, самые низкие ЦЧ. Цетановые числа высококипя-щих фракций нефти, как правило, выше ЦЧ низкокипящих. Как видно из рассмотрения влияния конструктивных и эксплуатационных факторов и фракционного и химического составов топлив, требования дизелей и карбюраторных двигателей в большинстве случаев противоположна. Противоположны и причины, обусловливающие ненормальную работу этих типов ДВС: топлива с высокой детонационной стойкостью обладают худшей воспламеняемостью. Используя эту закономерность, была выведена следующая эмпирическая зависимость между ЦЧ и ОЧ топлива: ЦЧ = 60-0,504. В ГОСТах многих стран мира, в т.ч. в бывшем СССР, цетановые числа дизельных топлив нормируется в пределах 40 - 50. При необходимости повышения ЦЧ товарных дизельных топлив, на практике применяют специальные присадки, улучшающие воспламеняемость топлив, такие, как алкилнитраты (изопропил-, амил- или циклогек-силнитраты и их смеси). Их добавляют к топливу не более 1 % масс, преимущественно к зимним и арктическим сортам, а также топли-вам низкоцетановым, получаемым, например, на базе газойлей каталитического крекинга. Кроме повышения ЦЧ (на 10-12 единиц), присадка позволяет улучшить пусковые характеристики при низкой температуре и уменьшить нагарообразование. Добавление 1,5 - 2% масс, циклогексилнитрата, например, к этилированному автобензину, позволяет использовать его как топливо для быстроходных дизелей. Механизм действия цетаноповышающих присадок заключается не в подавлении предпламенных реакций, как в случае антидетонаторов, а наоборот, в их ускорении и способствовании разветвлению окислительных цепей и образованию новых реакционных центров вследствие замены первичной реакции разложения углеводорода топлива более выгодной в энергетическом отношении реакцией разложения присадки: RN02—>-RO-+N02\ L>HO'+NO- Радикалы НОО содействуют накоплению пероксидов, НО способствуют развитию цепей окисления, a N02 и NO принимают участие в возникновении дополнительных центров высокотемпературного воспламенения. Испаряемость дизельных топлив. Характер процесса сгорания дизельных топлив определяется, кроме их воспламеняемости, и полнотой испарения. Она зависит от температуры и турбулентности движения воздуха в цилиндре, качества распыливания и испаряемости топлива. С улучшением качества распиливания и повышением температуры нагрева воздуха скорость испарения впрыскиваемого топлива возрастает (однако степень распыливания не должна быть чрезмерно высокой, чтобы обеспечить необходимую дальнобойность струи). Время, которое отводится на испарение, в дизелях примерно в 10-15 раз меньше, чем в карбюраторных двигателях, и составляет 0,6 - 2,0 мс. Тем не менее в дизелях используют более тяжелые топлива с худшей испаряемостью, поскольку испарение осуществляется при высокой температуре в конце такта сжатия воздуха. Испаряемость дизельных топлив оценивается их фракционным составом. Если пусковые свойства автобензинов определялись tH K и t10%, то для дизельных топлив они оцениваются t50%. Чем ниже эта температура, тем легче запуск дизеля. Этот показатель нормируется 280°С для летнего и зимнего сортов и 255°С для арктических дизельных топлив. Считается, что tH K дизельных топлив должна составить 180 - 200°С, поскольку наличие бензиновых фракций ухудшает их воспламеняемость и тем самым пусковые свойства, а также повышает пожароопасность. Нормируемая температура t<,6%B пределах 330 -360°С свидетельствует о присутствии в топливе высококипящих фракций, которые могут ухудшить смесеобразование и увеличить дымность отработавших газов. Вязкость дизельных топлив. Топливо в системе питания дизельного двигателя выполняет одновременно и роль смазочного материала. При недостаточной вязкости топлива повышается износ плунжерных пар насоса высокого давления и игл форсунок, а также растет утечка топлива между плунжером и гильзой насоса. Топливо слишком вязкое будет плохо прокачиваться по системе питания, недостаточно тонко распыливаться и неполностью сгорать. Поэтому ограничивают как нижний, так и верхний допустимые пределы кинематической вязкости при 20°С (в пределах от 1,5 до 6,0 сСт.). Низкотемпературные свойства. В отличие от бензинов в состав дизельных топлив входят высокомолекулярные парафиновые углеводороды нормального строения, имеющие довольно высокие температуры плавления. При понижении температуры эти углеводороды выпадают из топлива в виде кристаллов различной формы, и топливо мутнеет. Возникает опасность забивки топливных фильтров кристаллами парафинов. Принято считать, что температура помутнения характеризует нижний температурный предел возможного применения дизельных топлив. При дальнейшем охлаждении помут- невшего топлива кристаллы парафинов сращиваются между собой, образуют пространственную решетку, и топливо теряет текучесть. Температура застывания — величина условная и используется для ориентировочного определения возможных условий применения топлива. Этот показатель принят для маркировки дизельных топлив на следующие 3 марки: летнее (t3acT менее - 10°С), зимнее (t3acT менее - 35^45°С) и арктическое (t3acT менее - 55°С). Применимы для улучшения низкотемпературных свойств дизельных топлив следующие 3 способа: 1) адсорбционная (цеолитная) или карбамидная депарафинизация; 2) облегчение фракционного состава путем снижения темпе 3) добавление к топливам депрессорных присадок, которые эффек Ко ррозионная активность характеризует способность топлива вызывать коррозию деталей двигателя, топливной аппаратуры, топливопроводов, резервуаров и т.д. Она зависит, как и у бензинов, от содержания в топливе коррозионно-агрессивных кислородных и се-роорганических соединений: нафтеновых кислот, серы, сероводорода и меркаптанов. Коррозионная активность дизельных топлив оценивается содержанием: общей серы (менее 0,2 и 0,4 - 0,5% масс, для I и II вида соответственно), меркаптановой серы (менее 0,01% масс), сероводорода (отсутствие), водорастворимых кислот и щелочей (отсутствие), а также кислотностью (менее 5 мг/КОН/460 мл) и испытанием на медной пластинке (выдерживает). Для борьбы с коррозионными износами деталей дизеля выпускают малосернистые топлива и добавляют к ним различные присадки (антикоррозионные, защитные, противоизносные и др.). Экологические свойства. По сравнению с автобензинами, дизельные топлива характеризуются значительно меньшей пожароопас-ностью. Это достоинство является решающим при выборе типа двигателя для установки на том или ином виде техники. Например, из-за меньшей пожароопасности топлива дизели используют на судах речного и морского флота, комбайнах, подводных лодках, на танках, бронетранспортерах и т.д. Пожароопасность дизельных топлив оценивают по температуре вспышки в закрытом тигле. Для всех марок быстроходных дизельных топлив она нормируется не ниже 30 - 35°С. Для топлив, предназначенных к применению на кораблях, температура вспышки должна быть не ниже 61 °С, а в особо опасных условиях, например, в подводных лодках, - не ниже 90°С. В зависимости от условий применения установлены в соответствии с ГОСТ 305-82 следующие марки топлив для быстроходных дизелей: Л (летнее), 3 (зимнее) и А (арктическое) (табл. 4.4). В стандарт введена следующая форма условного обозначения топлив: к марке Л добавляют цифры, соответствующие содержанию серы и температуре вспышки, например, Л-0,2-40; к марке 3 - содержание серы и температуры застывания, например, 3-0,2 минус 35. В условное обозначение марки топлива А входит только содержание серы, например, А-0,4. По техническим условиям выпускаются дизельные топлива: - экспортные ДЛЭ, ДЗЭ; - с депрессорными присадками ДЗП, ДАП; - экологически чистые и с улучшенными экологическими свойствами (с содержанием серы 0,01 и 0,005%) ДЭК-Л, ДЭК-3, ДЛЭЧ, ДЗЭЧ и др. В западно-европейских странах и США начато производство экологичных дизельных топлив со сверхнизким содержанием серы (менее 0,05%). Топлива для тихоходных дизелей. Дизели с небольшой частотой вращения коленчатого вала (менее 1000 об/мин) наиболее широко используют в стационарных установках, что позволяет предварительно провести подогрев, отстой и фильтрацию топлива, тем самым снижает требования к его эксплуатационным свойствам. Вязкость топлива для тихоходных дизелей значительно выше, чем для быстроходных, поэтому ее нормируют при 50°С. Тихоходные дизели обычно работают в закрытых помещениях, поэтому топливо должно иметь более высокую температуру вспышки. Для тихоходных дизелей выпускается 2 марки топлива: ДТ и ДМ (табл. 4.5). Марка ДТ представляет собой смесь дистиллятных и остаточных продуктов. Его используют в среднеоборотных и малооборотных дизелях, не оборудованных средствами предварительной подготовки топлива. Марка ДМ (мазут) рекомендуется для тихоходных судовых дизелей, установленных в помещениях, оборудованных системой подготовки топлива. Таблица 4.4 Требования к качеству топлив для быстроходных дизелей
Таблица 4.S Требования к качеству топлив для средне- и малооборотных двигателей
4.3.3. Реактивные топлива В современной гражданской и военной авиации широкое применение получили воздушно-реактивные двигатели (ВРД), работающие на жидком углеводородном топливе. Это обусловлено достаточно широкими ресурсами нефтяных углеводородных топлив, их сравнительно невысокой стоимостью, высокими энергетическими показателями и рядом других достоинств. Применение ВРД, являющегося одновременно движителем самолета без сложных механических передаточных и ходовых устройств, позволяет при относительно небольшой массе создать большую тягу, причем в отличие от поршневых двигателей с пропеллером сила тяги ВРД не только не снижается с увеличением высоты и скорости полета, наоборот, даже возрастает. Совершенствование ВРД и реактивных самолетов всегда было направлено на дальнейшее увеличение высоты и скоростей полета, повышение моторесурса, надежности и экономичности двигателей, обеспечение безопасности полетов. В зависимости от развиваемых скорости и высоты полета принято классифицировать ВРД и соответственно топлива на два типа: для дозвуковых и сверхзвуковых реактивных самолетов. Среди моторных топлив к реактивным топливам предъявляются более повышенные требования к качеству - подвергают более тщательному контролю технологию как при производстве, так и транспортировке, хранении и применении. К топливу для ВРД предъявляются следующие основные требования: - оно должно полностью испаряться, легко воспламеняться и быстро сгорать в двигателе без срыва и проскока пламени, не образуя паровых пробок в системе питания, нагара и других отложений в Двигателе; - объемная теплота сгорания его должна быть возможно высокой; - оно должно легко прокачиваться по системе питания при любой и экстремальной температуре его эксплуатации; - топливо и продукты его сгорания не должны вызывать корро - оно должно быть стабильным и менее пожароопасным при хра Испаряемость - одно из важнейших эксплуатационных свойств реактивных топлив. Она характеризует скорость образования горючей смеси топлива и воздуха и тем самым влияет на полноту и стабильность сгорания и связанные с этим особенности работы ВРД: легкость запуска, нагарообразование, дымление, теплонапряжен-ность камеры сгорания, а также надежность работы топливной системы. Испаряемость реактивных топлив оценивают, как и автобензинов, фракционным составом и давлением насыщенных паров. Для реактивных топлив нормируются температура начала кипения, 10, 50, 90 и 98-процентного выкипания фракции. Температура конца кипения (точнее, 98% перегонки) регламентируется требованиями прежде всего к низкотемпературным свойствам, а начала кипения -пожарной опасностью и требованием к упругости паров. Естественно, у реактивных топлив для сверхзвуковых самолетов температура начала кипения существенно выше, чем для дозвуковых. В ВРД нашли применение 3 типа различающихся по фракционному составу топлив. Первый тип реактивных топлив, который наиболее распрост- ранен, - это керосины с пределами выкипания 135 - 150 и 250-280°С (отечественные топлива Т-1, ТС-1 и РТ, зарубежное - JR-5). Второй тип — топливо широкого фракционного состава (60 - 280°С), являющееся смесью бензиновой и керосиновой фракций (отечественное топливо Т-2, зарубежное - JR-4). Третий тип - реактивное топливо для сверхзвуковых самолетов: утяжеленная керосино-газойлевая фракция с пределами выкипания 195-315°С (отечественное топливо Т-6, зарубежное JR-6). Давление насыщенных паров реактивного топлива обусловливает потери топлива и избыточное давление в баках, необходимое для обеспечения бескавитационной работы топливных насосов. Оно определяется в приборе типа бомбы Рейда при температуре 38°С для топлива Т-2 и при 150°С для топлив, не содержащих бензиновой фракции. Горючесть является весьма важным эксплуатационным свойством реактивных топлив. Она оценивается следующими показателями: удельной теплотой сгорания, плотностью, высотой некоптя-щего пламени, люминометрическим числом и содержанием ароматических углеводородов (общим и отдельно бициклическим). Удельная массовая теплота сгорания реактивного топлива колеблется в небольших пределах (10250 - 10300 ккал/кг), а удельная объемная - более существенно в зависимости от плотности топлива (которая изменяется в пределах от 755 для Т-2 до 840 кг/м3 для Т-6). Плотность топлива - весьма важный показатель, определяющий дальность полета, поэтому предпринимаются попытки получения топлив с максимально высокой плотностью. Высота некоптяшего пламени - косвенный показатель склонности топлива к нагарообразованию. Она зависит от содержания ароматических углеводородов и фракционного состава (должна быть не менее 16 мм для Т-1; 25 мм для ТС-1, Т-2 и РТ и 20 мм для Т-6). Люминометрическое число характеризует интенсивность теплового излучения пламени при сгорании топлива, т.е. радиацию пламени, является также косвенным показателем склонности топлива к нагарообразованию. Оно определяется путем сравнения с яркостью пламени эталонных топлив - тетралина и изооктана (ЛЧ для Т-6>45, Т-1>50, ТС-1, Т-2 и РТ>55). Склонность топлива к нагарообразованию в сильной степени зависит от содержания ароматических углеводородов. Нормируется для реактивных топлив следующее содержание ароматических углеводородов: Т-6<10, Т-1<20, ТС-1, Т-2<22 и РТ<18,5% масс. Воспламеняемость реактивных топлив обычно характеризуется концентрационными и температурными пределами воспламенения, самовоспламенения и температурой вспышки в закрытом тигле и др. По ГОСТу нормируется только температура вспышки (для ТС-1 и РТ>28, для Т-1>30 и Т-6>60 °С), а определение остальных перечисленных выше показателей предусматривается в комплексе квалификационных методов испытаний реактивных топлив. Прокачиваемость реактивных топлив оценивают следующими показателями: кинематической вязкостью, температурой начала кристаллизации, содержанием мыл нафтеновых кислот и содержанием воды и механических примесей. Кинематическая вязкость топлив нормируется при двух температурах: при 20°С (Т-2>1,05;ТС-1 и РТ>1,25; Т-1>1,5 и Т-6<4,5 сСт) и при 40 <С (Т-2<6; ТС-1<8; Т-1 и РТ<16 и Т-6<60 сСт). Температура начала кристаллизации для всех отечественных реактивных топлив до недавнего времени нормировалась не выше минус 60°С. В настоящее время на наиболее широко используемый сорт Т-2 допускается этот показатель не выше минус 55 °С. Химическая стабильность реактивных топлив. Поскольку топлива для ВРД готовят преимущественно из дистиллятных прямогон-ных фракций, они практически не содержат алкенов, имеют низкие йодные числа (не выше 3,5 г J2/100 мл) и характеризуются достаточно высокой химической стабильностью. В условиях хранения окислительные процессы в таких топливах идут очень медленно. Гидроочищенные реактивные топлива, хотя в них удалены гетеросоедине-ния, тем не менее легче окисляются кислородом воздуха ввиду удаления природных антиокислителей и образуют смолоподобные продукты нейтрального и кислотного характера. Для повышения химической стабильности гидроочищенных топлив добавляют антиокислительные присадки (типа ионола). Химическая стабильность реактивных топлив оценивается по йодным числам и содержанию фактических смол. Термоокислительная стабильность характеризует склонность реактивных топлив к окислению при повышенных температурах с образованием осадков и смолистых отложений. В условиях авиационных полетов имеет место повышение температуры топлива в топливных системах вплоть до 200°С и выше, например, в сверхзвуко- вых самолетах. Было установлено, что зависимость осадкообразования в топливах при изменении температуры от 100 до 300°С носит экстремальный характер. Характерно, что для каждого вида топлива имеется своя температурная область максимального осадкообразования. Так, эта температура для топлив ТС-1 и Т-1 составляет 150 и 160°С соответственно. Чем тяжелее фракционный состав топлива, тем при более высокой температуре наступает максимум осадкообразования. Окисление топлив при повышенных температурах значительно ускоряется за счет каталитического действия материала деталей топливных систем. Для снижения интенсивности окислительных процессов наиболее эффективно введение в реактивное топливо присадок, пассивирующих каталитическое действие металлов. Оценку термоокислительной стабильности реактивных топлив проводят в специальных приборах в статических и динамических условиях. Статический метод оценки заключается в окислении образца топлива при 150°С в изолированном объеме с последующим определением массы образовавшегося осадка (в мг/100 мл) в течение 4 или 5 ч. Стабильность в динамических условиях оценивают по величине перепада давления в фильтре при прокачке нагретого до 150-180°С топлива в течение 5 ч или по образованию осадков в нагревателе (в баллах). Повышение термоокислительной стабильности реактивных топлив обеспечивают технологическими методами (гидроочисткой) и введением специальных присадок (антиокислительных, диспергирующих или полифункциональных). Ко ррозионная активность реактивных топлив. Она оценивается, как и для топлив поршневых ДВС, следующими показателями: содержанием общей серы, в т.ч. сероводорода и меркаптановой серы, содержанием водорастворимых кислот и щелочей, кислотностью и испытанием на медной пластинке. В соответствии с ГОСТом в реактивном топливе ограничивается: содержание общей серы для Т-6<0,05 %, для Т-1 и РТ<0,1 % и ТС-1 и Т-2<0,25 % масс, меркаптановой серы для Т-6 отсутствие, РТ<0,001, для ТС-1 и Т-2< 0,005% масс; кислотность для Т-6<0,5 и для остальных марок <0,7 мг КОН/100 мл. В топливах должны отсутствовать сероводород, водорастворимые кислоты и щелочи, и они должны выдерживать испытание на медной пластинке (при 100°С в течение 3 ч). Марки реактивных топлив. Отечественными стандартами предусматривается возможность производства реактивных топлив 4 марок для дозвуковой авиации (Т-1, ТС-1, Т-2 и РТ) и одна марка для сверхзвуковых самолетов - Т-6 (табл. 4.6). Топливо Т-1 - это прямогонная керосиновая фракция (150 - 280°С) малосернистых неф-тей. Выпускают его в очень малых количествах. Т-2- топливо широкого фракционного состава (60 - 280°С), признано резервным и в настоящее время не вырабатывается. Наиболее массовыми топлива-ми для дозвуковой авиации являются ТС-1 и РТ. Топливо ТС-1 -прямогонная фракция 150 - 250°С сернистых нефтей. Отличается от Т-1 более легким фракционным составом. Топливо РТ разработано взамен Т-1 и ТС-1. В процессе его производства прямогонные дистилляты (135 - 280°С) подвергают гидроочистке. Для улучшения эксплуатационных свойств в топливо РТ вводятся присадки проти-воизносные марки П (0,002-0,004% масс), антиокислительная (ионол 0,003-0,004% масс), антистатические и антиводокристаллизирующие типа тетрагидрофурфуролового спирта (ТГФ). Реактивное топливо для сверхзвуковой авиации Т-6 представ-лят собой глубокогидроочищенную утяжеленную керосино-газойле-вую фракцию (195 - 315°С) прямой перегонки нефти. У топлива низкое содержание серы, смол, ароматических углеводородов (до 10% масс, а фактическое - 3 - 7% масс), высокая термическая стабильность, хорошо прокачивается, малокоррозийно и используется на самолетах, имеющих скорости полета до 3,5 М. Отечественные реактивные топлива по качеству не уступают Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском:
|