Характеристика товарных реактивных топлив

Фракции, использующиеся для производства реактивных топлив

Топливо	Фракция, ^оС
Т-2	60-280
ТС-1	150-250
РТ	135-280
Т-8	165-280
Т-6	195-315

t_нк лимитируется опасностью образования паровых пробок.

t_10% - характеризует пусковые свойства топлива.

Т-6, Т-8 используются при сверхзвуковых скоростях, у них t_нк выше (195, 165^оС).

t_98% - характеризует полноту испарения, полноту сгорания, нагарообразование.

t_50% связана с теплотой сгорания.

Таблица 2.7.

№	Показатели	ТС-1	РТ	Т-6	Т-8Б	Т-1	Т-2
1.	Плотность при 20^оС, кг/м^3, не менее
2.	Фракционный состав, ^оС
- НК	£150	>135	³195	³165	£150	³60
- перегоняется при температуре, ^оС, не выше
10 %				-
50 %				-
90 %				-
98 %
3.	Вязкость, сст
при 20^оС, не ниже;	1,25	1,25	£4,5	1,5	1,5	1,05
при -40^оС, не выше;
4.	Теплота сгорания низшая, Дж/кг, не менее
5.	Высота некоптящего пламени, мм, не менее
6.	Кислотность, мг КОН/100 мл, не более	0,7	0,2-0,7	0,4-0,7	0,4-0,7	0,7	0,7
7.	t вспышки в закрытом тигле, ^оС, не ниже						-
8.	t начала кристаллизации, ^оС, не выше	-60	-55	-60	-50	-60	-60
9.	Давление насыщенных паров, кПа, не более	-	-	-	-	-
10.	Иодное число, г J2/кг, не более	2,5	0,5	0,8	0,9		3,5
11.	Термическая стабильность в статических условиях при 150^оС,
осадок, не более
растворимые смолы	-			-	-	-
нерастворимые смолы	-		отсут.	-	-	-
отложения на подогревателе, баллы, не более	-				-	-
12.	Термическая стабильность в динамических условиях при 150-180^оС, перепад давления на фильтре, кПа, не более	-				-	-
13.	Люменометрическое число, не менее	-				-	-
14.	Содержание, % масс.
- нафтеновых	-	1,5	0,5	0,2	-	-
- ароматических
- фактических смол
- общей серы	0,2	0,1	0,05	0,1	0,1	0,25
- меркаптановой серы	0,003	0,001	отс.	0,001	-	0,005
15.	Зольность, % масс., не более	0,003	0,003	0,003	0,003	0,003	0,003

Теплота сгорания определяет мощность двигателя и дальность полета летательного аппарата. Полнота сгорания определяет нагарообразование в двигателе. Нагар отлагается на поверхности камеры сгорания, лопатках турбины, соплах форсунок, что ведет к снижению мощности двигателя. Полнота сгорания связана с высотой некоптящего пламени и люменометрическим числом, которое зависит от химического состава топлива. Лучшие показатели горения у парафинов, худшие у аренов, особенно нафталиновых, поэтому их содержание в реактивных топливах ограничивается. Высота некоптящего пламени определяется при горении фитильной лампы. Величина для различных топлив составляет не менее 20 и 25 мм. Люменометрическое число является показателем эффективности сгорания топлива. Оно характеризует интенсивность теплового излучения испытуемого топлива по сравнению с эталонным топливом (смеси изооктана и тетралина). Для РТ, Т-8Б равно 50, Т-6 - 45, для ТС-1, Т-1, Т-2 нет.

Вязкость РТ нормируется при двух температурах: +20 и -40^оС. При +20^оС нормируется нижний предел вязкости. Для всех топлив, кроме Т-6 вязкость должна быть не менее вязкости при +20^оС (1.05...1.25 сст, Т-6 £4.5 сст). Это делается во избежание снижения смазывающих свойств реактивного топлива (топливо играет роль смазки при работе топливного насоса и влияет на износ). При -40^оС устанавливается верхний предел вязкости во избежание нарушения равномерной подачи топлива (не выше 6...16 сст, Т-6 - 60 сст).

Для поддержания нормальной подачи топлива устанавливается температура начала кристаллизации (-50...-60^оС).

Отложения в реактивных топливах - продукты окисления углеводородов и гетероорганических соединений. Отложения образуются при хранении топлив, образование их усиливается при контакте с кислородом и металлами, после гидроочистки, так как образуются олефины. В РТ после гидроочистки добавляют присадки - антиокислители. Термоокислительную стабильность характеризуют нормируемыми показателями:

- иодное число (0.5...2.5 г иода на кг, не более);

- содержание фактических смол.

Термоокислительная стабильность определяется статическим и динамическим методами.

Статический метод: образец топлива выдерживается в течении 1 часа при 150^оС в герметичной бомбе с опущенной в него медной пластинкой. Объем топлива 25 мл, бомбы - 250 мл. По окончании выдержки определяется содержание в топливе нерастворимого осадка, растворимых и нерастворимых смол.

Динамический метод: топливо прокачивается со скоростью 5 л/час через спец установку, включающую в себя калиброванный фильтр, подогреватель, камеру с металлическими пластинами. Термостабильность оценивается по изменению перепаду давления на фильтре, по цвету отложений, образующихся на стенках подогревателя. Цвет - в баллах.

Коррозионная активность. Зависит от характера и количества гетероатомных соединений, температуры и продолжительности контакта, кислотности, наличия растворимых кислот, щелочей. Особенно велика коррозионная активность меркаптановой серы. Коррозионную активность проявляют находящиеся в РТ металлы (ванадий, натрий) - происходит разрушение камеры сгорания, лопаток турбины. Ванадий - переносчик кислорода для металла камеры - то окисляется, то восстанавливается. В присутствии натрия эти процессы ускоряются. В РТ нормируется зольность (% масс, не более 0.003), которая влияет на величину нагара в камере сгорания.

Марки РТ.

Топлива для дозвуковых двигателей. Самые массовые марки ТС-1, РТ. В ограниченных количествах выпускаются Т-1, Т-2, Т-1С.

ТС-1 - прямогонная фракция 140-250^оС из нефтей восточных районов страны. Гидроочистке не подвергается. Низкий конец кипения обусловлен высоким содержанием нормальных парафинов. В топливе допускается высокое содержание серы (до 2, меркаптановой - до 0.003%) При превышении этих значений добавляют гидроочищенные фракции.

РТ. Фракция 135-280^оС + гидроочистка. Серы общей 0.1, меркаптановой 0.001. Из-за гидроочистки снижается химическая стабильность, противоизносные свойства. Добавляют присадки. По сере, t_нк, содержанию аренов РТ превосходит реактивные топлива европейского рынка.

Т-1. Прямогонная фракция малосернистых, нафтеновых нефтей, добываемых в Азербайджане. Низкая t_нк при высоком конце кипения (280^оС). Повышенное содержание смол, низкая термостабильность. Ресурс двигателя в 2 раза ниже на Т-1, чем на ТС-1, РТ.

Т-2. Широкий фракционный состав с добавлением бензиновых фракций. t_нк = 60^оС, поэтому ограничивается ДНП. Вырабатывается из сернистых нефтей. Высокое содержание обеих сер, смол. Считается резервным, широко не применяется.

Топливо для сверхзвуковой авиации. Скорость звука 1200 км/ч.

Различают сверхзвуковое РТ для скорости 2.5 М (числа Маха) и 3.5 М. При сверхзвуковом полете топливная система разогревается до 300^оС, поэтому используется топливо утяжеленного фракционного состава.

Для скорости до 2.5 М топливо Т-8Б. Фракция 165-280^оС. Получают из прямогонной фракции с гидроочисткой. Серы немного.

Топлива для 3.5 М (военные истребители) Т-6. Фракции 195-315^оС прямогонные и вторичные. Применяют процесс глубокого гидрирования. В топливе мало серы и аренов (общей серы 0.05 (для сравнения, у других 0.1-0.25), меркаптановая отсутствует (0.001-0.003), ароматических 10 % масс. (20-22)).

Во все топлива вводят антистатические присадки, противоводокристаллизационные. В гидроочищенное топливо вводят антиокислительные (агидол), противоизносные (ДНК).

Дизельные топлива.

Характеристики товарных дизельных топлив представлены в табл. 2.8. Несколько слов о двигателях. Различают быстроходные двигатели (частота вращения коленвала более 1000 оборотов в минуту) и тихоходные (до 600-700 об/мин).

В первую очередь характеристикой дизельного топлива является цетановое число. Современные сорта дизельного топлива имеют цетановое число, равное 45. Как известно ЦЧ связано с химическим составом, существуют формулы, связывающие ЦЧ с содержанием в топлива аренов, нафтенов и парафинов. Однако ЦЧ можно повысить введением в топливо присадок. Такими являются, например, изопропилнитрат, циклогексилнитрат. Они понижают температуру вспышки и повышают коксуемость топлив, добавка исчисляется долями %.

От фракционного состава топлива зависит качество его распыления в цилиндре, полнота сгорания, степень нагарообразования. Если в ДТ много легких фракций, дизель работает жестко, так как к моменту самовоспламенения будет высокая концентрация паров в цилиндре, скорость горения будет чрезмерной. Тяжелое топливо хуже распыляется в цилиндре, сгорает неполностью, стенки цилиндра, поверхность поршня, сопла и форсунки закоксовываются. Нормируются t_50% (не выше 255^оС (арктическое ДТ) - 280^оС (иные)) и t_96% (не выше 330-360^оС).

Вязкость и плотность ДТ определяют процессы испарения и смесеобразования в дизеле. При высоких значениях возрастает неполнота сгорания, расход топлива из-за большого размера капель топлива в цилиндре.

При низких значениях вязкости и плотности возрастают утечки топлива в топливном насосе, снижается давление топлива при распыления, увеличивается износ трущихся деталей в топливном насосе. Кинематическая вязкость нормируется, сст: 3-6 (летнее и ДЛЭУ(дизельное летнее экологически чистое)), 1.8-5.0 (зимнее и ДЗЭУ), 1.5-4.0 (арктическое). Плотность при 20^оС кг/м³, не более 830-860 (в зависимости от сорта).

Таблица 2.8.

Дата добавления: 2014-01-04