對航空渦輪發(fā)動機來說,汽油不安全,容易揮發(fā),太容易燃燒;柴油黏度太大,在燃?xì)廨啓C里不適合,因為是靠很細(xì)的噴嘴把燃料噴成云霧狀跟高壓高溫空氣充分混合,產(chǎn)生猛烈燃燒。噴氣燃料分很多種,一般分1、2、3、4號,其中3號是比較常用。3號噴氣燃料由直餾餾分、加氫裂化和加氫精制等組分及必要的添加劑調(diào)和而成的一種透明液體,主要由不同餾分的烴類化合物組成的。3號噴氣燃料密度適宜,熱值高,燃燒性能好,能迅速、穩(wěn)定、連續(xù)、完全燃燒,且燃燒區(qū)域小,積炭量少,不易結(jié)焦;低溫流動性好,能滿足寒冷低溫地區(qū)和高空飛行對油品流動性的要求;熱安定性和抗氧化安定性好,可以滿足超音速高空飛行的需要;潔凈度高,無機械雜質(zhì)及水分等有害物質(zhì),硫含量尤其是硫醇性硫含量低,對機件腐蝕小。
航空煤油的安定性包括儲存安定性和熱安定性。航空煤油在儲存過程中容易變化的指標(biāo)有膠質(zhì)、酸度和顏色等。航空煤油中含有少量的不安定組分,如烯烴、帶不飽和側(cè)鏈的芳香烴以及非烴等,導(dǎo)致膠質(zhì)和酸度隨儲存時間的延長而增加。儲存條件對航空煤油的質(zhì)量變化有很大的影響,其中重要的是溫度。當(dāng)飛機飛行時,由于與空氣摩擦生熱,飛機的表面溫度上升,郵箱內(nèi)燃料的溫度也上升,可達1000℃以上,因此就要求航空煤油具有良好的熱安定性。
航空煤油的低溫性能是指在低溫下燃料在飛機的燃料系統(tǒng)中能夠順利地泵送和過慮,即不能因產(chǎn)生烴類結(jié)晶體或所含水分結(jié)冰而堵塞過濾器,影響供油。航空煤油的低溫性能是用結(jié)晶點或冰點來表示的,結(jié)晶點是燃料在低溫下出現(xiàn)肉眼可辯的結(jié)晶時的高溫度(按ZBE31008測定);冰點是燃料出現(xiàn)結(jié)晶后,再升高溫度至原來的結(jié)晶消失時的低溫度(按GB2430測定)。
在噴氣發(fā)動機中,燃料泵的潤滑依靠的是其泵送的燃料。當(dāng)航空煤油的潤滑性能不足時,燃料泵的磨損就會增大,這不僅會降低油泵的使用壽命,而且會影響油泵的正常工作,引起發(fā)動機運轉(zhuǎn)失常等故障,威脅飛行安全。燃料的潤滑性是由其化學(xué)組成決定的。航空煤油中組分的潤滑性能如下:非烴化合物>多環(huán)芳香烴>單環(huán)芳香烴>環(huán)烷烴>烷烴。
純品為無色透明液體,含有雜質(zhì)時呈淡黃色。略具臭味。沸程180~310℃(不是的,在生產(chǎn)時常需根據(jù)具體情況變動)。平均分子量在200~250之間。密度大大于0.84g/cm3。閃點40℃以上。運動黏度40℃為1.0~2.0mm2/s。不溶于水,易溶于醇和其他有機溶劑。易揮發(fā)。易燃。揮發(fā)后與空氣混合形成爆炸性的混合氣。爆炸極限2-3% 。燃燒完全,亮度足,火焰穩(wěn)定,不冒黑煙,不結(jié)燈花,無明顯異味,對環(huán)境污染小。
航空煤油的餾程范圍會影響發(fā)動機的啟動性能和是否能完全燃燒,同時餾程情況與煤油本身的密度、低溫性能有直接關(guān)系。航空煤油的粘度大小會影響發(fā)動機噴油嘴的工作情況和燃燒的質(zhì)量。粘度太大,噴進發(fā)動機的油滴大,造成燃燒不完全,降低發(fā)動機的出力;粘度過小,使噴出的油霧角度大,射程近,會引起內(nèi)部過熱。由于對航空煤油要求嚴(yán)格,航空煤油多采用一次通過部分轉(zhuǎn)化的工藝,在加工過程中采用共凝膠型催化劑,催化劑量裝填多,分子篩含量少,芳烴飽和能力強,得到油品密度具有密度大、煙點高、熱值高、芳烴低的特點。
燃燒性是指控制產(chǎn)品化學(xué)組成的參數(shù),主要影響發(fā)動機的生煙性和積炭性。煙點反應(yīng)航空煤油相對生煙性,航空煤油飽和烴含量越高,它生成火焰的煙點也越高,煙點高表示航空煤油的生煙傾向低。凈熱值是表示某種給定燃料所能取得的能夠轉(zhuǎn)化為有用功的能量大小。凈熱值的高低主要影響飛機的動力與續(xù)航能力。
航空煤油的潤滑性是航空煤油重要的使用性能之一。航空煤油有一定程度的潤滑性,因為現(xiàn)代噴氣發(fā)動機都使用航空煤油給燃料泵和某些流量控制元件潤滑,如果潤滑性不好,會造成燃料泵磨損,甚至是燃料控制系統(tǒng)卡死。航空煤油的潤滑性用磨斑直徑 ( WSD ) 來表示,WSD 越小其潤滑性越好。GB6537-2018規(guī)定民用指標(biāo)要求WSD不大于0.85mm。
采用渦扇發(fā)動機的噴氣式飛機使用的是航空煤油,這種航空煤油和我們以前點的那種煤油燈使用的煤油是兩回事。航空煤油與汽油相比閃點要高,燃燒要難一些,運輸存儲更加安全,燃燒性能也不同。航空煤油性質(zhì)比較接近柴油,可以用在柴油發(fā)動機里面,但是一些物理性質(zhì)更加合適用于航空使用,比如凝點,黏度等要求。
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