Реактивные топлива - это топлива (авиационные керосины) для воздушно-реактивных двигателей (ВРД) современных самолетов и вертолетов, а также для ракет. Мировое производство реактивного топлива составляет в среднем 5 % от перерабатываемой нефти (около 2% в Европе и развивающихся странах и 7 % в Северной Америке). В мирное время военные потребляют примерно 10 % от общих ресурсов реактивных топлив. Масса топлива составляет 30-60 % от взлетной массы самолета, что чрезвычайно усиливает важность применяемого топлива. Эти топлива однокомпонентные, т. е. смешение их не допускается, с очень жестко оговоренной и контролируемой технологией их производства. Топлива должны обеспечивать полную безаварийность; надежный запуск двигателя в любых условиях; устойчивое горение в быстро движущемся потоке воздуха и при больших коэффициентах избытка воздуха (более 2); полное сгорание без дыма и нагара; высокую скорость и дальность полета летательного аппарата. Получают реактивные топлива из нефтяных фракций (С]0-С14 и выше), выкипающих в пределах 120-280, 60-280 (дозвуковая авиация) или 195-315 °С (для утяжеленных авиакеросинов, используемых на военных самолетах с большими сверхзвуковыми скоростями). Российские НПЗ производят реактивные топлива следующих марок: Т-1, ТС-1 и Т-2 (дозвуковая авиация), РТ (переходное топливо для дозвуковой и сверхзвуковой авиации при отношении скорости самолета к 1190 км/ч (скорость звука в воздухе) и числу Маха Мне более 1,5), Т-6 и Т-8В (для сверхзвуковой авиации при Мдо 3,5).

Специфические требования к качеству реактивных топлив диктуются жесткими условиями работы топливной системы (фильтры, форсунки, насосы и др.) двигателей реактивных самолетов и мощных вертолетов, для которых отказ двигателя (в том числе при повторных его запусках в воздухе) может повлечь крупные аварии с большими человеческими жертвами. Получение реактивных топлив с низшей теплотой сгорания (на уровне 43 МДж/кг), с максимальным содержанием меркаптановой серы в пределах 0,001— 0,003 мае. %, с низкой температурой вспышки и небольшим давлением насыщенного пара, с высокой термической стабильностью, с практически полным отсутствием воды (эмульсионной, растворенной и др.), смолистых соединений и механических примесей требует вовлечения в технологию производства этих топлив наиболее совершенных гидрогенизационных процессов (гидродеароматизация, гидроочистка, гидрокрекинг) получения и очистки нефтяных фракций, использования противоизносных и антиокислительных присадок и др.

Склонность реактивных топлив к нагарообразованию контролируется ограничением содержания в них ароматических углеводородов (аренов) не более 10-22 мае. %, а также высотой некоптящего пламени, которая не должна превышать 20-25 мм.

Характер пламени (его яркость) реактивных топлив для сверхзвуковой авиации оценивается люминометрическим числом (JI4). Чем J14 выше, тем яркость пламени ниже. Полнота сгорания топлива зависит от его химического состава. Топливо, обогащенное ароматическими углеводородами, склонно к образованию сажи и нагаров, вследствие чего в газовом потоке пламени появляются раскаленные микрочастицы углерода, повышающие яркость пламени. С повышением яркости увеличивается радиация (лучеиспускание) пламени, перегревающая стенки камер сгорания и уменьшающая срок службы двигателя. Люминометрическое число авиакеросинов определяют сравнением с эталонными топливами, в качестве которых выбраны тетралин (тетрагидронафталин) с JI4, равным 100 ед. (ГОСТ 17750-72). Интенсивность (яркость) пламени измеряется люминометром. У лучших марок реактивного топлива ЛЧ=60-75. Стандарты на реактивное топливо требуют высоких значений его плотности (не менее 755-840 кг/м3), так как с повышением плотности топлива увеличивается дальность полета самолета для одного и того же объема топливных баков.

В топливных баках самолетов топливо охлаждается до минус 40-50 °С (на высоте 12-14 км и больше), а в топливоподающей системе оно, наоборот, нагревается до 150-250 “С, при этом непредельные углеводороды (алкены), смолы, меркаптаны начинают разлагаться с образованием нерастворимых осадков, забивающих фильтры, форсунки и другие устройства топливной системы. Поэтому к реактивным топливам предъявляются жесткие требования повышенной термической стабильности в статических и динамических условиях (топлива для сверхзвуковых самолетов по ГОСТ 11802-88 и ГОСТ 17751-79),

Увеличить

что достигается очисткой топлив и введением присадок. В табл. 2.9 приводятся требования для реактивных топлив ТС-1 и РТ по ГОСТ 10227-98 и Т-6 и Т-8В по ГОСТ 12308-89.

В реактивных топливах должны отсутствовать сероводород, водорастворимые кислоты и щелочи, мыла нафтеновых кислот, механические примеси и вода, водорастворимые щелочные соединения; топливо должно выдерживать испытание на медной пластине; нормируются низшая теплота сгорания не менее 43,12 МДж/кг (ТС-1 и РТ) и не менее 42,9 МДж/кг (Т-6 и Т-8В), зольность не более 0,003 мае. %, а также удельная электрическая проводимость (в целях безопасности от статического электричества), содержание нафталиновых углеводородов и присадок. Высота некоптящего пламени не менее 25 мм (ТС-1 и РТ) и не менее 20 мм (Т-6 и Т-8В). В России производство и потребление топлива ТС-1 составляет более 70 % в балансе всех реактивных топлив, хотя в развитых странах увеличивается спрос на реактивные топлива глубокого гидрокрекинга для обеспечения высокой термостабильности при температурах выше 150 °С и минимального нагарообразования топлив типа Т-6 и Т-8В.

Перспективы увеличения производства реактивных топлив. В ближайшее время вряд ли найдется реальная альтернатива реактивным топливам, получаемым из нефти. Быстрые темпы продолжающегося развития авиации требуют значительного увеличения производства реактивных топлив. Первый путь широкого вовлечения вакуумных газойлей (тяжелых нефтяных фракций) для получения высококачественного реактивного топлива на базе процессов гидрокрекинга, каталитического крекинга и глубокой гидроочистки продуктов связан с высокими капиталовложениями в НПЗ и удорожанием топлива. Второй путь, более экономичный, состоит в легальном расширении фракционного состава реактивного топлива за счет повышения температуры конца кипения и снижения требований к качеству топлива (повышение содержания ароматических углеводородов и температуры начала кристаллизации и др.), но он требует оптимизации некоторых узлов авиадвигателей. В табл. 2.10 приведено сопоставление требований, которые, вероятно, будут предъявляться к реактивным топливам в США в будущем, и действующих ныне стандартов на одно из самых распространенных реактивных топлив JP-4.

Увеличить

Наиболее распространены за рубежом марки реактивного топлива (Jet Fuels, Jet Kero): Jet A-l, JP-1 и JP-4 в США, их французские аналоги TR-4 (из фракции 55-240 °С, давление насыщенного пара 13,7-20,7 кПа, температура начала кристаллизации минус 60 °С) и TRO (из фракции 165-240 °С, температура начала кристаллизации минус 40 °С). На мировых рынках (прежде всего в странах Европейского союза и НАТО) наиболее распространено реактивное топливо Jet А-1 по стандарту ASTM D1655-96c. В любые марки реактивных топлив добавляют следующие присадки: антиоксиданты (24 мг/л), деактиваторы металлов (5,7 мг/л), антистатические добавки (3 мг/л), антиобледе-нителъные добавки (0,10—0,15 %) и др..

Альтернативным топливом для авиатехники (в первую очередь для вертолетов) являются нефтяные сжиженные газы, которые при давлении 0,5— 1,6 МПа находятся в жидком состоянии (газовый бензин, ШФЛУ, пропан-бу-тановая фракция). В 1987 г. для модифицированного вертолета Ми-8ТГ испытано новое топливо АСКТ (авиационное сконденсированное), состоящее из 40 % сжиженной пропан-бутановой фракции и 60% конденсатного топлива (моторное топливо из газовых конденсатов). Ресурсы такого топлива в районах Крайнего Севера и Западной Сибири остаются большими, стоимость производства его и необходимой модификации авиадвигателей и самих вертолетов невелика. В табл. 2.11 приведены некоторые показатели АСКТ.

Увеличить

АСКТ - экологически более чистое и менее коррозионное топливо, в нем отсутствуют сернистые соединения, смолы, асфальтены и другие нежелательные вещества, присутствующие в традиционных реактивных топливах. АСКТ обладает лучшими пусковыми свойствами, что особенно важно для эксплуатации авиационной техники в северных районах. АСКТ и реактивное топливо ТС-1 смешиваются (взаимно растворяются) в любых соотношениях.

Производство реактивных топлив: около 7 млн т/год в России, 77 млн т/год в США и 110 млн т/год в семерке ведущих стран (США, Япония, Германия, Италия, Великобритания, Канада, Франция).

Ракетные топлива применяются только для жидкостных ракетных двигателей (ЖРД) с определенными особенностями их использования. Ракетные топлива бывают однокомпонентными и двухкомпонентными. Однокомпонентные ракетные топлива содержат в своем составе и горючие элементы, и кислород. Примеры таких топлив: метилнитрат CH30N02 (температура кипения 64 °С); нитрометан CH3N02 (температура кипения 101 °С). Они горят без подвода кислорода извне и используются в тех случаях, когда подвод кислорода ограничен. Двухкомпонентное ракетное топливо - это углеводородное горючее (синтетическое или природное), сжигаемое в присутствии сильного окислителя (обычно жидкого кислорода). Примером синтетического горючего может служить диметилгидразин (гидразин, гептил), или диамид H2N-NH2, кипящий при 113°С. Природные горючие - это либо жидкий водород, либо углеводороды. В качестве углеводородных горючих могут использоваться некоторые серийные реактивные топлива, например Т-2 и Т-6, а также специально выделенные фракции нафтеновых нефтей (нафтил) или синтезированные нафтеновые углеводороды.


Если вы не нашли нужную информацию, то поищите в другой энциклопедии по этой ссылке.

Материал для реферата " Реактивные топлива" или курсовой.

Чтобы получить полную информацию, подпишись на нас Vk.com/enciklopediyatehniki

Отзывы, обсуждение обзора " Реактивные топлива" здесь: