Процессы в камерах сгорания ГТД Лефевр А. (1014188), страница 71
Текст из файла (страница 71)
Максимальную высоту некоптящего пламени (в мм) называют точкой дымления; чем больше эта высота, тем меньше склонность топлива к сажеобразованию. Считается, что для авиационных топлив высота некоптящего пламени должна быть не меньше 20 мм. Несмотря на то что точка дымления не относится к фундаментальным свойствам топлива, параметр этот является достаточно надежным показателем склонности топлива к саже. образованию, В работе 137] оценивалось влияние молекулярной структуры топлива на образование сажи; опыты проводились в камере сгорания при высоких давлениях и в широком диапазоне изменения начальных условий.
Полученные результаты (рис. 9.18) указывают на хорошую корреляцию между излучением пламени и значениями высоты некоптящего пламени. Представленный на этом рисунке средний параметр излучения и' определялся как отношение Излучение пламени испытуемого топлива Излучение пламени исходного топлива В качестве исходного было принято топливо Зе1 А. Топлива йлн гааотурбинныв двигателей 361 Важно отметить, что исследпванные в этих опытах топлива почти не отличались друг от друга по содержанию водорода. Отсюда следует, что видимое на рис. 9.18 различие топлив по склонности к образованию сажи нельзя увязать только с содержанием в них водорода.
В работе [37] оно объясняется различием в содержании полициклических ароматических углеводородов. Приведенные результаты указывают на то, что высота некоптяшего пламени является, по-видимому, более представительным параметром, характеризующим склонность топлива к образованию сажи, чем содержание водорода. Люминометрическое число. Этот показатель определяется с помощью модифицированной фитильной лампы, снабженной термопарами для изме- о рения начальной температуры смеси и температуры газа за пламенем, а также устройством для измерения излуче- м цз 1З 20 2Ы ния пламени в желто-зеленой Еьгсомо неколмящего пламени, мм полосе видимого спектРа 17].
рис. ц1з. зависимость среднего параПри некотором нормированном метра иалученин пламени от высоты уровне излучения определяется некоптипгего пламени !371 повышение температуры ЬТ в пламени испытуемого топлива и сравнивается с соответствующими величинами для изооктана и тетралина, которым приписываются значения 100 и 0 соответственно.
Люминометрическое число испытуемого топлива определяется из соотношения Л Ч !00 ЬТ вЂ” оТ агааоокт аТтетрал Понятие о люминометрическом числе было введено в конце 50-х гг. в надежде на то, что оно позволит с большей точностью определять характеристики излучения топлив, чем точка дымления. Эти ожидания, однако, оправдались лишь частично, в связи с чем описанные метод испытаний и прибор в настоящее время не применяются. Индекс дымления и летучести.
Этому индексу иногда отдают предпочтение по сравнению с высотой некоптящего пламени. Он определяется из выражения ЯЧ! = В + 0,42С, где  — точка дымления в мм, а С вЂ” доля фракций, выкипаюших до 478 К, выраженная в об. %. 362 Глава Ф ОБЫЧНЫЕ ЖИДКИЕ ТОПЛИВА Жидкие нефтяные топлива существенно различаются по своим физическим и химическим свойствам; их торговые названия часто зависят от назначения, например печное топливо, флотское дизельное топливо, легкое котельное топливо.
Однако применительно к газотурбинным двигателям все жидкие нефтяные топлива можно подразделить в широком смысле на действительно дистиллятные и золообразующие топлива [13]. Дистиллятные топлива почти не содержат золообразующих соединений и могут быть использованы сразу же после разгонки при условии правильного с ними обращения при хранении, транспортировке и перекачивании. Золообразующие топлива содержат значительное количество золообразующих соединений, и применение таких топлив в газотурбинных двигателях возможно лишь после проведения сложных процессов их предварительной очистки. Процесс разгонки нефти по самой своей природе не позволяет получать продукты со строго детерминированными свойствами. Поэтому установить различие между близкими сортами топлив можно лишь условно, основываясь в большей степени на особенностях их применения, чем на фактическом различии физических и химических свойств. Приведенная ниже классификация топлив базируется на рекомендациях работы [12[.
Легкие дистиллятиые топлива Бензииы. Бензины (включая лигроин) — это отличные высокоэнергетические жидкие топлива. Однако вследствие малой вязкости им свойственна плохая смазывающая способность, а из-за низкой температуры вспышки и высокой летучести они требуют особого внимания в отношении мер безопасности. Типичные для авиационных бензинов температуры разгонки находятся в диапазоне 300 — 450 К.
К авиационным бензинам относятся топлива Ачааз, ЛР4 и Ле1 В. Керосины. Керосины состоят из очищенных углеводородов, полученных при разгонке сырой нефти илн из их смесей с подходящими по свойствам продуктами крекинга. От бензинов они отличаются более высокими температурами кипения, большей относительной плотностью, лучшей смазывающей способностью, более низким давлением насыщенных паров и, следовательно, меньшими потерями массы, обусловленными испарением топлива на больших высотах. К керосинам относятся обычные авиационные топлива, такие, как )е1А, ЗР5 (с высокой температурой вспышки), а также дизельное топливо 1-Р.
Легкие дистилляты. Эти широко доступные топлива хорошо распыливаются и горят. К ним относят (по британской класси- 363 Топлива длл газотурбинных двигателей фикацин) газотурбинное топливо № 2-ОТ, топливо № 2, дизельное топливо и флотский газойль. Дизельные топлива. Дизельные топлива близки по характеристикам к легким дистиллятам, однако к ним предъявляется дополнительное, специфическое для дизелей требование по величине цетанового числа.
Типичным для этой группы является дизельное топливо 2-Р [12). Тяжелые дистилляты Эти топлива часто являются побочным продуктом перегонки и имеют ограниченное и местное применение. Они не содержат никаких золообразующих соединений, однако распыливаются лншь с большим трудом; для осуществления их перекачки может потребоваться предварительный нагрев из-за высокой температуры застывания. Топлива, содержащие золообразующие соединения Топлива, содержащие большие количества золообразующих компонентов, относятся к группе самых тяжелых и наиболее дешевых сортов топлива.
Ими являются сырая нефть, смеси н мазуты. Сырые нефти. Сырые нефти в зависимости от места образования и залегания существенно отличаются друг от друга по своим физическим свойствам, наличию в них металлосодержащих примесей, вольных компонентов, серы и смол [7). У многих нефтей, содержащих легко испаряющиеся фракции, температура вспышки не превышает 323 К. Смеси тяжелых дистиллятов. К ним относятся смеси нефтяных дистнллятов с небольшими количествами остаточных продуктов перегонки нефти. Содержание ванадия в них не превышает 5 10-4 а4 по массе.
Эти топлива отличаются относительно высоким содержанием смол, н поэтому для их прокачки и фильтрации может потребоваться предварительный подогрев. Такими топливами являются газотурбинное З-ЙТ, дизельное 4-Р и флотское дизельное топлива. Смеси остаточных продуктов. Эти топлива по своим свойствам располагаются между смесями тяжелых днстиллятов н тяжелыми остаточными топливами. Они образуются путем смешения топливных компонентов, обеспечивающих получение максимального удельного содержания серы.
Для них характерно чрезвычайно высокое содержание ванадия, составляющее обычно от 5 10 — 4 а', до 1О-'% по массе. К этим смесям относятся легкие мазуты и легкое котельное топливо. Тяжелые остаточные топлива. Как указывает само название, к этим топливам относится все, что остается после завер- 364 Глава 9 щения процессов разгонки. Вследствие этого тяжелые остаточные топлива содержат все вольные компоненты исходного нефтяного сырья, а также нежелательные вещества, попадающие в него в процессе переработки нефти [12].
Топлива этой категории совершенно непригодны для авиации вследствие их высокой вязкости и большого содержания асфальтенов, серы, Таблица 9.1 Некоторые свойства жидких иефтяиых топлив [7, 12[ Зольнме топлива дистиллнты Свойства смеси и сырые нефти Лнстиллят жт 2 мазуты неровна 0,92 — 1,05 100 — 1800 353 †4 263 †3 40-41 0,82 — 0,88 0,80-0,92 2 — 100 283-367 263 †3 42 — 43 Относительная плот. ность при 311 К Вязкость при 3!1 К, 10 м /с Температура вспышки, К Температура застывания, К Низшая тсплотвориая способность, МДж/кг Сера, мас.его дзот, мас.% Водород, мас.Ъ Зола (в поставляемом топливе), 10 (массовая доля) Зола (иигибироваиивя), !О (массовая доли) Загрязнение следами металлов (до очистки, массовая доля) Натрий и калий, 1О Ванадий, 1О Свинец, 1О Кальций, 10 0,793 2 — 4 1,4 311 †3 228 339 †3 253 †2 42 — 43 42,8 0,5 — 4 0,05 — 0,9 10 — 1 2,5 100-1000 0,01 — 0,1 0,002 — 0,01 ! 2,8-14,5 1 — 5 0,1 — 0,8 0,005 — 0,06 12,2 — 13,2 2 — 50 0,2-3 0,06 — 0,2 12,0 — 13,2 25 — 200 100 †70 25 — 250 1 — 350 5 — 400 0 — 25 0 — 50 1 — 100 0,1 — 80 0 — ! 0 — 1О 0 — 0,5 0 — 0,1 0 — 0,5 0 — ! 0 — 1 0 — 0,1 0 — 1 0-2 ОБЫЧНЫЕ ГАЗООБРАЗНЫЕ ТОПЛИВА Самым распространенным газообразным топливом для газотурбинных двигателей является природный газ.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
