Химмотология ракетных и реактивных топлив (1043407), страница 24

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 24)

Гидразинные горючие относят к разряду легковоспламеняю­щихся жидкостей. несим-диметилгидразин с воздухом обра­зует взрывоопасные смеси в широких пределах-концентраций— от 2 до 99% (об.). В местах хранения гидразинных горючих следует избегать открытого огня, источников искры. Все обору­дование, контактирующее с этими горючими, должно быть за­землено. При проведении работ с гидразинными горючими не-

Рис. 5.8. Зависимость температуры вспышки (1) и воспламенения (2) от содержания гидразина в его водных растворах.

Пунктир соответствует температуре кипения.

обходимо пользоваться провода­ми, осветительными приборами и электромоторами во взрывобезо-пасном исполнении [4].

Воспламенившийся несим-ди-метилгидразин тушат большим количеством воды. При этом горючее растворяется и охлажда­ется. Жидкий НДМГ горит ровным бесцветным пламенем, и его довольно легко погасить, если разбавить двумя или более объемами воды на один объем горючего. При больших концент­рациях водные растворы горят, но по мере снижения концент­рации горючего в растворе пламя постепенно ослабевает. Диок­сид углерода (жидкий) также эффективен при тушении НДМГ, но химическую пену применять не рекомендуется, так как го­рючее инактивирует поверхностно-активное вещество и разру­шает пену.

Пары несим-диметилгидразина легко самовоспламеняются с такими окислителями, как азотная кислота, четырехокись азота, пероксид водорода и галогенсодержащие соединения.

Гидразин жидкий безводный достаточно стоек и невзрыво­опасен. В отсутствие катализаторов наблюдается его разложе­ние (в незначительной мере) при нагревании до температуры 275 °С. Пары же гидразина представляют большую пожарную опасность. Температура вспышки безводного гидразина состав­ляет 52 С. Смеси паров гидразина с воздухом воспламеняются при концентрации гидразина в пределах 4,7—100% (об.) и го­рят фиолетовым пламенем. Жидкий гидразин при температуре 40 °С имеет давление паров над раствором достаточное для со­здания концентрации его в воздухе выше 4,7% (об.). Поэтому воздух, насыщенный парами гидразина, при любой температу­ре выше 40 °С представляет собой легковоспламеняющуюся смесь. Воспламеняемость паров гидразина можно снизить раз­бавлением его инертными газами [4]..

Водные растворы гидразина обладают меньшей воспламе­няемостью, чем безводный гидразин. Такие растворы, содер жащие менее 40% гидразина, не воспламеняются (рис. 5.8). Поэтому для тушения воспламенившегося гидразина и исполь­зуют воду.

Помещения, в которых ведутся работы с гидразином, долж­ны хорошо проветриваться во избежание образования взрыво­опасных смесей с воздухом. Электрическое оборудование всех типов, применяемое на участках, где могут присутствовать па­ры гидразина, должно быть во взрывобезопасном исполнении.

Все металлическое оборудование, контактируемое с гидрази­ном, заземляют с целью предупреждения образования стати­ческого электричества.

Гидразинные горючие обладают сильным токсическим дей­ствием. Наиболее опасно вдыхание их паров. Предельно до­пустимая концентрация паров несим-диметилгидразина в воз­духе составляет 0,1 мг/м³. По запаху можно обнаружить в воз­духе опасное содержание паров НДМГ лишь при концентрации в 50 раз выше допустимой.

Вдыхание паров несим-диметилгидразина вызывает кашель, боли в грудной клетке, хрипоту и учащенное дыхание. При вды­хании больших объемов паров горючего возможны потеря сознания и судороги с последующим наступлением состояния прогрессирующей депрессии. Пострадавшего от отравления несим-диметилгидразином следует немедленно удалить из зоны заражения, обеспечить ему покой и непрерывно подавать кис­лород, а затем госпитализировать. Как правило, НДМГ не вы­зывает хронических отравлений, и состав крови восстанавли­вается через 6 недель.

Для предупреждения отравления все работы с этим горючим следует проводить в фильтрующих противогазах, защитной одежде, резиновых сапогах и перчатках. Если концентрация горючего в воздухе производственного помещения слишком вы­сока, нужно воспользоваться изолирующими и шланговым про­тивогазами. Поскольку НДМГ сильно адсорбируется защитной спецодеждой, ее нельзя хранить в жилых и служебных поме­щениях.

По воздействию на организм человека гидразин и несим-диметилгидразин во многом аналогичны. Однако в ряде слу­чаев токсическое действие гидразина более опасно. При попа­дании на кожу он разъедает ее. Пораженные участки кожи следует лечить так же, как залечивают ожоги, полученные от воздействия сильных щелочей. При длительном воздействии паров гидразина на глаза могут возникнуть ожоги. Предельно допустимая концентрация гидразина в воздухе составляет 0,1 мг/м³ [4].

Нейтрализация (обезвреживание) технических средств. Пос­ле работы с гидразинным и аминным горючими эта операция может осуществляться с использованием различных раствори­телей—трихлорэтилена, тетрахлоруглерода или их смеси с бен­зином. Ввиду высокой испаряемости указанных растворителей остатки их легко удалить из нейтрализуемых объектов путем продувки горячим воздухом от воздухоподогревателя или воз­духом от компрессора. Сравнительно низкая температура за­мерзания растворителей позволяет успешно использовать их в зимнее время.

Для нейтрализации технических средств летом после работы с гидразинным горючим, если отсутствуют хлорорганические растворители, можно использовать 1,5%-и водный раствор би-

хромата калия или натрия. Нейтрализацию и зачистку резер­вуаров, железнодорожных цистерн и бочек из-под аминного горючего можно также производить 0,5 %-м водным раствором моющего препарата. Поверхности, загрязненные аминным го­рючим, обрабатывают сильной струёй раствора моющего пре­парата. Водный раствор препарата растворяет триэтиламин и практически не растворяет ксилидин. В результате триэтила­мин переходит в раствор, а ксилидин выносится в виде эмуль­сии, которая быстро расслаивается, и ксилидин всплывает на поверхность.

Во^ избежание атмосферной коррозии резервуары из углеро­дистой стали, обработанные раствором моющего препарата, защищают 0,3 %-м водным раствором нитрита натрия (этот раствор можно использовать многократно). Для разбавления в резервуарах несливаемых остатков гидразинных и аминных горючих и нейтрализации технических средств, бывших в кон­такте с такими горючими, при температуре ниже 0°С приме­няют керосин.

Качество нейтрализации технических средств оценивают по остаточной концентрации в них паров горючих через 2 ч и дополнительно через сутки после окончания нейтрализации. Если индикаторные трубки (или бумажки) показывают нали­чие недопустимой концентрации паров горючих, нейтрализа­цию повторяют, дополнительно обрабатывая их нейтрализую­щими жидкостями.

Промывочную воду после нейтрализации технических средств, содержащую гидразинное горючее, нейтрализуют гипохлоритом кальция (хлорной известью) или солью Са(СlO)2-•ЗН2О (называемой солью ДТС ГК). Отработанный керосин с растворенными в нем остатками горючих сжигают на метал­лических противнях или в небольших емкостях в специально отведенных и оборудованных для этих целей местах. Из раст­вора моющего препарата после нейтрализации аминного горю­чего ксилидин удаляют с поверхности раствора и сжигают;

растворенный триэтиламин обезвреживают хлорной известью или ДТС ГК.

При проливах гидразинных и аминных горючих зараженный слой грунта удаляют механическим путем и выжигают в пожаробезопасном месте. Когда такой способ неприменим, грунт обезвреживают с помощью кашицы ДТС ГК или хлорной из­вестью. Операция нейтрализации длится около 1 ч, после чего проверяют полноту нейтрализации.

Все работы по нейтрализации технических средств и проли­вов горючих следует проводить в защитной одежде и противо­газах с соблюдением установленных правил техники безопас­ности

Раздел //

Реактивные топлива

Глава 6

УСТРОЙСТВО ВОЗДУШНО-РЕАКТИВНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ И ОСОБЕННОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ В НИХ ТОПЛИВ

Успехи в развитии современной авиации неразрывно связаны с созданием и совершенствованием воздушно-реактивных дви­гателей (ВРД). На борту летательного аппарата, оснащенного таким двигателем, нет необходимости размещать запас окисли­теля, как в ракете. Это позволяет значительно увеличить запас топлива, а следовательно, продолжительность работы двигате­ля и полета летательного аппарата.

По способу предварительного сжатия воздуха, поступаю­щего в камеру сгорания, воздушно-реактивные двигатели под­разделяют на: 1) бескомпрессорные, в которых воздух сжи­мается только за счет скоростного напора, и 2) компрессорные, где воздух сжимается компрессором. К первой группе относят­ся прямоточные (ПВРД) и пульсирующие (ПУВРД) двигате­ли, а ко второй—газотурбинные (ГТД).

Оснащение самолетов воздушно-реактивными двигателями позволило существенно улучшить их аэродинамические свой­ства и увеличить скорость. Уже первые самолеты с газотурбин­ными двигателями имели скорость ~ 950 км/ч, что на 25% пре­вышало рекордную скорость, достигнутую самолетом со спе­циальным гоночным поршневым двигателем — 756,6 км/ч.

При создании первых авиационных воздушно-реактивных двигателей использовали существовавшие в тo время освети­тельный и тракторный керосины. Однако в скором времени выяснилось, что дальнейшее совершенствование ВРД и лета­тельных аппаратов невозможно без создания новой, не изве­стной ранее группы топлив—реактивных (авиационные керо­сины и топливо широкого фракционного состава)

Газотурбинные двигатели, в том числе двигатели авиационного типа, в дальнейшем начали использовать также в качестве силовых установок на­земной техники и некоторых кораблей, в народном хозяйстве в качестве привода электрогенераторов на тепловых и передвижных электростанциях, локомотивах (газотурбовозах) и т д На этих типах газотурбинных двига­телей применяют дизельное и близкое к нему по качеству газотурбинное топлива.

6.1. УСТРОЙСТВО И ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ВОЗДУШНО-РЕАКТИВНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

Устройство авиационных газотурбинных двигателей. Простей­шим по конструкции является прямоточный двигатель, его принципиальная схема показана на рис. 6.1. Чтобы такой дви­гатель развивал тягу, летательному аппарату необходимо обес­печить некоторую начальную скорость, а воздушной струе, вы­ходящей из сопла, — скорость, превышающую скорость полета. При этом в камеру сгорания будет поступать воздух, сжатый в диффузоре под действием скоростного напора. В результате сгорания топлива в камере сгорания двигателя температура воздуха повысится. Нагретый газ будет стремиться расширить­ся и оказывать давление во всех направлениях. В диффузоре он встречает противодавление струи воздуха, входящей туда, поэтому газ выходит через сопло, где приобретает необходи­мую скорость, превышающую скорость полета летательного аппарата.

Указанные особенности рабочего процесса обусловливают главный недостаток прямоточного двигателя: он не может со­здавать тяги при работе на месте, когда в камере сгорания от­сутствует избыточное давление от скоростного напора. Поэто­му для подобного летательного аппарата необходим стартовый двигатель другой конструкции, например ракетный.

Пульсирующий воздушно-реактивный двигатель не имеет этого недостатка, так как снабжен органами распределения, которые в период сгорания отделяют камеру сгорания от вход­ного устройства, а иногда и от реактивного сопла. Сила тяги в пульсирующем двигателе создается следующими друг за другом импульсами благодаря пульсирующему истечению га­зов через реактивное сопло. Широкого распространения такие двигатели не получили; они могут быть установлены, напри­мер, на самолетах-снарядах [125].

Применение на пилотируемом летательном аппарате пуль­сирующего двигателя или комбинированной силовой установки на базе прямоточного двигателя нецелесообразно. В связи с этим в настоящее время в качестве основных двигателей само­летов и вертолетов используют газотурбинные. В них давление

Рис. 6.1. Схема прямоточного воздушно-реактивного двигателя:

1 — диффузор; 2 — форсунки и стабилизатор пламени, 3 — камера сгорания; 4 — сопло

Характеристики

Список файлов книги