Химмотология ракетных и реактивных топлив (1043407), страница 31

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

Текст из файла (страница 31)

Основной особенностью топлива Т-6 является высокая плот­ность р20>=840 кг/м³. Это может быть достигнуто за счет глу­бокого гидрирования керосино-газойлевой фракции прямой пе­регонки отдельных нефтей или каталитического крекинга с пределами выкипания 195—315 °С. При этом из топлива уда­ляются сернистые соединения, смолистые вещества и неста­бильные углеводороды, а большая часть ароматических угле­водородов превращается в цикланы. Топливо обладает высоки­ми энергетическими свойствами. Для снижения окисляемости в него вводят ионол.

Топливо Т-8В имеет температурные пределы выкипания 165—280 °С. Оно может быть получено гидроочисткой, гидро-деароматизацией (ужесточенным режимом гидроочистки) пря-могонных фракций нефти или гидрокрекингом вакуумного га-

зойля. В топливо Т-8В могут добавлять те же присадки, что и

в топливо РТ.

Нормы по показателям качества термостабильных топлив приведены в табл. 8.4. В топливах РТ, Т-8В и Т-6 должны от­сутствовать сероводород (для Т-6 норма устанавливается на месте производства), водорастворимые кислоты и щелочные соединения, а также механические примеси и вода, мыла наф­теновых кислот (для РТ). Топлива должны выдерживать испы­тания на медную пластинку. В случае Топлива РТ допускается изменение цвета пластинки до оранжевого, темно-оранжевого или малинового, а также отдельные пятна тех же цветов, при этом до введения присадок пластинка после испытания не должна изменять начального цвета и блеска. Стандартом нор­мируется уровень противоизносных свойств топлива РТ: износ плунжеров натурного насоса-регулятора во время стендовых испытаний не должен превышать 0,2 мм. В случае, разногла­сий предусмотрены определение механических примесей массо­вым методом (ГОСТ 10577—78) и норма—не более 0,0003%.

Фактический уровень качества топлив. Отечественная про­мышленность вырабатывает реактивные топлива, как правило, имеющие запас качества, особенно по показателям, наиболее склонным к изменению при хранении топлив. В зависимости от состава сырья, специфики технологии производства, ассор­тимента и объема получаемых реактивных топлив, изготовлен­ных на различных предприятиях, их качество неодинаково. Данные по фактическим показателям качества топлив ТС-1 и РТ—наиболее массовых топлив—приведены в табл. 8.5

[148].

Различные марки топлив можно использовать на однотип­ных двигателях и летательных аппаратах. В связи с этим важ­но знать, окупаются ли дополнительные затраты при про­изводстве более качественного и, следовательно, более дорогого топлива. Это оценивают, например, по увеличению ресурса авиационной техники или снижению затрат на ее обслужива­ние. Другой вариант оценки — непосредственное сравнение уровня качества различных марок топлив. Для комплексной оценки качества топлива сравнивают значения интегральных показателей, определенных дифференциальным методом [149], который включает в себя следующие операции:

1) выбор базовых значений показателей качества Пб;

2) определение относительных значений показателей каче­ства По путем установления функциональной зависимости меж-

ду фактическими Пф и базовыми Пб значениями каждого еди­ничного показателя: По=f(Пф; Пб);

3) определение коэффициентов весомости Кв относительных значений показателей качества;

4) нахождение интегрального показателя качества Пи по-формуле:

Функциональные зависимости между фактическими и базо­выми значениями показателей качества реактивных топлив-носят различный характер, а в ряде случаев вообще неизвест­ны. Линейная зависимость наблюдается для плотности и теп­лоты сгорания. Для вязкости, люминометрического числа, со­держания ароматических углеводородов и других показателей функции монотонно возрастают или убывают. Некоторые пока­затели характеризуются зависимостями, имеющими экстремаль­ные точки. Так, в отсутствие ПАВ топливо имеет плохие про-тивоизносные свойства, а при избытке ПАВ — высокую эмуль-гируемость. В связи с этим рекомендуется рассчитывать от­дельные показатели, выбрав в качестве базовых средневзвешен­ные фактические значения их для наиболее распространенного топлива ТС-1 с учетом фактического (или допустимого) диа­пазона изменения показателей для всего ассортимента реак­тивных топлив. В таком случае

где dПф—наблюдаемый (или допустимый) диапазон изменения единично­го показателя качества топлива; плюс—для случая, когда стандарт на топливо ограничивает максимальное значение показателя качества, минус— минимальное значение.

При расчете по формуле функциональные связи между фак­тическими значениями показателей качества и эффектом от применения топлива можно принять линейными. Коэффициенты весомости показателей качества топлив ТС-1 и РТ, найденные методом экспертных оценок, даны в табл. 8.5. Следует под­черкнуть, что максимальные значения имеют показатели, опре­деляющие аттестацию топлива ТС-1 на высшую категорию ка­чества (см. табл. 8.3).

С учетом средних значений показателей качества реактив­ных топлив различных марок [149] расчет интегральных пока­зателей качества выполнен по двум вариантам: а) в предполо­жении, что коэффициенты весомости всех показателей равны друг другу, т. е. фактически без учета коэффициентов весомо­сти, и б) с учетом значений коэффициентов весомости. Полу­ченные зависимости представлены на рис. 8.1.

Как видно, диапазон изменений уровня качества реактив­ных топлив различных марок в первом варианте расчета не-

Ряй. 8.1. Интегральные показате­ли качества реактивных топлив

сколько уже, однако поря­док распределения топлив по возрастанию их уровня качества остается прежним:

Т-1 из сахалинских нефтей, Т-1 из бакинских неф­тей, Т-2, ТС-1, Т-8 и РТ. Сравнительно низкое значение уровня качества топлива Т-8 объясняется отсутствием в нем присадок и невысо­кими противоизносными свойствами, косвенно оцениваемыми по кислотности. Полученные результаты подтверждают прогрес­сивность тенденции развития нефтеперерабатывающей промыш­ленности, предусматривающей расширение выпуска гидроочищенных топлив и сокращение производства топлива Т-1.

Вместе с тем следует отметить, что данная методика при оценке уровня качества учитывает только уровень эксплуата­ционных свойств топлив, т. е. степень удовлетворения требова­ний к топливам по надежности и эффективности эксплуатации авиационной техники. Если же учитывать факторы, связанные с ресурсами топлив и затратами на их производство, соотно­шения между интегральными показателями качества топлив РТ, ТС-1 и Т-2 будут более близкими. По изложенной выше методике оценены интегральные показатели качества топлива ТС-1, вырабатываемого на различных предприятиях (в рас­чете учитывался только фактически наблюдаемый интервал изменения показателей топлива этой марки—Пф). Установлено, что значение интегрального показателя для ТС-1 изменяется в пределах 95—115 единиц; приблизительно 30% вырабатываемого топлива имеет Пи>=105.

Глава 9

ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ СВОЙСТВА ТОПЛИВ

Химмотология выделяет и изучает следующие эксплуатацион­ные свойства реактивных топлив: прокачиваемость, испаряе­мость, воспламеняемость, горючесть, склонность к образованию отложений, совместимость с конструкционными материалами, фрикционные, противоизносные, защитные и охлаждающие свойства, а также токсичность [152]. Каждое из этих свойств определенным образом связано с физико-химическими свойства­ми и показателями качества топлива. Взаимосвязь эксплуата­ционных свойств с показателями качества реактивных топлив показала в табл. 9.1.

9.1. ПРОКАЧИВАЕМОСТЬ

Важное значение прокачиваемости как эксплуатационного свой­ства реактивных топлив определяется большим объемом топ­лива, размещаемого на борту летательного аппарата, и его расходом во время полета, необходимостью многократного пе­рекачивания по топливной системе в ходе полёта, возможностью значительного охлаждения и нагрева, резким снижением атмо­сферного давления при наборе высоты. Нарушение подачи топ­лива возможно вследствие следующих причин:

повышения его вязкости в процессе охлаждения выше рас­четной;

выделения в топливе твердой фазы (кристаллов воды или углеводородов);

загрязнения' (блокирования) фильтров механическими при­месями, находящимися в топливе и попадающими из атмо­сферного воздуха;

выделением из топлива паров и растворенных газов.

Возможность возникновения указанных процессов зависит от углеводородного состава топлива, наличия в нем воды, ме­ханических" примесей, поверхностно-активных веществ и харак­теризуется степенью чистоты, текучести, фильтруемости и по­верхностной активности топлив.

Степень чистоты. По техническим требованиям в топливе содержание воды и механических примесей не должно быть в таком количестве, которое обнаруживается невооруженным глазом в стеклянном цилиндре диаметром 40—55 мм, запол­ненном топливом. Для удаления воды и механических приме­сей на аэродромах топливо отстаивается, неоднократно фильт­руется через фильтры и фильтры-сепараторы при сливе из транспортных средств, перекачивании в отстойные резервуа­ры, при выдаче в топливозаправщик или в систему централи­зованной заправки (5—10 мкм) и при заправке самолетов че­рез фильтры топливозаправщиков или централизованных за­правщиков (5—7 мкм). В системе питания самолета топливо также фильтруется через фильтры (12—16 мкм) летательного аппарата. Необходимость такого многоступенчатого фильтро­вания объясняется тем, что появление микрозагрязнений в топливе возможно как в результате загрязнения извне (напри­мер, атмосферной пылью), так и вследствие коррозии метал­лов и непрерывного окисления углеводородов и гетероатомных соединений в процессе хранения топлива.

Содержание механических примесей в топливе, по данным КИИ ГА, приведено в табл. 9.2. В состав загрязнений реак­тивного топлива кроме минеральных и органических веществ входит вода. Соотношения между указанными веществами характеризуют данные табл. 9.3 [150].

В формировании загрязнений наряду со структурной вла­гой участвуют микрокапли эмульсионной воды. В связи с вы­сокой поверхностной активностью воды на поверхности капель собирается микродисперсная фаза, состоящая из частиц мине­рального происхождения. На этой первичной частице адсорби­руются смолы и другие ПАВ, присутствующие в топливе, и ча­стицы загрязнений укрупняются.

Увеличение числа частиц загрязнений наблюдается на по­верхности раздела топливо—отстойная вода.

Характеристики

Список файлов книги