Химмотология ракетных и реактивных топлив (1043407), страница 42

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

Текст из файла (страница 42)

от режима работы топливорегулирующих агрегатов отечествен­ной техники. Топлива капиталистических стран, допущенные к применению на отечественной авиационной технике с ограниче­нием ресурса топливно-регулирующей аппаратуры, приведены в табл. 10.6 [214].

При работе на указанных зарубежных топливах ресурс се­рийных плунжерных топливных агрегатов может быть сокращен

до 30% от установленной продолжительности. Топливо Jet A имеет температуру кристаллизации —40 °С и применяется с со­ответствующими ограничениями и учетом возможности контроля фактической температуры топлива в баках самолета. При пони­жении температуры топлива до температуры начала кристалли­зации необходимо изменить высоту полета или увеличить ско­рость.

• Топливо содержит противообледенительную присадку—Fuel System Icing Inhibitor.

Топливо JP-4 и Jet В допускают к применению на самоле­тах и вертолетах наряду с топливом Т-2 и принятыми для него ограничениями. Из-за повышенной агрессивности топлива к ре­зинам ограничивается ресурс работы серийной топливно-регу-лирующей аппаратуры с температурным режимом до 100 °С при работе на топливах Turbo А-1 (Перу) и АТК (Ирак) до 350 ч, JetA-1 (Йемен) —до 200 ч. При температурном режиме топлив-но-регулирующей аппаратуры до 120 °С их ресурс на указанных топливах ограничивается до 100 ч.

Глава 11

КВАЛИФИКАЦИОННЫЕ ИСПЫТАНИЯ РЕАКТИВНЫХ ТОПЛИВ

Квалификационные испытания реактивных топлив играют важ­ную роль в общей системе государственных испытаний топлив, масел, смазок и специальных жидкостей. Комплекс квалифика­ционных методов впервые был разработан в 1968 г., и его при­менение позволило сократить длительность испытаний новых об­разцов топлив с 3—4 лет до 3—4 недель, при этом сэкономлено в среднем ж 500 тыс. руб. на каждом испытании. Совершенство­вание авиационных двигателей связано с их дальнейшим ус­ложнением, а следовательно, и удороженном, поэтому в настоя­щее время экономический эффект от применения комплекса ме­

тодов еще больше. Ежегодно по этому комплексу испытывают более десятка образцов реактивных топлив, т. е. экономия ис­числяется миллионами рублей.

11.1. КОМПЛЕКС МЕТОДОВ КВАЛИФИКАЦИОННЫХ ИСПЫТАНИЙ

Первоначально созданный комплекс методов квалификационных испытаний реактивных топлив не имел строгого научного обос­нования всех включенных в него методов. Однако он нашел ши­рокое и успешное распространение при оценке качества образ­цов топлив, полученных по измененной технологии на новых за­водах из нефтяного сырья новых месторождений. В последую­щем в работах многих исследователей [215—217] были предло­жены совершенствования классификации эксплуатационных свойств топлив и уточнение терминологии в этой области. По ряду вопросов эти предложения существенно расходились, тем не менее на основе обобщения современных данных рядом орга­низаций различных ведомств была подготовлена новая редакция стандарта ГОСТ 4.25—83 «Номенклатура показателей качества топлив». Этот стандарт по существу подводит итоги очередного этапа развития химмотологии. В нем на современном научном уровне даны классификация эксплуатационных и физико-хими­ческие свойства топлив, в том числе реактивных, перечень по­казателей их качества, которыми в настоящее время можно до­статочно полно охарактеризовать все эти свойства.

Методы испытаний и их объем при квалификационной оценке реактивных топлив на современном этапе представлены в гл. 9 (см. табл. 9.1).

Вначале комплексом квалификационных методов и стандар­тами на реактивные топлива не предусматривалось определение многих показателей, таких, как давление насыщенных паров при 100 °С и выше, температура самовоспламенения, температурные и концентрационные пределы воспламенения, удельная электри­ческая проводимость, индекс термостабильности, температура начала образования отложений, предел прочности, относитель­ное удлинение и период старения резины, изменение твердости герметика, показатель износа в условиях комбинированного тре­ния, удельная теплоемкость, теплопроводность, токсичность, вре­мя окисления "и период индукции. По мере развития авиацион­ной техники и технологии производства реактивных топлив не­которые из этих показателей приобрели важное практическое значение. Так, увеличение температуры топлива в баках и топ­ливных системах летательных аппаратов в связи с повышением скоростей полета и теплонапряженности двигателей потребовало регламентации давления насыщенных паров топлив при темпе­ратурах 100—250 °С, а следовательно, и разработки методов оп­ределения этого показателя в указанном интервале температур.

Рис. 11.1. Прибор для из­мерения давления насы­щенных паров жидкости:

1 — вентили, 2 — вакуумметр;

3 — корпус; 4 — термометр, 5 — ограничитель; 6 — сильфов; 7 — дозатор, 8 — охлаждающий ка­нал, 9 — электронагреватель;

10—крышка; 11—разрезная шайба

Возрастание скоро­стей заправки лета­тельных аппаратов топ­ливом в сочетании с увеличением тонкости фильтрования привело к необходимости конт­роля степени электри­зации топлив и разработки метода определения удельной элект­рической проводимости. Повышение теплонапряженности топ­ливных систем летательных аппаратов и связанное с этим уже­сточение требований к термостабильности топлив выявило не­достаточность существовавших ранее методов оценки этой ха­рактеристики и целесообразность разработки новых методов, с помощью которых более полно определяется склонность топ­лив к отложениям при повышенных температурах (определение индекса термостабильности и температуры начала образования отложений).

Расширение использования термостабильных топлив, пред­ставляющих собой гидрогенизационные нефтяные фракции без присадок, вызвало ряд отрицательных явлений, связанных своз-действием таких топлив на резины и герметики, контактирую­щие с топливом в топливных системах летательных аппаратов. Это привело к необходимости разработки методов определения предела прочности резины при растяжении, ее относительного удлинения и периода старения, а также изменения твердости герметика, находящегося в контакте с реактивным топливом. Ускоренное изменение качества указанных гидрогенизационных топлив по сравнению с обычными прямогонными и сокращение вследствие этого допустимых сроков хранения на складах вы­явили потребность оценить лабораторным методом склонность топлив к изменению качества в условиях хранения (определение времени окисления и периода индукции).

Совершенствование комплекса квалификационных методов испытаний реактивных топлив и опыт их использования показы­вают, что указанные методы (см. табл. 9.1) не следует рассмат­ривать изолированно от методов, входящих в стандарты на топ­лива (они также приведены в таблице). При квалификационной оценке качество реактивных топлив необходимо устанавливать путем определения показателей, предусмотренных как комплек­

сом квалификационных методов, так и стандартами на топлива. Такой подход позволяет с наибольшей полнотой охарактеризо­вать эксплуатационные свойства топлив.

В настоящее время определяются все (за исключением ох­лаждающих свойств и токсичности) эксплуатационные свойства реактивных топлив, причем ряд свойств, например прокачивае-мость, горючесть, совместимость с материалами и другие, ха­рактеризуются значительным числом показателей (до 12). Неко­торые показатели, такие, как вязкость, кислотность и другие, одновременно характеризуют несколько эксплуатационных свойств (прямо или косвенно).

Большинство методов, входящих в комплексы методов ква­лификационных испытаний и предусмотренных стандартами на реактивные топлива, уже стандартизовано; остальные являются междуведомственными. Многие из этих методов подробно опи­саны в работе [218]. Учитывая, что при применении того или иного стандартизованного метода следует обращаться к соответ­ствующему стандарту, здесь будут описаны нестандартизован­ные еще квалификационные методы с учетом изменений, про­шедших после выхода из печати указанной выше работы.

11.2. НЕСТАНДАРТИЗОВАННЫЕ МЕТОДЫ КВАЛИФИКАЦИОННЫХ ИСПЫТАНИЙ

Давление насыщенных паров топлива (метод разработан А. А. Соловьевым и Б. А. Маловым [219]). Определение прово­дят в специальном сильфонном приборе (рис. 11.1) при темпера­турах от 20 до 200 °С и атмосферном давлении. Испытуемый об­разец топлива, помещенный в рабочую полость герметичной ячейки, нагревается, и при нагревании в результате повышения давления насыщенных паров топлива происходит сжатие силь-фона 6. Повышение давления в рабочей полости ячейки через сильфон и дегазированное вакуумное масло, полностью запол­няющее измерительную полость ячейки, воспринимается измери­тельным прибором—вакуумметром 2. Перед проведением испы­тания из ячейки с помощью вакуум-насоса удаляется воздух. Дозатор заполняют испытуемым топливом и в количестве г» 30 мл подают в ячейку, при этом обеспечивается соотношение объемов парогазовой фазы к жидкой, равное 4:1; Включают электронагреватель 9 с помощью регулятора напряжения, на­гревают и выдерживают топливо при заданной температуре, при которой фиксируют показания вакуумметра 2.

Для повышения точности измерений давления насыщенных паров проводят опыт по определению давления воздуха, выде­лившегося из топлива при испытании. Для этого плавно запол­няют ячейку топливом из дозатора, сжимая тем самым паровоз-душную смесь в ячейке до атмосферного давления. По разност уровней жидкости в дозаторе вычисляют объем, занимаемый па-ровоздушной смесью в ячейке при атмосферном давлении.

Давление насыщенных паров (рнас, гПа) рассчитывают по формуле:

Допускаемые отклонения результатов параллельных опреде­лений по этому методу не должны превышать ±6,5 Па.

Пределы устойчивого горения, полнота сгорания, масса обра­зующегося нагара—эти показатели определяют на малоразмер­ной однокамерной установке с модельной камерой сгорания, вы­полненной по типу камеры сгорания турбореактивного двигате­ля ВК-1 [221].

Схема установки показана на рис. 11.2.

Полноту сгорания топлива оценивают по характеристикам, выражающим зависимость коэффициента полноты сгорания от коэффициента избытка воздуха а. Коэффициенты  и а. рас­считывают по тепловому балансу и газовому анализу при рабо­те установки с расходом воздуха Gв=0,25 кг/с, его температу­рой на входе в установку tв=60⁰C и температурой газов в мер­ном участке, равной 200, 300, 400, 500, 600 и 700 °С. Допускае­мые расхождения между двумя параллельными испытаниями не превышают 0,02.

При определении пределов устойчивого горения состав газо­вой смеси, соответствующий появлению пламени на выходе из

Рис. 112. Схема малоразмерной однокамерной установки:

1- топливные баки, 2—фильтр; 3 — штихпроберы, 4— краны, 5—топливный насос, 6— манометр, 7—малоразмерная камера сгорания, S— приборы, измеряющие расход и дав­ление воздуха, 9—электроподогреватель воздуха, 10—ресивер

Рис. 11.3. Схема измери­тельного блока установки ДТС-2:

Характеристики

Список файлов книги