Химмотология ракетных и реактивных топлив (1043407), страница 43

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

Текст из файла (страница 43)

/ — настроечная поверхность;

2 — оценочная трубка нагрева­теля, 3—лампочка подсвета, 4—считывающая каретка, 5— фотосояротивление, 6 — автома­тический потенциометр

камеры сгорания, ус­ловно принимают за предел устойчивого сгорания топлива на богатых смесях, а со­став смеси, соответст­вующий срыву пламени,—за предел устойчивого горения на бедных смесях. Суть испытания заключается в том, что состав смеси при работе установки постепенно обогащают, повышая давление подачи топлива до появления на выходе из камеры сгорания начала факела. Для фиксирования предела устойчи­вого горения топлива на бедных смесях плавно уменьшают по­дачу топлива до срыва пламени. В моменты появления факела на выходе из камеры сгорания и полного угасания пламени в ней измеряют расходы топлива и воздуха. Допускаемые рас­хождения между двумя параллельными испытаниями не бо­лее 5%.

Массу образующегося нагара определяют при работе уста­новки на таком режиме: Gв==0,25 кг/с, tв=60°С, . После 1 ч работы камеру сгорания разбирают, среднюю часть жаро­вой трубы с отложившимся в ней нагаром взвешивают и по разнице масс камеры сгорания до и после испытаний находят массу нагара. Допускаемые расхождения между параллельны­ми определениями не должны превышать 20%.

Индекс термостабильности и температуру начала образова­ния отложений определяют на установках ДТС-2 и ДТС-2М. Сущность испытания на обеих установках заключается в сле­дующем. Испытуемое топливо прокачивают с постоянным рас­ходом вдоль оценочной трубки нагревателя, который имеет за­данное температурное поле. По массе образовавшихся отложе­ний на металлической поверхности и температуре начала их об­разования оценивают термоокислительную стабильность топли­ва. Эти показатели определяют путем регистрации яркости све­та, отраженного от поверхности оценочной трубки.

Установка ДТС-2 включает испытательный и измерительный блоки. Испытательный блок аналогичен установке ДТС-1М (ГОСТ 17751—79), за исключением конструкции нагревателя, состоящего из двух трубок, вставленных одна в другую. Этот нагреватель размещен внутри оценочной трубки. Температуру топлива измеряют с помощью 6 термопар, расположенных че­рез 105 мм по длине нагревателя на расстоянии 1,5 мм от по-

верхности оценочной трубки. Схема измерительного блока пока­зана на рис. 11.3. Оценочная трубка устанавливается в фокусе считывающей каретки 4, на которой размещены две лампочки 3, освещающие участок поверхности трубки, и фотосопротивле­ние 5, формирующее на входе автоматического потенциометра 6 электрический сигнал, пропорциональный яркости отраженного света и записываемый на диаграммную ленту потенциометра. Настраивается прибор с помощью зеркальной поверхности.

В топливный бак установки закачивают 10 л топлива. За на­чало испытания считают время выхода на рабочий режим, ко­торый характеризуется следующими параметрами:

По истечении 5 ч испытания оценочную трубку вынимают из установки, выдерживают в изооктане и высушивают при ком­натной температуре. Измеряют отражательную способность по­верхности оценочной трубки в измерительном блоке. Графиче­скую запись отраженной способности проводят на диаграмме с оценкой состояния поверхности трубки до испытания. Масса отложений графически выражается площадью, ограниченной кривыми, полученными при оценке отражательной способности поверхности трубки до и после испытаний. Индекс термоста­бильности вычисляют как частное от деления массы отложе­ний, образовавшихся при испытании исследуемого топлива, на массу отложений, полученных при испытании эталонной жидко­сти (91% об. гексадекана и 9% об. -метилнафталина).

Температуру начала образования отложений tн.o находят по полученной диаграмме путем линейной интерполяции темпера­туры термопар, расположенных слева и справа от точки, кото­рая обозначает появление первых отложений. Доверительный интервал определения при 95%-й надежности составляет ±15% для индекса термостабильности и ±7,0% для температу­ры начала образования отложений.

Термоокислительную стабильность на установке ДТС-2М оп­ределяют по методу [222], предназначенному для оценки термо­окислительной стабильности реактивных топлив в условиях, имитирующих режимы полета сверхзвуковых самолетов. Сущ­ность метода заключается в оценке склонности реактивных топ­лив к окислению с образованием продуктов, способных отла­гаться на металлической поверхности и забивать поры фильт­рующих элементов при одноразовом прокачивании топлива, предварительно нагретого в баке установки и узлах контрольных элементов.

Термоокислительную стабильность топлива оценивают по средней скорости возрастания перепада давления на контроль-

Рис. 11.4. Схема установки ДТС-2М для определения термоокислительной стабильности .реактивных топлив:

/—топливный бак; 2 — электроподогревателя; 3 — заправочная трубка; 4— термопары;

5—заборная трубка, 6 — барботажная трубка; 7—система предварительного фильтро­вания в заправки топлива; в—краны; 5—топливные фильтры; /О—насос; //—ворон­ка; 12—оценочная трубка; 13, 14—контрольные вставки; IS—корпус контрольных эле­ментов; 16—контрольный фильтр; 17—узел контрольного фильтра; 18—кран перепуска топлива; 19— датчик перепада давления; 20 — холодильник; 21— ротаметр; 22—мано-вакуумметры; 23 — штрихпробер; 24— емкость для слива топлива; 25—система вытес­нения топлива; 26—баллон; 27—редуктор; 29—регулятор давления; 29— кран тонкой регулировки; 30 — предохранительный клапан

ном фильтре, индексу термостабильности и температуре начала образования отложений. Таким образом, отличием этого метода от метода определения термической стабильности на установке ДТС-2 является предварительный нагрев топлива в баке, что, как считают, имитирует условия пребывания топлива в системе самолетов при продолжительном сверхзвуковом полете.

Установка ДТС-2М (рис. 11.4) сочетает в себе функции двух установок: ДТС-1М и ДТС-2. В этой установке вместо насосной системы подачи топлива на контрольные элементы использова­на вытеснительная—с помощью сжатого газа: воздуха, азота, гелия и т. п. Введен нагрев топлива в баке, что позволяет про­водить испытание на предварительно нагретом (до 150 °С) топ­ливе при давлении в баке до 1,0 МПа. Отсутствуют участки ох­лаждения на пути топлива от бака к нагревательной оценочной трубке и далее к контрольному фильтру за счет непосредствен­ной состыковки этих узлов без соединительных необогреваемых

трубопроводов. Подготовка топливного бака, оценочной трубки, контрольных фильтров к работе установки в принципе не отли­чается от аналогичных операций с установками ДТС-1 и ДТС-2.

Топливо (10 л) фильтруют через фильтры (размер пор 12— 16 мкм и ~1 мкм). Испытания на установке можно вести с на­гревом топлива и без нагрева его в баке (во втором варианте это равнозначно испытанию на установке ДТС-2). Выводят ус­тановку на следующий рабочий режим:

Испытание проводят до достижения указанных температур в течение 3 ч с нагревом и в течение 5 ч без нагрева топлива "в баке либо до достижения предельного перепада давления топ­лива на контрольном фильтре, равного 83 кПа. Средняя ско­рость роста перепада давления топлива на контрольном фильт­ре и, Па/мин—это отношение перепада давления топлива (АР, Па) ко времени подачи топлива через контрольный фильтр (т, мин):

Индекс термостабильности и температуру начала образования отложений определяют так же, как и при испытаниях на уста­новке ДТС-2.

При испытаниях без нагрева топлива в баке на установке ДТС-2М максимальная относительная погрешность измерения не зависит от абсолютного значения полученной величины и для tн.o, ИТ и со равны 3,0, 12,5 и 15,3% соответственно. При испы­таниях с нагревом топлива в баке относительная погрешность измерения а» составляет до 37%, если со находится в диапазоне 13—46 Па/мин, и 8%, если и составляет 750—920 Па/мин. От­носительная погрешность измерения индекса стабильности со­ставляет 6,0—12,0% в диапазоне ее величин 0,17—0,36.

Коррозионные потери меди и бронзы длительное время опре­деляли по ГОСТ 18598—73. Недостатком метода является дли­тельность испытания (пять периодов по 5 ч) и значительный объем топлива — 8 л. В связи с этим ВНИИ НП разработан экс­пресс-метод определения коррозионной активности реактивных топлив по отношению к меди. Пластинку (50Х150 мм) из медной фольги дважды выдерживают в свежей порции (125 мл) испы­туемого топлива при 150 °С в течение 2 ч. С этой целью ис­пользуют термостат ТСРТ-2. После двух этапов нагрева в кон­такте с топливом пластинку очищают и взвешивают. Расхожде-

ния между параллельными определениями не превышают 0,02 г/м². Применение медной фольги в этом методе значительно увеличивает площадь контактирующей с топливом поверхности металла, что позволяет в несколько раз сократить время испы­таний (в сравнении с ГОСТ 18598—73) и уменьшить погреш­ность определения.

Содержание металлов V, Мо, Со, W и Ni определяют атом-но-абсорбционным методом [215], основанным на измерении ве­личины резонансного поглощения аналитических линий указан­ных элементов в атомных спектрах анализируемого топлива. Из­мерение проводят атомно-абсорбционным спектрофотометром вы­сокого класса, типа IL-453 или Perkin-Elmer-303, при пламенной атомизации металлов в пламенах воздух — ацетилен и оксид азота (NzO) — ацетилен.

Перед испытанием готовят эталонные растворы органических соединений V, Мо, Со, Ni (в топливе) и W (в воде) в интервале концентраций этих металлов 1*10-⁴—l*lO-5%. Пробу топлива (7—8 мл) сжигают. Для определения W сжигают водный рас­твор сухого остатка испытуемого топлива.

По данным анализа эталонов строят градуировочные графи­ки, по которым находят концентрацию металлов в испытуемом топливе. Чувствительность определения составляет 1*10-5% по ванадию, молибдену и никелю, 6- 10-⁶% по кобальту и 2,5-10-⁶% по вольфраму. Погрешность определения не превышает 50% для нижнего значения концентраций.

Предел прочности и относительное удлинение резины при растяжении. Сущность метода [223] заключается в двухстадий-ной обработке образцов резины при повышенной температуре. На первой стадии при температуре 150 °С в течение 4 ч из рези­ны цетаном, из которого предварительно удален растворенный кислород, экстрагируют антиокислители. На второй стадии ре­зина подвергается воздействию испытуемого топлива в присут­ствии кислорода воздуха при 140 °С в течение 4 ч. Степень воз­действия топлива на резину оценивают по указанным показате­лям образцов резины (в соответствии с ГОСТ 270—75).

Период старения нитрильной резины. Метод [224] заключа­ется в том, что образцы резины ИРП-1078 выдерживают в на­гретом циркулирующем топливе, через которое барботирует воздух Испытание ведут этапами по 3 ч со сменой топлива пос­ле каждого этапа Период старения резины определяют по чис­лу этапов испытаний, после которых предел прочности и относи­тельное удлинение резины изменяются не более чем на 50%. С этой целью используют стеклянный прибор ЦИТО-С (рис. 11.5) с термосифонным принципом циркуляции топлива. Во внутреннем кольцевом зазоре прибора между электронагре­вателем 5 и стеклянной трубкой 6 топливо нагревается. Подни­маясь вверх, через верхние циркуляционные отверстия в трубке оно поступает в резервуар в верхней части прибора, где устанав­ливают образцы резины. На смену ему через нижние циркуля-

ционные отверстия поступает новая порция топлива из внеш­него кольцевого зазора между корпусом 4 прибора и стеклян­ной трубкой 6. В прибор заливают 300 мл испытуемого топли­ва; в процессе испытания поддерживают температуру топлива у лопаток на уровне 135±2°С.

Характеристики

Список файлов книги