石油煉制工程--噴氣燃料

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1、1第三節(jié)噴氣燃料(航空煤油）一、噴氣發(fā)動機(jī)的工作過程及其對燃料的要求二、噴氣燃料的燃燒性能三、噴氣燃料的安定性四、噴氣燃料的低溫性能五、噴氣燃料的腐蝕性六、噴氣燃料的清潔度七、噴氣燃料的起電性八、噴氣燃料的潤滑性九、噴氣燃料的牌號一、噴氣發(fā)動機(jī)的工作過程及其對燃料的要求●噴氣燃料用于噴氣發(fā)動機(jī)，噴氣發(fā)動機(jī)與點(diǎn)燃式航空發(fā)動機(jī)相比，有如下特點(diǎn)：①飛行高度高：一般在20000～30000m高空飛行。②飛行速度快：目前飛行速度已提高到3M以上。③發(fā)動機(jī)重量輕：飛行速度越快，重量減輕越多。④燃油轉(zhuǎn)化為功的效率高：飛行速度越高，燃料轉(zhuǎn)化為功的效

2、率也就越高，耗油量越低?！駠姎馐桨l(fā)動機(jī)的分類根據(jù)燃料燃燒所需氧化劑的差別，噴氣發(fā)動機(jī)分為：（1）火箭發(fā)動機(jī)在大氣層外飛行，需自帶氧化劑。一、噴氣發(fā)動機(jī)的工作過程及其對燃料的要求（2）空氣噴氣發(fā)動機(jī)利用空氣中的氧作為氧化劑使燃料燃燒。適合于大氣層中。①無壓氣機(jī)式?jīng)]有壓縮機(jī)構(gòu)，空氣以高速進(jìn)入氣道，在進(jìn)氣道內(nèi)速度逐步轉(zhuǎn)變?yōu)閴毫?。②有壓氣機(jī)式有壓縮機(jī)構(gòu)，壓氣機(jī)。都有核心部件——燃?xì)獍l(fā)生器（壓氣機(jī)、燃燒室和渦輪），故統(tǒng)稱為燃?xì)鉁u輪噴氣發(fā)動機(jī)。一、噴氣發(fā)動機(jī)的工作過程及其對燃料的要求1、渦輪噴氣發(fā)動機(jī)的工作過程●各部件作用：(1)壓縮機(jī)：壓縮空

3、氣，提高空氣壓力以提高熱能利用程度。(2)燃燒室：空氣與燃料混合在此燃燒，產(chǎn)生高溫、高壓氣體，膨脹將熱能轉(zhuǎn)變?yōu)閯幽堋?3)渦輪：將燃燒的部分熱能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，帶動壓縮機(jī)和其它附件工作。(4)尾噴管：使高壓、高溫氣體膨脹和加速?！窆ぷ髟恚?1)進(jìn)氣在噴氣發(fā)動機(jī)中，空氣經(jīng)進(jìn)氣道進(jìn)入離心式壓縮機(jī)，一般是迎面進(jìn)入。(2)壓縮空氣被壓縮，T≈0.3～0.5MPa，P≈150～200℃，30%左右的空氣以40～60m/s的速度進(jìn)入燃燒室。一、噴氣發(fā)動機(jī)的工作過程及其對燃料的要求(3)燃燒壓縮空氣進(jìn)入燃燒室與噴嘴噴出的燃料混合成可燃混合氣并在燃

4、燒室內(nèi)連續(xù)不斷地燃燒。(4)作功燃燒后高溫氣體與70%左右的冷空氣混合后溫度降低，進(jìn)入渦輪。推動渦輪高速旋轉(zhuǎn)帶動空氣壓縮機(jī)工作。然后進(jìn)入尾噴管以高速噴出，產(chǎn)生反作用力推動飛機(jī)前進(jìn)?！衽c汽油機(jī)和柴油機(jī)的區(qū)別（1）在噴氣發(fā)動機(jī)中，燃料與空氣同時進(jìn)入燃燒室，一經(jīng)點(diǎn)燃，可燃混合氣是連續(xù)燃燒的，而活塞式發(fā)動機(jī)的燃料供給和燃燒則是周期性的。（2）活塞式發(fā)動機(jī)燃燒是在密閉的空間進(jìn)行，而噴氣發(fā)動機(jī)則是在30~50m/s的高速氣流中進(jìn)行，故燃燒速度必須大于氣流速度，否則會火焰中斷。一、噴氣發(fā)動機(jī)的工作過程及其對燃料的要求2、噴氣發(fā)動機(jī)對燃料的要求①良

5、好的燃燒性能。熱值、穩(wěn)定性、起動性、生炭性。②良好的潔凈性?？刂茩C(jī)械雜質(zhì)、水、表面活性劑。③良好的低溫性。不析出烴結(jié)晶和冰晶體。④良好的安定性。貯運(yùn)和使用時不變質(zhì)、不產(chǎn)生沉淀。⑤無腐蝕性。燃油系統(tǒng)不發(fā)生液相腐蝕，燃?xì)庀到y(tǒng)不發(fā)生氣相腐蝕。⑥適當(dāng)?shù)臐櫥阅?。滿足燃料泵的潤滑。⑦適當(dāng)?shù)恼舭l(fā)性能。保證燃燒穩(wěn)定，在高空中不產(chǎn)生氣阻，蒸發(fā)損失小。⑧較高的熱值和密度。⑨較小的起電性。二、噴氣燃料的燃燒性能1、噴氣燃料的啟動性、燃燒穩(wěn)定性及燃燒完全度●啟動性?低溫迅速啟動，熄火迅速再點(diǎn)燃。影響因素：自燃點(diǎn)，蒸發(fā)性等●穩(wěn)定性?在高空中不穩(wěn)定的原因主要

6、是氣壓和溫度較低。影響因素：①蒸發(fā)性：太大要發(fā)生氣阻，太小要熄火②化學(xué)組成：烷烴，環(huán)烷烴燃燒極限寬，有利于穩(wěn)定燃燒；而芳烴發(fā)燃燒極限小，容易熄火?！袢紵耆?所謂燃燒完全度是指單位質(zhì)量燃料燃燒時實(shí)際放出的熱量占燃料凈熱值的百分率。二、噴氣燃料的燃燒性能影響燃燒完全度的因素：①粘度粘度過大：噴射射程遠(yuǎn)，液滴大，霧化不良，燃燒不均勻、不完全，功率降低。粘度過小：噴射射程近，火焰燃燒區(qū)域?qū)挾?，易引起局部過熱。②蒸發(fā)性蒸發(fā)性好的燃料能很快地與空氣形成可燃混合氣，燃燒完全度高。餾分過重，不易蒸發(fā)，形成可燃混合氣的速度慢，其燃燒完全度也就低

7、。一般噴氣燃料的終餾點(diǎn)都控制在300?C以下。③化學(xué)組成烴類的燃燒完全度隨化學(xué)組成按下列次序逐漸增大：雙環(huán)芳烴＜單環(huán)芳烴＜帶側(cè)鏈芳烴＜雙環(huán)環(huán)烷烴＜單環(huán)環(huán)烷烴＜異構(gòu)烷烴＜正構(gòu)烷烴。由此可見，芳香烴含量越高，其燃燒完全度越差，限制芳香烴含量不大于20%。二、噴氣燃料的燃燒性能2、噴氣燃料生成積炭的傾向(1)積炭的危害①燃燒室火焰筒壁上形成積炭：惡化熱傳導(dǎo)、局部過熱，筒壁變形甚至破裂。②噴油嘴上生成積炭：燃料霧化變壞、火舌發(fā)生位移，燃燒狀況惡化并加速火焰筒壁生成積炭。③積炭脫落下后：進(jìn)入燃?xì)鉁u輪，造成堵塞、打壞葉片的事故。(2)表征積炭傾

8、向的指標(biāo)生影響積炭生成的主要因素是燃料的化學(xué)組成。①煙點(diǎn)(smokepoint)定義：指在規(guī)定條件下，油品在標(biāo)準(zhǔn)燈中燃燒，所能達(dá)到的無煙火焰最大高度，以mm表示。煙點(diǎn)↗，生炭傾向↙；含芳香烴↗，煙點(diǎn)↙。二、噴氣燃料的燃燒性能②輝光值(