1. Общая часть

1.1 Назначение и общая характеристика реактивных топлив.

Основными показателями качества топлив для воздушно-реактивных двигателей являются: плотность, теплота сгорания, химический и фракционный состав, вязкость, температура начала кристаллизации, содержание серы и активных серу содержащих соединений, смол и непредельных соединений, термическая стабильность.

Плотность и теплота сгорания представляют собой энергетические характеристики топлива. Чем больше теплота сгорания, тем больше выделяется энергии с единицы массы или объема, тем больше скорость истечения газов из сопла, а следовательно скорость полета и величина тяги.

В стандартах на реактивное топливо теплота сгорания Qн нормируется в пределах не ниже 42915 – 43125 кДж/кг.

Эффективность и полнота сгорания реактивного топлива также зависит от его химического состава. Топливо, обогащенное аренами, и особенно бициклическими, склонно к образованию сажи и нагаров, вследствие чего в газовом потоке появляются раскаленные частички углерода. Это приводит к повышенной интенсивности (яркости) излучения пламени. А чем больше радиация пламени, тем меньше срок службы двигателя из-за перегрева стенок камеры сгорания.

В стандарты на реактивное топливо вносятся также ограничения по плотности ( не менее 0,755 -0,840 г/ ), поскольку, чем выше плотность, тем больше количество топлива можно загрузить единовременно в ограниченные объемы баков самолета и, следовательно, увеличить дальность полета.

Вследствие гигроскопичности реактивных топлив в них накапливается влага. При низких температурах в баках самолетов в топливе образуются кристаллики льда, имеющие тонкую веретенообразную форму. Такие кристаллы образуются также при резком потеплении воздуха, когда содержащиеся в нем пары воды соприкасаются с холодным топливом. Образование кристаллов льда может вызвать забивание топливных фильтров и, следовательно, опасность аварии. Для предотвращения выпадения льда из топлива применяется антиобледенительная присадка этилцеллозольв ( моноэтиловый эфир этиленгликоля). При добавлении 0,1-0,3% этой присадки образование кристаллов льда полностью предотвращается при любой температуре эксплуатации.

В связи с развитием сверхзвуковой авиации к топливу теперь предъявляется также требование, чтобы оно обладало высокими противоизносными (смазывающими) свойствами

1.2 Требования к качеству реактивных топлив

Топлива для реактивных двигателей принято делить на топлива для двигателей дозвуковой авиации и топлива для двигателей сверхзвуковой авиации. Такое деление связано с тем, что температурные условия исполь­зования топлив в этих двигателях существенно различаются. В сверхзвуковых самолетах топливо нагревается за счет аэроди­намического нагрева всей конструкции самолета. При скорости полета, более чем в 2 раза превышающей скорость звука, топливо может нагреваться до 150 - 180°С.

В настоящее время вырабатывают три марки реактивных топ­лив для двигателей дозвуковой авиации (Т-1, ТС-1 и РТ) и две марки топлив для сверхзвуковой авиации (Т-8 и 145). Их харак­теристика приведена ниже.

Топливо Т-1 - керосиновая фракция 150 - 280°С прямой пере­гонки малосернистых нефтей. Из таких нефтей удается получить топливо с температурой начала кристаллизации ниже - 60°С при довольно высокой температуре конца кипения (280°С).

Топливо ТС-1 получают прямой перегонкой сернистых неф­тей. Оно отличается от топлива Т-1 более легким фракционным составом. В сернистых нефтях нашей страны содержатся больше парафиновых углеводородов, чем в малосернистых нефтях. Что­бы обеспечить температуру начала кристаллизации реактивного топлива из сернистых нефтей ниже -60°С, пришлось температуру конца кипения (перегонки 98%) установить не выше 250°С.

Топлива Т-1 и ТС-1 являются наиболее массовыми, в услови­ях эксплуатации они взаимозаменяемы. Однако по ряду показа­телей они не полностью удовлетворяют требования авиационных двигателей. Поэтому разработано новое единое топливо для ре­активных двигателей самолетов с дозвуковой скоростью полета - топливо РТ.

Топливо РТ можно получать прямой перегонкой любых неф­тей с применением процесса гидроочистки. Допускается смешение прямогонного и гидроочищенного компонентов. Топливо отличает­ся высокой термической стабильностью, малым содержанием се­ры, содержит присадки для улучшения эксплуатационных свойств.

Топливо Т-8 представляет собой керосиновую фракцию пря­мой перегонки из сернистых нефтей после гидроочистки (разра­ботано специально для сверхзвукового самолета ТУ- 144). Отли­чается от топлива типа РТ более высокой температурой начала перегонки, высокой термической стабильностью.

Топливо Т-6 представляет собой газойлевую фракцию продук­тов прямой перегонки или вторичных процессов, очищенную и ста­билизированную путем глубокого гидрирования.

Современное топливо для реактивных двигателей из сернистых нефтей должно представлять собой гидроочищенный дистиллят с низкой температурой начала кристаллизации, содержащий противоизносную, антиокислительную (возможно, и повышающую тер­мическую стабильность), защитную, антистатическую и в некото­рых случаях биоцидную присадки. В такое топливо непосредст­венно в аэродромных условиях вводят еще присадку, предотвра­щающую образование льда при охлаждении.

Таблица. 1.1 Требования Госстандарта к реактивному топливу

Основные показатели	Т-1	ТС-1	РТ	Т-8	Т-6
Плотность, кг/м3, не менее	800	755	755	785	840
Фракционный состав: н.к. 98%	150 280	150 250	135 280	165 280	195 315
Вязкость кинематическая, мм2/с при 20°С, не менее при 40°С, не менее	1,50 8,0	1,25 16,0	1,25 16,0	1,45 16,0	4,50 60,0
Теплота сгорания (низшая), кДж/кг	40300	40300	40320	40320	40320
Температура, °С вспышки, не ниже вачала кристаллизации, не выше	30 -60	28 -60	28 -60	40 -55	- 60
Иодное число, г I2/100г, не более	2,0	3,5	0,5	0,5	1,0
Термическая стабильность (150°С, 4ч), мг/100мл	18	10	6,0	6,0	6,0
Содержание: - фактических смол, мг/100мл - серы (общее), % - меркаптановой серы, % - ароматических углеводородов, %, не более	6 0,10 - 20	5 0,25 0,005 22	4 0,10 0,001 18,5	4 0,10 0,001 -	6 0,05 Отс. -
- сероводорода, водорастворимых кислот и щелочей, механических примесей и воды, свободной щелочи и мыл нафтеновых кислот	Отсутствуют
Зольность, %	0,003	0,003	0,003	0,003	0,003