对航空涡轮发动机来说,汽油不安全,容易挥发,太容易燃烧;柴油黏度太大,在燃气轮机里不适合,因为是靠很细的喷嘴把燃料喷成云雾状跟高压高温空气充分混合,产生猛烈燃烧。喷气燃料分很多种,一般分1、2、3、4号,其中3号是比较常用。3号喷气燃料由直馏馏分、加氢裂化和加氢精制等组分及必要的添加剂调和而成的一种透明液体,主要由不同馏分的烃类化合物组成的。3号喷气燃料密度适宜,热值高,燃烧性能好,能迅速、稳定、连续、完全燃烧,且燃烧区域小,积炭量少,不易结焦;低温流动性好,能满足寒冷低温地区和高空飞行对油品流动性的要求;热安定性和抗氧化安定性好,可以满足超音速高空飞行的需要;洁净度高,无机械杂质及水分等有害物质,硫含量尤其是硫醇性硫含量低,对机件腐蚀小。
航空煤油的腐蚀性分为液相腐蚀和气相腐蚀两类。液相腐蚀是指航空煤油对储运设备和发动机燃料系统产生的腐蚀;气相腐蚀是指航空煤油在燃烧过程中对燃烧室内的火焰筒有烧蚀现象,并且燃烧产物对涡轮机尾气喷管等也有腐蚀。航空煤油质量标准中除规定了酸度、水溶性酸或碱、硫含量、硫醇硫含量和铜片腐蚀等指标外,还增加了银片腐蚀试验。
判断航空煤油和一般煤油不从成分上看,而是从一些指标如它的发热值、密度和低温性能,此外,还对它的馏程范围和粘度也有一定的要求。我国生产的航空煤油净热值每公斤不小于10250大卡,密度不低于0.775克/立方厘米。喷气式飞机的飞行高度在一万米以上,这时高空气温低达-55C~-60C,这就要求航空煤油在这样的低温下不能凝固。具体要求航空煤油的冰点指标不得-55C~-60C,以便确保飞机在高空能正常飞行。
航空煤油的馏程范围会影响发动机的启动性能和是否能完全燃烧,同时馏程情况与煤油本身的密度、低温性能有直接关系。航空煤油的粘度大小会影响发动机喷油嘴的工作情况和燃烧的质量。粘度太大,喷进发动机的油滴大,造成燃烧不完全,降低发动机的出力;粘度过小,使喷出的油雾角度大,射程近,会引起内部过热。由于对航空煤油要求严格,航空煤油多采用一次通过部分转化的工艺,在加工过程中采用共凝胶型催化剂,催化剂量装填多,分子筛含量少,芳烃饱和能力强,得到油品密度具有密度大、烟点高、热值高、芳烃低的特点。
航空煤油的洁净性是其安全使用的重要指标,洁净性不好的产品可能会导致油料传输与燃烧系统结焦、沉积、堵塞等问题。一般评价项目包括胶质含量:可以评价油品的生胶倾向,由于少量高沸点物质或易产生聚合反应的物质存在,会导致胶质含量过高,长期使用可能会造成积炭等问题;水反应(界面与分离指数):是评价油品与水能否达到快速有效分离的指标,油品中存在的少量杂质与添加剂会增加油与水的相溶性,如果水不易与航空煤油进行有效分离(水分离指数低),会造成油品中水含量高,产生燃烧不好或储存过程细菌生长等问题。
采用涡扇发动机的喷气式飞机使用的是航空煤油,这种航空煤油和我们以前点的那种煤油灯使用的煤油是两回事。航空煤油与汽油相比闪点要高,燃烧要难一些,运输存储更加安全,燃烧性能也不同。航空煤油性质比较接近柴油,可以用在柴油发动机里面,但是一些物理性质更加合适用于航空使用,比如凝点,黏度等要求。
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