對航空渦輪發(fā)動機來說,汽油不安全,容易揮發(fā),太容易燃燒;柴油黏度太大,在燃氣輪機里不適合,因為是靠很細的噴嘴把燃料噴成云霧狀跟高壓高溫空氣充分混合,產生猛烈燃燒。噴氣燃料分很多種,一般分1、2、3、4號,其中3號是比較常用。3號噴氣燃料由直餾餾分、加氫裂化和加氫精制等組分及必要的添加劑調和而成的一種透明液體,主要由不同餾分的烴類化合物組成的。3號噴氣燃料密度適宜,熱值高,燃燒性能好,能迅速、穩(wěn)定、連續(xù)、完全燃燒,且燃燒區(qū)域小,積炭量少,不易結焦;低溫流動性好,能滿足寒冷低溫地區(qū)和高空飛行對油品流動性的要求;熱安定性和抗氧化安定性好,可以滿足超音速高空飛行的需要;潔凈度高,無機械雜質及水分等有害物質,硫含量尤其是硫醇性硫含量低,對機件腐蝕小。
燃料的粘度與其霧化的質量有直接的關系,霧化程度越好,越能加快可燃混合氣的形成,有利于燃燒的穩(wěn)定和安全。餾分較輕、蒸發(fā)性較好的航空煤油,能夠快速與空氣形成可燃混合氣,相應燃燒完全度較高。各種烴類的燃燒完全度高低順序如下:正構烷烴>異構烷烴>單環(huán)環(huán)烷烴>雙環(huán)環(huán)烷烴>單環(huán)芳香烴>雙環(huán)芳香烴。
在噴氣發(fā)動機中,燃料泵的潤滑依靠的是其泵送的燃料。當航空煤油的潤滑性能不足時,燃料泵的磨損就會增大,這不僅會降低油泵的使用壽命,而且會影響油泵的正常工作,引起發(fā)動機運轉失常等故障,威脅飛行安全。燃料的潤滑性是由其化學組成決定的。航空煤油中組分的潤滑性能如下:非烴化合物>多環(huán)芳香烴>單環(huán)芳香烴>環(huán)烷烴>烷烴。
判斷航空煤油和一般煤油不從成分上看,而是從一些指標如它的發(fā)熱值、密度和低溫性能,此外,還對它的餾程范圍和粘度也有一定的要求。我國生產的航空煤油凈熱值每公斤不小于10250大卡,密度不低于0.775克/立方厘米。噴氣式飛機的飛行高度在一萬米以上,這時高空氣溫低達-55C~-60C,這就要求航空煤油在這樣的低溫下不能凝固。具體要求航空煤油的冰點指標不得-55C~-60C,以便確保飛機在高空能正常飛行。
航空煤油的潔凈性是其安全使用的重要指標,潔凈性不好的產品可能會導致油料傳輸與燃燒系統(tǒng)結焦、沉積、堵塞等問題。一般評價項目包括膠質含量:可以評價油品的生膠傾向,由于少量高沸點物質或易產生聚合反應的物質存在,會導致膠質含量過高,長期使用可能會造成積炭等問題;水反應(界面與分離指數):是評價油品與水能否達到快速有效分離的指標,油品中存在的少量雜質與添加劑會增加油與水的相溶性,如果水不易與航空煤油進行有效分離(水分離指數低),會造成油品中水含量高,產生燃燒不好或儲存過程細菌生長等問題。
航空煤油是從石油中提煉的,石油的成油機理有生物沉積變油和石化油兩種學說,前者較廣為接受,認為石油是古代海洋或湖泊中的生物經過漫長的演化形成,屬于生物沉積變油。石油主要被用來作為燃油和汽油,也是許多化學工業(yè)產品,如溶液、化肥、殺蟲劑和塑料等的原料。
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