(完整版)噴氣燃料調(diào)查報(bào)告

1、目錄摘要（3）前言（3）1噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)（4）2噴氣燃料的使用性能（5）2.1 燃燒性能（5）2.2 生成積炭的傾向（6）2.5 潔凈度（7）2.6 腐蝕性（7）2.7 啟電性（8）2.8 潤(rùn)滑性（8）3密度、熱值與組成的關(guān)系（9）4噴氣燃料的理想組分（9）5噴氣燃料的分類及主要質(zhì)量指標(biāo)（9）6噴氣燃料限制芳香炫含量的原因（9）7噴氣燃料與汽油、柴油的比較。 （10）結(jié)語(yǔ)（11）參考文獻(xiàn)（11）10摘要： 介紹了渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原料及其結(jié)構(gòu)，總結(jié)了噴氣燃料的各項(xiàng)性能指標(biāo)，并指出了噴氣燃料的理想組分，對(duì)噴氣燃料的分類及其主要質(zhì)量指標(biāo)作出了簡(jiǎn)略的介紹。噴氣燃料作為現(xiàn)代航空運(yùn)輸動(dòng)力能源主要能源，其

2、需求將呈上升趨勢(shì)。關(guān)鍵詞：噴氣燃料，渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)，性能指標(biāo)前言噴氣燃料是一種輕質(zhì)石油產(chǎn)品。主要由原油蒸餾的煤油餾分經(jīng)精制加工， 有時(shí)還加入添加劑制得，也可由原油蒸餾的重質(zhì)餾分油經(jīng)加氫裂化生產(chǎn)。分寬微分型（沸點(diǎn) 60280C）和煤油型（沸點(diǎn)150-315 ） 兩大類，廣泛用于各種噴氣式飛機(jī)。煤油型噴氣燃料也稱航空煤油。噴氣燃料產(chǎn)量，在第二次世界大戰(zhàn)后, 隨噴氣式飛機(jī)的發(fā)展而急劇增長(zhǎng)，目前已遠(yuǎn)超過(guò)航空汽油。中國(guó)于19611962年用國(guó)產(chǎn)原油試制成功航空煤油并投入生產(chǎn)。因此， 噴氣燃料具有廣闊的發(fā)展前景以及研究意義。1噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)1.1 渦輪噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)輪噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)主要由壓氣機(jī)、燃燒室、燃?xì)?/p>

3、渦輪和尾噴管等部 分組成。如圖1-1所示結(jié)構(gòu)示意圖。甥料噴嘴排氣空氣壓焙器麟望圖孤輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)杓示意圖1.2 噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理足夠量的空氣，通過(guò)進(jìn)氣道以最小的流動(dòng)損失順利地引入壓氣機(jī)； 壓氣機(jī)以高速旋轉(zhuǎn)的葉片對(duì)空氣作功壓縮空氣，提高空氣的壓力；高 壓空氣在燃燒室內(nèi)和燃油混合，燃燒，將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，形成?溫高壓的燃?xì)?；高溫高壓的燃?xì)馐紫仍跍u輪內(nèi)膨脹，推動(dòng)渦輪旋轉(zhuǎn)， 去帶動(dòng)壓氣機(jī)；然后燃?xì)庠趪姽軆?nèi)繼續(xù)膨脹，加速燃?xì)?，提高燃?xì)獾?速度，使燃?xì)庖暂^高的速度噴出，產(chǎn)生推力。1.3 噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)與活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)的主要區(qū)別如表1-3所不：噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)柴油機(jī)、汽油機(jī)供油方式連續(xù)供油具有周期性燃燒方式連

4、續(xù)燃燒具有周期性燃燒空間敞開(kāi)的高速氣流密閉的氣缸中表1-3噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)與活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)區(qū)別1.4 噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)燃料的質(zhì)量要求由于噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)推力是借助燃料的動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)槿細(xì)獾膭?dòng)能產(chǎn)生的。這個(gè)能量的轉(zhuǎn)換時(shí)在高空飛行條件下實(shí)現(xiàn)的，所以對(duì)燃料的質(zhì)量要求非常嚴(yán)格。對(duì)噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料的質(zhì)量要求如下：(1)良好的燃燒性能；(2)適當(dāng)?shù)恼舭l(fā)性；(3)較高的熱值和密度；(4)良好的安定性；(5)良好的低溫型；(6)無(wú)腐蝕性；(7)良好的潔凈性；(8)較小的起電性；(9)適當(dāng)?shù)臐?rùn)滑性；2噴氣燃料的使用性能2.1 燃燒性能2.1.1 起動(dòng)性噴氣燃料的啟動(dòng)性表現(xiàn)在兩個(gè)方面： 嚴(yán)冬季節(jié)能迅速起動(dòng)；高空一旦熄火后能迅速再點(diǎn)燃

5、。噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)對(duì)燃料的要求：在0.010.02MP& - 55 C的條件下能與空氣形成可燃性混合氣并能順利點(diǎn)燃，穩(wěn)定燃燒。燃料的啟動(dòng)性的影響因素如下：（1） 燃料的自燃點(diǎn)、著火延滯期、燃燒極限；（2） 可燃混合氣發(fā)火所需的最低點(diǎn)火能量、（3） 燃料的蒸發(fā)性和黏度。2.1.2 燃燒穩(wěn)定性燃料燃燒的穩(wěn)定性取決于發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室的結(jié)構(gòu)與操作條件和燃料的烴類組成與餾程。2.1.3 燃燒的完全度燃燒的完全度是指單位質(zhì)量的燃料燃燒時(shí)實(shí)際放出的熱量占燃料凈熱值的百分?jǐn)?shù)。影響燃料燃燒完全度的因素主要是工作條件與燃料的性質(zhì)。其中燃料性質(zhì)的主要影響因素如下：（ 1） 黏 度：影響航空煤油的霧化性能的最大因素是粘

6、度（黏度過(guò)大，霧化效果差，燃燒完全度降低。）（ 2） 蒸 發(fā)性：餾分較輕的燃料形成混合氣速度快，燃燒較完全。噴氣燃料終餾點(diǎn)都控制在300以下。（ 3） 化 學(xué)組成：各種烴類的燃燒完全度的順序：正構(gòu)烷烴異構(gòu)烷烴單環(huán)環(huán)烷烴雙環(huán)環(huán)烷烴單環(huán)芳烴雙環(huán)芳烴2.2 生成積炭的傾向2.2.1 影響噴氣燃料生成積炭?jī)A向的最重要因素是燃料的化學(xué)組成。 其中： 一般積炭?jī)A向中烷烴環(huán)烷烴芳烴； 雙環(huán)烷烴的積碳傾向最大，雙環(huán)芳炫的含量W 3.0%。造成積炭的原因主要是微分重，雙環(huán)芳烴含量高或?qū)嶋H膠質(zhì)含量高含有硫化物。2.2.2 控制積炭的指標(biāo)如下：（1）煙點(diǎn)（無(wú)煙火焰高度）：煙點(diǎn)越大，積炭?jī)A向越小。芳煌/,煙點(diǎn)/。我國(guó)

7、噴氣燃料：煙點(diǎn)425mm（ 2）輝光值：積炭?jī)A向小燃料，輝光值高。積炭?jī)A向大的燃料，輝光值低。烷烴的輝光值最大，環(huán)烷烴居中，芳香烴最小我國(guó)規(guī)定噴氣燃料： 45%2.3 高空性能 （低溫性能 ）噴氣燃料的低溫性能是指低溫下燃料在飛機(jī)燃料系統(tǒng)中能否順利地泵送和過(guò)濾的性能?？刂坪娇彰河偷蜏匦阅艿闹甘墙Y(jié)晶點(diǎn)或冰點(diǎn)。軍用航空煤油結(jié)晶點(diǎn)-60 C。其中炫類的結(jié)晶點(diǎn)規(guī)律如下：（ 1） 正 構(gòu)烷烴、芳烴含量高，則結(jié)晶點(diǎn)高；異構(gòu)烷烴、環(huán)烷烴含量高，結(jié)晶點(diǎn)低；（ 2） 同 族烴類，結(jié)晶點(diǎn)大多數(shù)隨著分子量的增大而升高軍用航空煤油結(jié)晶點(diǎn)-60 C2.4 安定性噴氣燃料的安定性包括儲(chǔ)存安定性和熱安定性。2.4.1 儲(chǔ)

8、存安定性燃料的組成：烯烴、 帶不飽和側(cè)鏈的芳烴、非烴化合物等不安定組分。儲(chǔ)存條件：儲(chǔ)存溫度、與空氣及金屬表面接觸、水分等。表征噴氣燃料儲(chǔ)存安定性的質(zhì)量指標(biāo)主要有實(shí)際膠質(zhì)、碘值、硫含量、硫醇含量。2.4.2 熱安定性噴氣燃料的熱安定性主要取決于其化學(xué)組成。其中，噴氣燃料 中的熱不安定組分主要是芳煌、膠質(zhì)、含硫化合物。2.5 潔凈度引起燃料污染的物質(zhì)主要是水、 表面活性物質(zhì)、固體雜質(zhì)、微生 物等。我國(guó)潔凈度的檢測(cè)方法如下：(1)外觀：用目測(cè)法檢查燃料是否含有機(jī)械雜質(zhì)和水分。(2)水反應(yīng)：目的是檢查噴氣燃料中的表面活性物質(zhì)及其對(duì)燃料和水的界面的影響。1.7 腐蝕性噴氣燃料的腐蝕主要是指噴氣燃料對(duì)儲(chǔ)存

9、設(shè)備和發(fā)動(dòng)機(jī)燃料系統(tǒng)產(chǎn)生的腐蝕。表征噴氣燃料對(duì)燃料系統(tǒng)腐蝕的質(zhì)量指標(biāo)主要有酸度、 水溶性酸或堿、硫含量、硫醇含量、銅片腐蝕、銀片腐蝕。其中腐蝕 又分為液相和氣相如下：液相腐蝕：噴氣燃料對(duì)輸運(yùn)設(shè)備和發(fā)動(dòng)機(jī)燃 料系統(tǒng)的腐蝕。氣相腐蝕：噴氣燃料燃燒過(guò)程產(chǎn)生的高溫燃?xì)鈱?duì)于燃 燒室內(nèi)的火焰筒、渦輪、尾噴管的侵蝕1.8 噴氣燃料的起電性噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)油耗量很高，在泵送燃料時(shí)，燃料的油面會(huì)產(chǎn)生和積 累大量靜電荷，達(dá)到一定程度就會(huì)產(chǎn)生火花放電。 影響靜電荷積累的 主要因素是燃料的電導(dǎo)率。目前是通過(guò)往燃料中添加抗靜電添加劑來(lái) 解決此問(wèn)題。所用的抗靜電添加劑大部分是一些金屬有機(jī)化合物。1.9 噴氣燃料的潤(rùn)滑性其中,噴

10、氣發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料系統(tǒng)是靠燃料自身的潤(rùn)滑性能來(lái)潤(rùn)滑的燃料組分的潤(rùn)滑性能按照非烴化合物多環(huán)芳烴單環(huán)芳烴環(huán)烷烴烷烴的順序依次降低。3 密度、熱值與組成的關(guān)系3.1 熱值定義：1kg(1L) 燃料完全燃燒時(shí)所放出的熱量3.2 熱值與組成的關(guān)系( 1)重量熱值：隨氫含量增大而增大，故有烷烴環(huán)烷烴芳烴體積熱值：隨密度的增大而增大，故有烷烴環(huán)烷烴芳烴( 2)飛機(jī)的航程取決于體積熱值，發(fā)動(dòng)機(jī)推動(dòng)力取決于重量熱(3)規(guī)律：同族炫：沸點(diǎn)/,重量熱值/,體積熱值/異構(gòu)烷烴的重量熱值與正構(gòu)烷烴相近，而其體積熱值比正構(gòu)烷烴明顯增大4 噴氣燃料的理想組分噴氣燃料的理想組分低煤油型的帶側(cè)鏈的環(huán)烷烴和異構(gòu)烷烴。5 噴氣燃料的分

11、類及主要質(zhì)量指標(biāo)5.1 分類由于噴氣燃料是在高空使用因此，對(duì)其質(zhì)量有嚴(yán)格要求，噴氣燃料按照生產(chǎn)方法可分為直餾噴氣燃料和二次加工噴氣燃料，按餾分的寬窄、輕重又可分為寬餾分型、煤油型(1#和 2#)及重煤油型(3#) 。5.2 主要質(zhì)量指標(biāo)噴氣燃料的主要的質(zhì)量指標(biāo)為：體積發(fā)熱量、閃點(diǎn)、冰點(diǎn)、密度、粘度、各類烴含量、電導(dǎo)率等。6 噴氣燃料限制芳香烴含量的原因如下1） 對(duì)烴類而言，芳香烴氫碳比低，其質(zhì)量熱值也低。（ 2） 燃料中芳烴含量越高，其燃燒完全度越差。（ 3） 正構(gòu)烷烴和環(huán)烷烴的燃燒極限較芳香烴的寬，特別是在低溫下更明顯。（ 4） 在噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)中最容易生成積碳的成分是芳香烴，芳香烴含量越多，燃

12、料煙點(diǎn)越低、輝光值越小，生成的積碳越多。（ 5） 在相同溫度下，芳香烴特別是苯對(duì)水的溶解度最高。（ 6） 芳烴結(jié)晶點(diǎn)高，低溫性能越差。（ 7） 料與汽油、柴油的比較。汽油燃點(diǎn)低，可以用電活塞點(diǎn)燃，汽油發(fā)動(dòng)機(jī)小巧輕便，所以小功率的汽車(chē)如小轎車(chē)、摩托車(chē)、 輕便三輪車(chē)都采用的汽油發(fā)動(dòng)機(jī)。汽油標(biāo)號(hào)常見(jiàn)的有90、94、98等，它指的是相對(duì)燃燒穩(wěn)定性，標(biāo)號(hào)越大品質(zhì)越好。柴油燃點(diǎn)較高，需要通過(guò)壓縮的高溫空氣進(jìn)行引燃，而高溫高壓酒決定了柴油機(jī)比較笨重，但是柴油機(jī)可以提供很大的功率，所以大功率機(jī)械基本都是柴油車(chē)如輪船、起重機(jī)、拖拉機(jī)、卡車(chē)、坦克等都采用柴油機(jī)。柴油標(biāo)號(hào)常見(jiàn)的有0、-10 ，它指的是柴油結(jié)冰的冰點(diǎn)溫度。煤油燃點(diǎn)介于前兩者之間，可用電活塞點(diǎn)燃，且燃燒穩(wěn)定。解放初期， 我國(guó)大部分農(nóng)村點(diǎn)的燈都是用煤油。而航空煤油需要特別提純?nèi)缓笤僬{(diào)制，燃燒穩(wěn)定性非常高，在飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)里燃燒后迅速噴射而 出，可為飛機(jī)提供足夠的動(dòng)力結(jié)語(yǔ)噴氣燃料的發(fā)展呈現(xiàn)以下特征:(l) 對(duì)噴氣燃料的性能要求越來(lái)越高。 (2) 制約噴氣燃料收率的質(zhì)量指標(biāo)越來(lái)越松。(3) 噴氣燃料的生產(chǎn)工藝越來(lái)越先進(jìn)。(4 ) 噴氣燃料的原料來(lái)源越來(lái)越廣。( 5) 添加劑從單一逐漸轉(zhuǎn)向多功能型。在石油能源短缺的情況下, 隨著各國(guó)軍事和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要 , 噴氣燃料的研究必將伴隨著飛機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)研究