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* 帮助 返回 下页 上页 第三节 喷气燃料的燃烧性能 一、喷气式发动机的工作原理 喷气燃料(又称航空涡轮燃料)用于喷气式发动机。最为广泛的涡轮喷气式发动机(图6-8)由空气压缩机、燃烧室、燃气涡轮和尾喷管几部分组成。 喷气式发动机没有气缸,燃料在压力下连续喷入到高速的空气流中,一经点燃便连续燃烧。 二、评定喷气燃料燃烧性能的指标 要求燃料在任何情况下进行连续、平稳、迅速和完全燃烧。具有良好的燃烧性能:即热值高、密度大、燃烧快而充分、不生成积炭等。在产品规格中规定有热值、密度、烟点、辉光值、萘系芳烃含量等燃烧性能质量指标(详见附录四)。 1.热值 (1)热值 单位质量燃料完全燃烧时所放出的热量,称 为质量热值,单位为kJ/kg;单位体积燃料完全燃烧时所放出的热量,称为体积热值,单位是kJ/m3。高热值又称为总热值,是指燃料燃烧生成的水蒸气被全部冷凝成液态水时的热值;低热值又称为净热值,它与高热值的区别在于燃烧生成的水是以蒸汽状态存在的。 (2)热值与油品组成的关系 烷烃分子的氢碳比(H/C)最高,芳烃最低。对碳原子数相同的烃类来说,其质量热值顺序为: 烷烃>环烷烃、烯烃>芳烃 体积热值顺序正好与此相反。 (3)测定热值的意义 热值表示喷气燃料的能量性质。 兼顾质量热值和体积热值,环烷烃和异构烷烃应是喷气燃料较理想组分。喷气燃料馏分应介于汽油和车用柴油之间为宜, 通常为150~250℃的窄馏分。 (4)测定方法概述 按GB/T 384-1981(1988)《石油产品热值测定法》标准方法进行。适用于测定不含水的石油产品(汽油、喷气燃料、柴油和重油等)的总热值和净热值。 ①弹热值的测定。在氧弹式量热计中测定的热值称为“弹热值”。测定时先称取定量试样,置于小器皿中,用易燃而不透气的胶片密封后置于充有压缩氧气的密闭氧弹中,然后用电火花点燃试样,待其完全燃烧放出的热量传递于量热计周围的水中,测量水在试样燃烧前后的温度,根据水的质量和比热容即可计算水吸收的热量: ②总热值的测定。先从氧弹洗涤液中测定硫含量。然后 (6-13) 从试样的弹热值中减去酸的生成热和溶解热就是总热值: (6-14) ③净热值的计算。从总热值中减去的气化热即为净热值。 轻质油 QJ = QZ-25.12×9 wH (6-15) 重质油 QJ = QZ -25.12(9 wH + wH2O (6-16) 除非是仲裁要求,通常可按GB/T 2429-1988《航空燃料净热值计算法》中标准规定的经验公式进行计算。 2.烟点 (1)烟点 烟点又称无烟火焰高度,是指规定的条件下,试样在标准灯具中燃烧时,产生无烟火焰的最大高度,单位为mm。它是评定喷气燃料生成软积炭倾向的指标。 (2)烟点与油品组成的关系 如表6-6,喷气燃料烟点的高低与积炭的大小密切相关,烟点越高,积炭越小。因此,烟点与油品组成的关系,就是积炭与组成的关系。烃类的H/C比越小,生成积炭的倾向越大,各种烃类生成积炭的倾向为: 双环芳烃>单环芳烃>带侧链芳烃>环烷烃>烯烃>烷烃 随油品中芳香烃特别是双环芳烃(沸点高于205℃的芳香烃多为双环芳烃)含量的增高,喷气燃料燃烧生成的炭粒增多,火燃的明亮度显著增大,使燃烧室接受辐射过多而超温,故生成积炭的倾向显著增大(见表6-7)。 (3)测定烟点的意义 烟点是喷气燃料燃烧性能的重要质量指标,限制合适的烟点,可以保证燃料正常燃烧,避免积炭的形成。 喷气燃料要求烟点不小于25mm。GB 325-2008《煤油》要求1号煤油烟点不小于25mm,2号煤油,不小于20mm。 (4)测定方法概述 按GB/T 382-1983(1991)《煤油烟点测定法》标准方法进行。适用于测定煤油和喷气燃料的烟点,所用灯具如图6-9。 测定时量取一定量试样注入清洁、干燥的贮油器中,点燃灯芯,按规定调节火焰高度至10mm,燃烧5min。再将灯芯升高到出现有烟火焰,然后平稳地降低火焰高度,读取烟尾刚好消失时的火焰高度,即为烟点的实测值。 测定值与测定仪器及大气压力有关,因此需按式(6-20)进行校正。 H=fHc (6-20) 仪器校正系数f

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