Авиационные бензины

Министерство образования  и науки Российской Федерации

Иркутский Государственный  технический университет

Заочно-вечерний факультет

Кафедра химической технологии

 

 

 

 

РЕФЕРАТ

На тему «Авиационные бензины»

По дисциплине «Горюче-смазочные материалы»

 

 

 

 

 

Выполнил: студент гр.ЭЛбз-12-1

Сенько С.С.

Проверил: профессор

Дошлов О.И.

 

 

 

 

Иркутск 2014г.

Содержание

 

ВВЕДЕНИЕ

Авиационные бензины

Бензины предназначены  для применения в поршневых двигателях внутреннего сгорания с принудительным воспламенением (от искры).

В зависимости от назначения их разделяют на автомобильные и  авиационные.

Несмотря на различия в условиях применения автомобильные и авиационные бензины характеризуются в основном общими показателями качества, определяющими их физико-химические и эксплуатационные свойства.

Современные автомобильные  и авиационные бензины должны удовлетворять ряду требований, обеспечивающих экономичную и надежную работу двигателя, и требованиям эксплуатации: иметь хорошую испаряемость, позволяющую получить однородную топливовоздушную смесь оптимального состава при любых температурах;иметь групповой углеводородный состав, обеспечивающий устойчивый, бездетонационный процесс сгорания на всех режимах работы двигателя; не изменять своего состава и свойств при длительном хранении и не оказывать вредного влияния на детали топливной системы, резервуары, резинотехнические изделия и др. В последние годы экологические свойства топлива выдвигаются на первый план.

История развития марок авиабензина

Avgas является бензиновым  топливом для воздушных судов  с поршневым двигателем. Также  как автомобильный бензин, авиабензин очень летуч и крайне легко воспламеняемый при нормальных условиях. В связи с этим технология и оборудование для безопасного обращения с данным продуктом, должны находиться на самом высоком уровне.

Марки авиабензина определяются в основном по их октановому числу. Два числа применяются для обозначения авиационных бензинов (число обедненной рабочей смеси и число обогащенной рабочей смеси), что приводит к многоразрядной системе, например Avgas 100/1 30 (в данном случае показатель производительности обедненной рабочей смеси-1 00, а показатель обогащенной рабочей смеси – 1 30).

В прошлом было множество  различных марок авиационного бензина  в общем употреблении, например 80/87, 91/96, 100/130, 108/135 и 115/145. Однако, с понижением спроса они были разумно сведены к одной основной марке - Avgas 100/130. (Во избежание путаницы и сведения ошибки к минимуму при обращении с авиационным бензином, обычной практикой является определение марки лишь по производительности обедненной рабочей смеси, например, Avgas 100/130 стал просто Avgas 100).

Некоторое время назад  была введена дополнительная марка, чтобы позволить использование  одного топлива на двигателях, изначально рассчитанных на марки с более  низким содержание свинца; эта марка  называется Avgas 100LL, LL означает "низкое содержание свинца" (low lead). Все оборудование и сооружения в системе обеспечения авиабензином имеют цветовую кодировку и наглядно отражают маркировку API, обозначающую действительную марку, находящуюся в системе. В настоящее время две основные марки, находящиеся в употреблении по всему миру - это Avgas 100LL и Avgas 100. Для упрощения определения марки топлива, оно окрашивается, например, Avgas 100LL окрашен в синий цвет, a Avgas 100 окрашен в зеленый.

Недавно была введена  новая марка Avgas марка 82 UL (UL означает неэтилированный). Это низкооктановая марка, пригодная для двигателей с низкой степенью сжатия. Данное топливо обладает более высоким давлением насыщенных паров и может производиться из компонентов автомобильного бензина. Оно применяется на тех воздушных судах, которые имеют STC для использования автомобильного бензина.

 

1. Применение бензина  авиационного в сфере производства  или потребления 
(AVGAS)

Ассортимент, качество и состав авиационных  бензинов

Авиационные бензины  предназначены для применения в поршневых авиационных двигателях.

В отличие от автомобильных  двигателей, в авиационных используется в большинстве случаев принудительный впрыск топлива во впускную систему, что определяет некоторые особенности  авиационных бензинов по сравнению  с автомобильными. Более высокие требования к качеству авиационных бензинов определяются также жесткими условиями их применения. ГОСТ 1012-72 предусматривает две марки авиационных бензинов: Б-91/115 и Б-95/130. Марка авиабензина означает его октановое число по моторному методу, указываемое в числителе, и сортность на богатой смеси - в знаменателе дроби. Бензин Б-91/115 предназначен для эксплуатации двигателей АШ-62ир, АИ-26В, М-14Б, М-14П и М-14В-26, а Б-95/130 - двигателей АШ-82Т и АШ-82В. В течение 1988-1992 гг. проведен большой комплекс исследований и испытаний, в результате чего разработан единый бензин Б-92 без нормирования показателя "сортность на богатой смеси", вырабатываемый по ТУ 38.401-58-47-92. Как показали испытания, бензин Б-92 может применяться взамен бензина Б-91/115 в двигателях всех типов. Использование авиабензина Б-92 без нормирования показателя сортности позволяет наряду с обеспечением нормальной работы двигателей на всех режимах значительно расширить ресурсы авиабензинов и снизить содержание в них токсичного тетраэтилсвинца.

В России вырабатывают две  марки авиабензинов: Б-91/115 и Б-92. Разработаны  технические условия на авиационные  бензины марок Б-100/130 и Б-100/130 малоэтилированный - ТУ 38.401-58-197-97. Установленные нормы к качеству указанных бензинов соответствуют требованиям АSТМ D 910 и европейским спецификациям на бензины марок 100 и 100LL. Кроме описанных выше марок авиационных бензинов, которые применяются непосредственно для эксплуатации поршневых двигателей, вырабатывается неэтилированный бензин марки Б-70 (ТУ 38.101913-82). В настоящее время этот бензин используется, в основном, как бензин-растворитель.

Авиационный бензин Б-70 готовят  на основе бензина прямой перегонки  или рафинатов риформинга с добавлением  высокооктановых компонентов.

Авиационный бензин (Avgas) применяется на сравнительно небольших  самолетах с поршневыми авиационными двигателями (ПАД) в авиации общего назначения (АОН), например, частными пилотами, во время лётной подготовки, в аэроклубах и для выполнения сельскохозяйственных работ. Поршневые двигатели работают с использованием тех же основных принципов, что и двигатели с искровым зажиганием на автомобилях, однако к рабочим характеристикам ПАД применяются более высокие требования. В настоящее время в АОН имеются лишь две основные марки авиабензина (100 и 1OOLL с низким содержанием свинца) - такая унификация позволила топливным компаниям продолжить поставки авиационных бензинов, которые ранее были невыгодны. Мировые объемы производства авиабензина значительно меньше, поскольку воздушные суда, применяющие авиабензин, имеют меньшие размеры и соответственно удельные расходы топлива, несмотря на то, что превосходят по численности воздушные суда на реактивном топливе.

Avgas 100

Это стандартное высокооктановое  топливо для авиационных поршневых двигателей с высоким содержанием свинца. Существует два основных стандарта для Avgas 100. ASTM D 910 и UK DEF STAN 91-90. Эти два стандарта по существу одинаковы, однако отличаются по содержанию антиокислительной присадки, по требованиям к устойчивости к окислению и максимальному содержанию свинца.

Avgas 100 окрашен в зеленый  цвет.

Avgas 100LL

Данная марка является версией Avgas 100 с низким содержанием  свинца. Низкое содержание свинца является условным. В Avgas I OOLL присутствует до 0,56 г/литр свинца. Данная марка перечислена в тех же ТУ, что и Avgas 100, а именно ASTM D 910 и UK DEF STAN 91-90.

Avgas 100LL окрашен в синий  цвет.

Avgas 82 UL

Это относительно новая  марка, целью разработки которой  являются двигатели с низкой степенью сжатия, которые не требуют высокооктановой марки Avgas 100 и могут быть рассчитаны на работу с неэтилированным топливом. Данная марка предусмотрена техническими условиями ASTM D 6227.

Avgas 82UL окрашен в пурпурный  цвет.

 

2. Классификационные признаки бензина

По происхождению:

• естественные
• искусственны.

По назначению:

• автомобильные
• авиационные

Кодирование бензина  по ОКП:

	Б 95/130: 02 5111 0201	Б 91/115: 02 5111 0301
Секция:
Подсекция:
Раздел:
Группа:
Класс:
Категория:
Подкатегория:
Вид
Подвид

 

Кодирование бензина  по ТН ВЭД:

	Б 95/130:	Б 91/115:
Раздел:
Группа:
Подгруппа:
Позиция:
Подпозиция:
Субпозиция:
Подсубпозиция:

 

 

3. Потребительские свойства  бензина авиационного

Содержание тетраэтилсвинца:

В качестве антидетонаторов применяется тетроэтилсвинец, представляющий собой густую, маслянистую бесцветную жидкость с плотностью ρ = 1,66, температурой кипения 200°С, хорошо растворяющаяся в органических веществах (углеводородах, спиртах) и не растворяющаяся в воде. ТЭС – ядовитое вещество, поэтому при обращении с ним, и этилированным бензином необходимо соблюдать меры предосторожности.

Недостатком ТЭС является то, что  свинец, находящийся в нем, из камеры сгорания удаляется не полностью, что  приводит к освенцовыванию камеры сгорания. С целью уменьшения этого явления к ТЭС добавляют бромистые и хромистые соединения.

В современных двигателях применяют  другое органическое соединение свинца – тетраметилсвинец (ТМС), который  более эффективен по сравнению с  ТЭС. Это объясняется тем, что  в форсированных двигателях температурный режим достаточно высок, а ТЭС разлагается слишком рано, так как он не слишком термически устойчив, и в связи с этим часть вещества расходуется непроизводительно, а ТМС в отличие от ТЭС более термически устойчив.

В состав и ТЭС и ТМС входят красители, поэтому все этилированные бензины имеют окраску в отличии от неэтилированных.

Компоненты		Р-9	1-ТС	П-2
Тетроэтилсвинец, не менее		54	58	55
Содержание ТЭС в изооктане, г/кг	Октановое число
0,0000	100
0,0474	101
0,1011	102
0,1584	103
0,2214	104
0,2214	105
0,3800	106
0,4680	107
0,5640	108
0,6785	109
0,8123	110

Детонационная стойкость – способность топлива сгорать в двигателе с принудительным зажиганием без детонации.

Детонация – очень вредное  явление, поскольку вызывает падение мощности двигателя, увеличение удельного расхода топлива, ускорение износа двигателя, иногда с аварийными последствиями. Особенно опасна детонация в авиационных двигателях.

Мерой детонационной стойкости  бензинов является их октановое число. Оно численно равно процентному содержанию (по объему) изооктана в эталонной смеси с гептаном, которая по детонационной стойкости эквивалента испытуемому бензину.

Показывает склонность бензина к детонации, появление  которой может привести к выходу двигателя из строя. Октановое число по моторному и по исследовательскому методу. Превышение октанового числа выше нормативного говорит о высоком качестве бензина, применение такого бензина положительно влияет на многие его параметры, в частности, приводит к повышению мощности двигателя.

Удельная теплота сгорания – количество теплоты, выделяемое при полном сгорании единицы массы (кДж/кг). Чем выше теплота сгорания, тем меньше удельный расход бензина и больше дальность полета самолета при одном и том же объеме топливных баков.

Теплоту сгорания определяют не только теоретически, но и опытным путем, сжигая определенное количество топлива  в специальных приборах, называемых калориметрами. Теплоту сгорания оценивают  по повышению температуры воды в  колориметре. Результаты, полученные этим методом, близки к значениям, рассчитанным по элементарному составу топлива.

Фракционный состав обусловливает испаряемость бензинов на различных режимах работы двигателя: пуск, разогрев, при смене режима работы, под нагрузкой.

Кислотность – количество мг КОН, необходимых для нейтрализации кислот, содержащихся в 100мг топлива.

Давление насыщенных паров: Давление насыщенных паров определяет летучесть нефти нефтепродуктов, оказывающую влияние на условия их хранения, транспортировки и применения. Зависит от соотношения объемов пространств, в которых находится пар и жидкость. Давление насыщенных паров характеризует интенсивность испарения, пусковые качества моторных топлив и склонность их к образованию паровых пробок.

Превышение этого параметра приводит к увеличению вероятности образования паровых пробок при высоких температурах, понижение затрудняет пуск двигателя зимой. Кроме того, характеризует физическую стабильность бензина.

Температура начала кристаллизации – некоторая температура, при которой начинают выделяться кристаллы растворителя. Именно температура начала кристаллизации является количественной характеристикой процесса кристаллизации из растворов; определением температуры помутнения, появления первых кристаллов, исчезновения кристаллов углеводородов