Xem mẫu
- Chương 3
Nhiên liệu phản lực
Văn Đình Sơn Thọ
Viện Kỹ thuật Hóa học
Đại học Bách Khoa Hà Nội
tho.vandinhson@hust.edu.vn
097.360.4372
1
School of Chemical Engineering - HUST
- NỘI DUNG
Phần 3.1 : Nhiên liệu Jet
3.1.1 Động cơ turbin và nhiên liệu cho turbin
3.1.2 QCVN về nhiên liệu hàng không
3.1.3 Nhiên liệu hàng không và các phương pháp phân tích chất lượng
3.1.4 Thành phần nhiên liệu hành không
3.1.5 Sản xuất nhiên liệu hàng không
3.1.5 Phân phối và lưu trữ
Phần 3.2 : Nhiên liệu xăng
3.3.1 Động cơ turbin xăng
3.2.2 Nhiên liệu xăng và các phương pháp phân tích chất lượng
3.2.3 Sản xuất nhiên liệu xăng cho ngành hàng không
2
School of Chemical Engineering - HUST
- 1. Luồng gió vào 1000 km/h
2. Quạt hướng tâm giảm tốc
độ gió lạnh 400 km/h
3. Cánh máy nén tăng áp 8
lần và tăng nhiệt độ
4. Nhiên liệu
5. Buồng cháy cháy nhiên liệu
với không khí nén 900oC
6. Cánh tuabin thu năng
lượng và động năng khói
cháy
7. Trục nối giữa turbin, máy
nén và quạt hướng gió
8. Khí thải thoát ra khe hẹp
lên đến 1200 km/h.
Chênh giữa tốc độ gió và và gió
ra tạo lực nâng.
- 3.1.1 Yêu cầu về nhiên liệu JET
- Nhiệt cháy
- Đặc tính cháy
- Độ ổn định ( trong quá trình tồn chứa và sử dụng)
- Khả năng bôi trơn làm mát
- Nhiệt độ điểm sương thấp
- Các chỉ số liên quan đến an toàn : Chớp cháy, độ
dẫn điện
- Ít phát thải
5
School of Chemical Engineering - HUST
- Nhiệt cháy của nhiên liệu
• Động cơ Turbin đốt cháy nhiên liệu tạo ra lực đẩy phản lực. Do
không gian chứa nhiên liệu hữu hạn do đó nhiệt cháy của
nhiên liệu là rất quan trọng
• Nhiệt cháy cao ( HHV-GHV), nhiệt cháy thấp (LHV,NHV) : Liên
quan đến sản phẩm cháy H2O
• Đơn vị so sánh là MJ/kg hoặc MJ/l
• Dự đoán bằng tỷ trọng vì thành phần h.c sẽ khác nhau
6
School of Chemical Engineering - HUST
- Đặc tính cháy của nhiên liệu
• Trong động cơ phản lực nhiên liệu sẽ hình thành một lượng nhỏ
hạt cacbon khi quá trình cháy bắt đầu, các hạt nhỏ cacbon này sẽ
tiếp tục cháy khi qua ngọn lửa và phải cháy hoàn toàn
• Các hạt cacbon cháy ở đk nhiệt độ cao và áp suất cao sẽ phát xạ
ra hồng ngoại và nếu không phân bố nhiệt đều sẽ tạo ra các điểm
(hotspot) có nhiệt độ cao có thể sẽ ảnh hưởng đến vật liệu của
vùng cháy
• Nếu các hạt cacbon này cháy không hết sẽ tạo ra các hạt nhỏ gây
mài mòn cacnh tuabin và stator, tạo rối cho dòng chảy và có thể
gây tắc thiết bị và tạo ra khói
• Nhiên liệu có nhiều thơm và đặc biệt là naphthalen khuynh
hướng tạo hạt cacbon lớn nhất do vậy hai thành phần này phải
kiểm tra trong nhiên liệu
• Đặc tính này có thể khác nhau do các hãng chế tạo turbin khác
nhau
- Tính ổn định của nhiên liệu
• Trong tồn chứa :
✓ Sẽ xảy ra nhiều phản ứng oxy hóa
✓ Sản phẩm hydroperoxide và peroxide là sản phẩm đầu tiên của quá trình
✓ Tạo ra chất tan trong nhiên liệu và ảnh hưởng đến các elastomer của hệ
thống bơm nhiên liệu
✓ Nếu tiếp tục phản ứng tạo ra cặn ( gum) và các chất không tan : Sẽ gây tắc
của hệ thống lọc nhiên liệu hoặc bám vào bề mặt của hệ thống phân phối
nhiên liệu gây cản trở hệ thống
• Tính bền nhiệt:
✓ Là tính chất quan trọng vì Jet được sử dụng để làm môi chất trao đổi nhiệt
cho động cơ. Lấy nhiệt của động cơ, của dầu thủy lực, của hệ thống điều
hòa…
✓ Nếu không bền nhiệt xu hướng tạo gum sẽ tăng lên : Gây tắc hệ thống
phun, cản trở dòng chảy, ảnh hưởng đến hiệu quả quá trình trao đổi
nhiệt….
- • Tính bôi trơn :
✓ Sử dụng làm môi chất truyền nhiệt và bơm tuần hoàn đến nhiều hệ
thống thiết bị nên Jet phải có tính bôi trơn
✓ Chủ yếu là quá trình bôi trơn thủy động ( luôn có lớp chất lỏng tồn
tài ở bền mặt bôi trơn).
✓ Đôi khi xuất hiện quá trình bôi trơn màng mỏng
✓ Nhiên liệu phải đáp ứng cả hai chứa năng này
• Tính linh động ở nhiệt độ thấp:
✓ Phải linh động để bơm trong toàn hệ thống
✓ Hai thông số quan trọng đó là độ nhớt và nhiệt độ điểm sương
✓ Nhiệt độ hoạt động luôn thấp nên tính chất này rất quan trọng
- • Tính bay hơi :
✓ Thể hiện ở 02 thông số đó là áp suất hơi và đường cong chưng cất
✓ Áp suất hơi bão hòa quá lớn dẫn đến dễ bay hơi, tạo nút hơi và tổn
thất.
✓ Kerosen : Tính bay hơi thấp (Reid = 1 Kpas)
• Tính ăn mòn:
✓ Hợp chất ăn mòn có thể xuất hiện đó là các axit hữu cơ và
mecaptan
✓ Các kim loại dạng vết như Na, Ka… có thể gây ra hiện tượng ăn mòn
• Độ sạch của nhiên liệu:
✓ Không lẫn cặn lơ lửng : Gỉ sét, bụi bẩn gây tắc lưới lọc
✓ Không lẫn nước : Đông đặc ở nhiệt độ thấp, tắc lưới lọc, gây săn
mòn
• Tính diệt khuẩn
- • Chỉ tiêu về an toàn bay
✓ Nhiệt độ chớp cháy
- Chỉ hơi hydrocacbon mới dễ bắt cháy
- Trong tank chứa nhiên liệu luôn có tỷ lệ hơi-lỏng và có cả không khí
- Hỗn hợp hơi/không khí nhỏ đền giảm khả năng xảy ra quá trình tự
oxy hóa dẫn đến quá trình cháy
- Nhiệt độ chớp cháy phải nhỏ hơn ngưỡng nhiệt độ này
- Nhiên liệu có áp suất hơi bão hóa 18kPa ( 2 Psi) thì ngưỡng bắt cháy
là 18oC.
✓ Độ dẫn điện – CU ( conductivity unit, pS/m ( 10-12 Ω/m)
- Hiện tượng tĩnh điện xảy ra trong quá trình vận chuyển do ma sát
- Tới ngưỡng giá trị giới hạn, chúng sẽ tạo tia lửa điện
- Giá trị : 1 CU – 20 CU ( Nước cất 106 CU)
- Nối đất, bổ xung phụ gia khử tĩnh điện
- 3.1.2 Tiêu chuẩn nhiên liệu JA1
- 3.1.2 Tiêu chuẩn nhiên liệu JA1
- 3.1.2 Tiêu chuẩn nhiên liệu JA1
- 3.1.3 Phương pháp phân tích
- 3.1.4 Thành phần nhiên liệu hàng không
a. Thành phần hydrocacbon:
- Hỗn hợp nhiều các hydrocacbon
- Loại : thông dụng và loại nhiệt độ
sôi đầu thấp ( wide-cut)
- Thông dụng từ C8-C16
- Wide cut : C5-C15
nguon tai.lieu . vn
