Aviācijas benzīns: īpašības

2024 Autors: Howard Calhoun | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2023-12-17 10:35

Aviācijas benzīns ir viegli uzliesmojošs šķidrums, kas nonāk lidmašīnas dzinējā, sajaucoties ar gaisu, iegūstot siltumenerģiju sadegšanas kamerā ienākošā gaisa skābekļa oksidēšanās procesa rezultātā. Virzuļdzinēji darbojas ar šo degvielu.

Aviācijas benzīnā tiek novērtēti šādi rādītāji:

• Izturība pret sitieniem.
• Ķīmiskā stabilitāte.
• Frakciju sastāvs.

Aviācijas benzīna detonācijas pretestības parametra mērīšana ir nepieciešama, lai izlemtu par šādas degvielas izmantošanas piemērotību agregātos, kur ir augsta maisījuma, kas nāk no gāzes tvertnes, kompresijas pakāpe. Lidmašīnas dzinēja normālai darbībai ir svarīgi izvairīties no detonācijas aizdegšanās.

Lai noteiktu benzīna nepastāvību, ir jāzina frakcionētais sastāvs. Mērīšanas laikā tiek noskaidrots, vai tas veido degvielas-gaisa maisījumu.

Ķīmiskā stabilitāte ir izturība pret izmaiņām degoša šķidruma sastāvā transportēšanas, uzglabāšanas un ekspluatācijas laikā.

Aviācijā izmantotie benzīna veidi

Ir 2 veidu bāzes benzīns - tiešās destilācijas benzīns un aktīlbenzīns. Pirmais degvielas veids popularitāti ieguva 20. gadsimta vidū, to ieguva tiešās destilācijas ceļā. Tiešās destilācijas degmaisījumu iegūst, destilējot un pēc tam atlasot eļļas frakcijas, kuras iztvaiko noteiktā karsēšanas laikā. Ja frakcijas iztvaiko temperatūrā līdz 100 grādiem pēc Celsija, benzīnu klasificē kā pirmo šķiru, ja iztvaikošanas sildīšanas temperatūra ir līdz 110 grādiem, tad benzīnu sauc par speciālo. Ja eļļas frakcijas iztvaiko benzīnā temperatūrā līdz 130 grādiem, tad degvielai ir 2. kvalitātes pakāpe.

Dažādu kategoriju destilētam benzīnam ir viens faktors, kas tos vieno – zems oktānskaitlis. Izmantojot tiešās destilācijas metodi, benzīna maisījumu ar OC virs 65 ir iespējams iegūt tikai no naftas, kas ražota Azerbaidžānā, Krasnodaras apgabalā, Sahalīnā un Vidusāzijā. Citās vietās, kur tiek iegūts “melnais zelts”, degmaisījums tiek iegūts ar zemu SP parafīnu ogļūdeņražu klātbūtnes dēļ.

Tieša benzīna cieņa

Tiešās darbības benzīna pozitīvās īpašības ir:

• stabilitāte;
• pretkorozijas īpašības;
• izcila iztvaikošana;
• augsta siltumvadītspēja (apmēram 10 500 bcal/kg);
• izturība pret zemām temperatūrām (līdz 100 grādiem pēc Celsija);
• zema higroskopiskums.

Tā kā šai degvielai ir pārāk augsta triecienizturība, to izmanto tikai kopā ar piemaisījumiem,kā rezultātā palielinās oktānskaitlis.

Kas ir oktānskaitlis?

Oktānskaitlis raksturo degoša materiāla noturību pret detonāciju, t.i., šķidruma spēju spontāni aizdegties kompresijas laikā iekšdedzes dzinējā. Oktānskaitlis ir vienāds ar izooktāna saturu degmaisījumā kopā ar vielu n-heptānu. Maisījumam normālos apstākļos pretestības un detonācijas ziņā jābūt līdzvērtīgam testa degvielas paraugam. Viela izooktāns ir vāji oksidēts, tāpēc tās pretestība pret detonāciju tika ņemta par 100 vienībām, un viela n-heptāns detonē pat pie mazākās saspiešanas, tāpēc tās izturība pret detonāciju tiek ņemta par nulli. Lai noteiktu benzīna, kura oktānskaitlis pārsniedz 100 vienības, izturību pret detonāciju, tika izveidota īpaša skala. Tajā izmanto izooktānu, pievienojot tetraetilsvinu dažādos daudzumos.

SP šķirnes

Oktānskaitli iedala divos veidos: OCHM un OCHI. ROI (pētījuma oktānskaitlis) parāda, kā benzīns reaģē pie vieglas vai vidējas dzinēja slodzes. Lai noteiktu ROI, tiek izmantota iestatīšana, kas simulē viena cilindra dzinēju. Konstrukcija spēj saspiest šķidrumu ar dažādu spēku. Kloķvārpstas ātrums ir 600 apgr./min 50 grādu temperatūrā pēc Celsija.

MOND (dzinēja oktānskaitlis) parāda uzliesmojoša šķidruma uzvedību smagas slodzes laikā. Noteikšanas metode ir līdzīga iepriekšējai, tomēr dzinēju imitējošas iekārtas kloķvārpstas apgriezienu skaits ir 900 apgr./min, un gaisa temperatūra testu laikā sasniedz150 grādi pēc Celsija.

Palielināts SP ar piedevām

Mūsdienu dzinējiem, ko izmanto aviācijā, nepieciešama degviela ar minimālo oktānskaitli vismaz 95 vienības. Rafinētus benzīnus pēc tiešās destilācijas iegūst ar zemu oktānskaitli, tie nav piemēroti izmantošanai mūsdienu lidmašīnu dzinējos. Antidetonācijas īpašību palielināšanos var panākt ar piedevu palīdzību. Iepriekš šiem nolūkiem tika izmantots tikai etilšķidrums. Mūsdienās RP palielināšanai ir izstrādāti veseli kompleksi, kas satur skābekli saturošus komponentus, esterus, stabilizatorus, krāsvielas, pretkorozijas līdzekļus un daudz ko citu.

Atšķirība starp benzīnu B 91 115 un Avgas 100 ll

Aviācijas benzīns B 91 115 ir degvielas maisījums, ko iegūst tiešā destilācijā, izmantojot katalītisko riformingu. Šādas degvielas sastāvā ietilpst alkilbenzoli, toluols un dažādas piedevas (etils, antioksidants, krāsviela). Aviācijas benzīns Avgas 100 ll sastāv no līdzīgu augstu oktānskaitli un bāzes komponentu maisījuma. Lai iegūtu šīs markas degvielu, tiek pievienots etils, krāsvielas un piedevas, lai novērstu korozijas un statiskās elektrības veidošanos.

Abu zīmolu degvielu atšķirības slēpjas kategorijā, izmantotajās piedevās, sastāvdaļās un atšķirīgajā tetraetilsvina saturā. Pirmajā degvielā tetraetilsvina daudzums nedrīkst pārsniegt 2,5 g/kg, otrajā - 0,56 g/l. Burtu kods ll nosaukumā nozīmē zemu svina saturu degvielā. Kāmazāk svina aviācijas benzīnā, jo labāki tā ekoloģiskie rādītāji. Tīrāks benzīns ne tikai pasargās dabu no iznīcināšanas, bet arī mazinās degvielas toksisko ietekmi uz strādniekiem, kuri pastāvīgi ir spiesti ar to saskarties. Jāņem vērā, ka Krievijas Federācijas tiesību akti nereglamentē pretkorozijas, kristalizācijas un statikas piedevu pievienošanu aviācijas degvielai.

Degvielas pakāpe

Maisījuma pakāpe ietekmē tā sprādzienbīstamību iekšdedzes dzinēja darbības laikā ar maksimālo iespējamo jaudu. Piemēram, degvielai ar Nr. 115 jaudas pieaugums iekšdedzes dzinēja darbības laikā ir par 15 procentiem lielāks nekā izooktānam. Aviācijas benzīna Avgas 100 ll markai saskaņā ar dokumentāciju jābūt vismaz 130 vienībām. Aviācijas benzīnam 91 115 ir vismaz 115 vienības, pamatojoties uz GOST 1012 aviācijas benzīnam. Degviela Avgas 100 ll palielina jaudu, bet tikai tad, ja iekšdedzes dzinējs darbojas ar bagātinātu maisījumu. Jauda šajā gadījumā ir palielināta par 15 procentiem, salīdzinot ar B kategorijas degvielu 91 115.

Aviācijas benzīna ražošana

Aviācijas benzīna ražošana ir sarežģīts process, kas sastāv no šādām tehnoloģiskām operācijām:

• Dažādu komponentu (stabils katalizators, toluols utt.) ražošana.
• Piedevu un citu komponentu filtrēšanas process.
• Piedevu un komponentu sajaukšana.

Mūsu valstī aviācijas benzīns netiek ražots. Iemesls ir etilēna ražošanas aizliegums Krievijas Federācijā. Pat ja trūkstošā sastāvdaļa tiek iegādāta ārzemēs, degmateriāla ražošana ir ekonomiski neizdevīga tā nelielo patēriņa apjomu dēļ. Gatavo degvielu lidmašīnām iepērk ārzemēs. Pašreizējā situācija Krievijas aviācijas nozari nostāda neizdevīgā stāvoklī, jo iekšzemes lidmašīnu ražošana ir atkarīga no degvielas iepirkuma cenām no ārvalstīm, kā arī iepirkumu apjoma.

Kāpēc aviācijas benzīnam ir nepieciešams tetraetilsvins?

Viela, ko sauc par tetraetilsvinu (TEP), bez problēmām tiek pievienota aviācijas benzīnam. Tas ir izdevīgi no ekonomijas viedokļa, jo, ja tā ir sastāvā, degvielai ir lielāka detonācijas pretestība degšanas laikā dzinējā. Turklāt TPP novērš gaisa kuģa dzinēja kustīgo daļu nodilumu. Jāpiebilst, ka TES tīrā veidā neizmanto, to pārvērš etilšķidrumā. Tetraetilsvina saturs šādā šķidrumā sasniedz 50 procentus.

Benzīna prasības aviācijai

Salīdzinot ar automobiļu degvielu, GOST prasības aviācijas benzīnam ir daudz stingrākas. Tās ražošanu regulē tehnoloģisko procesu skaits. Uzliesmojošs šķidrums lidmašīnām tiek izstrādāts, ņemot vērā visas lidmašīnas degvielas sistēmu un dzinēju konstrukcijas iezīmes.

Īpašas prasības aviācijas benzīnam, ko izmanto aviācijā:

• Palielināta iztvaikošana. Šis parametrs atvieglo dzinēja iedarbināšanu, uzlabo maisījuma kvalitāti.
• Sprādzienizturība pie lielām slodzēm.
• Nedaudz higroskopisks (mitruma absorbcija).
• Izturīgs pret zemām temperatūrām.

Benzīns B-70

B-70 aviācijas benzīns ir uzliesmojoša degviela ar asu smaku. Ja tā nokļūst uz ādas, acīm vai iekšējiem orgāniem, tā var izraisīt neatgriezeniskus procesus, jo šī viela ir ļoti toksiska. Visi nepieciešamie darbi ar šādu degvielu tiek veikti ar darba ventilāciju, un cilvēku aizsardzībai tiek izmantoti gumijas cimdi.

Aviācijas benzīna B-70 tehniskie parametri:

• bezkrāsaina un caurspīdīga viela;
• blīvums istabas temperatūrā nav lielāks par 0,7g/cm3;
• destilācijas sākums - ne augstāk par 80 grādiem pēc Celsija;
• destilācijas process tiek veikts temperatūrā, kas nepārsniedz 100 grādus pēc Celsija;
• aromātiskie ogļhidrāti sastāvā aizņem ne vairāk kā 1,5 procentus;
• sēra daļa - ne vairāk kā 1,5%.