Влияние фактических смол на работу реактивного двигателя - АвтоКлуб Toyota
Toyota-navi.ru

АвтоКлуб Toyota
11 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Влияние фактических смол на работу реактивного двигателя

ГОСТ 1567-97 Нефтепродукты. Бензины автомобильные и топлива авиационные. Метод определения смол выпариванием струей.

ГОСТ 1567-97

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

Нефтепродукты

БЕНЗИНЫ АВТОМОБИЛЬНЫЕ
И ТОПЛИВА АВИАЦИОННЫЕ

Метод определения смол
выпариванием струей

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СОВЕТ
ПО СТАНДАРТИЗАЦИИ, МЕТРОЛОГИИ И СЕРТИФИКАЦИИ

1 РАЗРАБОТАН МТК 31 «Нефтяные топлива и смазочные материалы» (ВНИИ НП)

ВНЕСЕН Госстандартом России

2 ПРИНЯТ Межгосударственным Советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол № 11-97 от 25 апреля 1997 г.)

За принятие проголосовали:

Наименование национального органа со стандартизации

Госстандарт Республики Казахстан

Главная государственная инспекция Туркменистана

3 Разделы настоящего стандарта представляют собой аутентичный текст международного стандарта ИСО 6246-95 «Нефтепродукты. Определение содержания смол в легких и среднедистиллятных топливах. Метод выпаривания струей» с дополнениями, отражающими потребности экономики страны

4 Постановлением Государственного комитета Российской Федерации по стандартизации и метрологии от 9 февраля 1999 г. № 32 межгосударственный стандарт ГОСТ 1567-97 (ИСО 6246-95) введен в действие непосредственно в качестве государственного стандарта Российской Федерации с 1 июля 1999 г.

6 ПЕРЕИЗДАНИЕ. Май 2001 г.

ГОСТ 1567-97

Нефтепродукты

БЕНЗИНЫ АВТОМОБИЛЬНЫЕ И ТОПЛИВА АВИАЦИОННЫЕ

Метод определения смол выпариванием струей

Petroleum products. Motor gasolines and aviation fuels. Determination of gum content by jet evaporation method

Дата введения 1999-07-01

Влияние характеристик авиатоплива

Теплота сгорания указывает, сколько теплоты выделяется при сгорании 1 кг топлива. Плотность горючего зависит от того, какие вещества входят в его состав, и от их химической структуры. Топливо с большей теплотой сгорания и плотностью выделяет больше энергии. Потому, заправляя бак таким горючим, можно получить большую продолжительность полета.

Насколько топливо однородно, зависит от содержания в нем различных примесей, воды и льда. Опасны механические примеси, к числу которых относят пыль, мелкие частицы разрушенных деталей, продукты коррозионного воздействия. Чтобы использование загрязненного топлива не привело к аварии, его многократно фильтруют, заправку техники производят закрытым способом, ведут постоянный контроль наличия в топливе примесей.

Коррозионная активность горючего зависит от содержания в нем нерастворенных воды, неорганических кислот и щелочей, свободной серы и сероводорода. Соприкасаясь с металлическими деталями, эти вещества способствуют их коррозии. В результате появляются коррозионные продукты, которые засоряют шланги, фильтры и другие узлы.

Вязкость и испаряемость горючего играют ключевую роль при образовании топливовоздушной смеси. Если вязкость топлива низкая, а испаряемость высокая, это способствует более легкой распыляемости горючего форсунками, что позитивно влияет на сгораемость смеси и позволяет более легко запустить двигатель. Но слишком сильная текучесть топлива тоже нежелательна. Она ведет к риску повышения износа деталей и утечки горючего через уплотнения.

Высокая испаряемость, помимо позитивного влияния, также играет и негативную роль. При увеличении высоты температура закипания топлива с высокой испаряемостью снижается. Потому высотные полеты с таким горючим отличаются повышенным расходом топлива. Приведение расхода в норму в таких условиях достигается использованием дополнительного давления на резервуары с горючим.

Термическая стабильность топлива заключается в минимизации образования смолистых осадков при сгорании в присутствии воздуха. Если используется термически нестабильное горючее, на металлической поверхности, поддающейся воздействию высоких температур и контактирующей с топливом, образуется твердый нагар. В самом же топливе накапливаются мелкие частички, которые впоследствии засоряют фильтры и топливную аппаратуру. Когда осадок появляется на трубках радиатора, ухудшаются теплообменные процессы, что может привести к перегреву масла.

Образование сажи происходит при неправильном процессе сгорания топлива. Если в выхлопе появляется сажа, энергия излучения газов возрастает до 4 раз. В результате значительно увеличивается нагрев металлических деталей. Сажа не только способствует повышению дымности. Она становится причиной более высокой заметности авиационной техники, что приводит к повышению вероятности попадания в самолет ракеты с тепловой головкой.

Явление отдачи

Но научные поиски и разработки на этом не прекращались. Как всегда, на помощь пришла природа, которая, в большинстве случаев и наталкивает изобретателей на удивительные открытия.

Наблюдения за морскими жителями, такими как осьминоги, кальмары и каракатицы, привели к неожиданным результатам. Манера движения этих морских обитателей, была схожа с кратковременным толчком. Будто тело отталкивается отчего – то и продвигается вперед.

Эти наблюдения были чем-то схожи с замечаниями Гюегенса про выстрел и пушку, которые мы упоминали выше.

Таким образом, в физики появилось понятие «явление отдачи». В ходе дальнейших научных исследований было выяснено, что именно благодаря явлению отдачи происходит все движение на планете Земля: автомобиль отталкивается от земли, корабль – от воды и т.д.

Движение тел происходит благодаря передаче импульса от одного объекта другому. Для объяснения явления приведем простейший пример: вы решили толкнуть своего товарища в плечо, приложили определенную силу, в результате которой, он сдвинулся с места, но и вы испытали силу, отталкивающую вас в противоположную сторону.

Конечно, расстояние, на которое сдвинетесь вы и ваш друг, будет зависеть от ряда факторов: сколько вы весите, как сильно вы его толкнули.

Использование: в аналитической химии. Сущность изобретения: проводят отбор фиксированного объема испытуемого топлива с последующим определением содержания фактических смол в топливе, при этом после отбора пробы топлива его наносят на фильтр, сушат пропитанный топливом фильтр, после чего растворяют фильтр с фактическими смолами в ацетоно-толуольной смеси и замеряют оптическую плотность раствора, а содержание смол определяют по ф-ле: Cф.с = 32.91 ·D, где Cф.с — концентрация фактических смол в топливе, мг на 100 см 3 топлива; 32,91 — эмпирический коэффициент; D — величина оптической плотности. 4 табл.

Читать еще:  Ваз 2110 стук в двигателе под выпускным коллектором

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ ФАКТИЧЕСКИХ СМОЛ В УГЛЕВОДОРОДНЫХ ТОПЛИВАХ, включающий отбор фиксированного объема пробы топлива и определение содержания фактических смол, отличающийся тем, что, с целью снижения времени определения и упрощения способа, после отбора пробу наносят на фильтр, сушат пропитанный топливом фильтр, растворяют фильтр в ацетоно-толуольной смеси измеряют оптическую плотность полученного раствора и содержание смол определяют по формуле
CФ.С = 32,91 D,
где CФ.С — концентрация фактических смол в топливе, мг на 100 см 3 топлива;
32,91 — эмпирический коэффициент;
D — величина оптической плотности.

Подведем итоги

Реактивный двигатель — это мощный механизм, без которого не может обойтись современные самолётостроение и ракетостроение. Он заставил летать самолёты в 1,5 раза быстрее и выше, чем поршневой мотор. Его сила тяги не зависит от наличия окружающей среды, точки опоры или иного тела.

Конструкция позволяет управлять ракетами в безвоздушном пространстве. Это делает его крайне необходимым для исследования космоса.

Чем выше его скорость летательного аппарата, тем большую полезную работу совершает двигатель. При меньшей скорости – полезная работа меньше.

Реактивный двигатель внедряют в автомобилестроении, строительстве поездов, для гоночных болидов, снегоуборочных машин, ледоколов. Компания «Rolls Royce» создала мотоцикл с газореактивным мотором.

Авиационный керосин, как топливо:

Авиационный керосин (авиакеросин) – это моторное топливо для турбовинтовых и турбореактивных двигателей различных летательных аппаратов.

Также авиационный керосин применяется как хладагент в различных теплообменниках (топливно-воздушных радиаторах), в качестве смазки движущихся деталей топливных и двигательных систем, в качестве растворителя.

В России для дозвуковой авиации производится пять марок авиационного керосина (ТС-1, Т-1, Т-1С, Т-2 и РТ), для сверхзвуковой – две (Т-6 и Т-8В). Авиационный керосин марки РТ является унифицированным топливом и предназначен для применения на летательных аппаратах как с дозвуковой, так и сверхзвуковой скоростью полета.

Авиационные керосины марок ТС-1, Т-1, Т-1С, Т-2 и РТ являются малоопасными продуктами и по степени воздействия на организм человека, в соответствии с ГОСТ 12.1.007, относятся к 4-му классу опасности.

Авиационные керосины марок ТС-1, Т-1, Т-1С, Т-2 и РТ представляют собой легковоспламеняющуюся жидкость.

Температура самовоспламенения авиационных керосинов:

– марок ТС-1, Т-1С, Т-1, РТ – 220 °С;

– марки Т-2 – 230 °С.

Температурные пределы воспламенения паров авиационных керосинов:

– ТС-1, РТ: 25 °С (нижний) и 65 °С (верхний),

– Т-1, Т-1С: 50 °С (нижний) и 105 °С (верхний),

– Т-2: -10 °С (нижний) и 34 °С (верхний).

Концентрированные пределы взрываемости авиационных керосинов:

– ТС-1, РТ: 1,5 % об. (нижний) и 8,0 % об. (верхний),

– Т-1, Т-1С: 1,8 % об. (нижний) и 8,0 % об. (верхний),

– Т-2: 1,0 % об. (нижний) и 6,8 % об. (верхний).

ДВА новых типа двигателей для перемещения в космосе. Испытания первой модели магнито-плазмодинамического двигателя

Ещё осенью 2019-го года промелькнули сообщения, что российские инженеры предложили ДВА новых типа двигателей для перемещения в космосе. Революции в скорости никто не обещал, но сообщения об ожидаемых КПД были обнадёживающие.

Увы, потом наступила тишина. Номера обоих патентов были доступны и теория смотрелась неплохо, но вестей об успехах не было.

И, те кто был в теме, разделились.

Одни решили, что это были очередные прожекты без последствий.

Другие ванговали, что это было просто преждевременное сообщение и работы ведутся втихую, а болтливые торопыги (возможно) получили «по-шапке» 😉

И вот, наконец появилась хорошая новость об одном из проектов — об испытаниях первой модели магнитоплазмодинамического двигателя.

Это уже не теория — вот кадр с первых испытаний:

Кадр испытаний магнитоплазмодинамического двигателя

Пояснение для тех, кто не в теме

(Сведущие сразу могут прокрутить вниз, к самой новости)

Для выхода на орбиту с поверхности Земли по-прежнему нужны ракеты. И так будет ещё очень долго. А вот, на чём летать в межпланетном пространстве — большой вопрос.

Обычные жидкостные двигатели хороши тем, что быстро разгоняются. Но, развиваемые ими итоговые скорости слишком малы для быстрых перелётов от планеты к планете.

Станция «Кассини» летела к Сатурну почти 7 лет.

Нужно сокращать время полёта.

Одно из решений — российский космический ядерный буксир «Нуклон». Это ядерный электрогенератор, который запитывает электрические двигатели. Да, установка в целом всё равно «реактивная», но её КПД в разы выше, чем у обычных ракет. При той же массе топлива, мы получаем более высокую скорость в итоге.

Но, одно из ограничений «Нуклона» — малая тяга движков. Да, при полёте к Юпитеру, он обгонит «обычную» ракету. На расстояниях до Марса выгоды уже практически нет. А, до Луны он и вовсе будет лететь аж 200 дней (хотя, для беспилотника с полезной нагрузкой 10 тонн это не так плохо).

В итоге, Россия спроектировала энергоустановку в 480 кВт. Но, один из важнейших вопросов — увеличение тяги двигателей — остался. Самые лучшие ионные двигатели имеют тягу, с трудом дотягивающую до 1 Н (ньютона).

Вот об этих конечных двигателях и идёт речь. «Нуклону» нужны новые технологии электрических «приводов».

Читать еще:  Как установить защиту двигателя на митсубиси аутлендер

Ионные движки близки к своему пределу — сейчас тяга лучшего из них — всего 1,5 Н. Теоретически, могут сделать ещё раза в два больше. Дальше — тупик.

Магнитный плазмодинамический двигатель

На этом фоне очень интересно сообщение, что российская компания «СуперОкс» представила данные об испытаниях первой версии своей силовой установки с использованием сверхпроводящих магнитов. Насколько можно понять, это промежуточный итог трёхлетней работы. Сообщается, что в работе также принимала участие кафедра физики плазмы НИЯУ МИФИ.

Статья об этом была опубликована в британском журнале Journal of Physics в декабре 2020 года. Посмотрите источник на английском — буду признателен за уточнения.

Кому лень — может посмотреть новость на русском на сайте самой компании.

Вакуумная камера для испытаний первых прообразов двигателей.

Вообще, двигатель на этом принципе был предложен нашим изобретателем Ю. В. Кубаревым в 1958 году (работы под его руководством велись ещё недавно в Воронежском ОАО КБХА).

Так что, неверно говорить о новом типе двигателя в теоретическом смысле.

Но, с точки зрения практики, вполне можно говорить о новинке. Потому что рабочего образца ещё не было ни у кого. Так, в 2014 году Кубарев обмолвился в одном интервью, что американская опытная установка «никуда не полетит, слишком тяжёлая» — изобретателю точно виднее было :).

Эти установки должны обеспечивать скорость истечения рабочего тела от 15 до 60 км/с, а по последним данным до 110 км/с и более. Это в 25 раз выше, чем в жидкостных реактивных двигателях (

4 км/с у водородных).

В двух словах: для создания тяги в этом двигателе используется сила Лоренца (сила, действующая на заряженные частицы электромагнитным полем). В статье также говорится, что это магнитоплазменные двигатели имеют потенциал тяги до 200 Н (правильно ли я перевёл это место? — уж больно хорошо звучит. ).

Хотя, зам. ген. директора ЗАО «СуперОкс» Алексей Воронов был более осторожен, сказав, что:

«Разработанная технология позволяет проектировать двигатель с реактивной тягой вплоть до 5 Ньютонов и более без потери качества преобразования энергии. Этот результат стал возможен только благодаря высокому магнитному полю в нашем двигателе, которое создается магнитом из высокотемпературного сверхпроводника (ВТСП)»

На этой схеме в качестве рабочего тела используется литий

Сейчас испытан только лабораторный опытный образец, который развил мощность почти в 1 Н при мощности установки

Не впечатлило? Тогда ещё раз вспомните, что это пока только опытный образец, но он уже сравнялся с хорошими ионниками, которые развиваются много лет. есть над чем подумать и помечтать 🙂

(наш ИД-500 развивает 0,35-0,75 Н при чуть большей потребляемой мощности)

Приведу цитату из статьи с более точными данными:

Средние данные с расходом топлива (аргона) 20, 15 и 10 мг/с составляют 1,22, 1,34 и 1,75 кДж/мг.

Максимальная расчетная тяга достигается 850 мН при 50 мг/с. Наилучший полученный удельный импульс равен 3840 с при 10 мг/с. Максимальные получаемые значения тяги при заданной тяге расход топлива 48 мН / кВт при 50 мг / с.

Получена максимальная мощность дуги составляет 27,5 кВт при 20 мг/с.

Наилучшая достигнутая эффективность катода диаметром 10 мм составляет 54% при 15 мг/с при тяге 554 мН и удельном импульсе 3763 с при 18,9 кВт (450 А, 42,1 В) при 29,3 мН / кВт и 1,3 кДж / мг.

Кому мало данных — читайте статью.

Что сказать, пока не густо, но для начала очень даже прилично.

Даже если в итоговых рабочих изделиях будут всего лишь заявленные 5-6 Н, — это в 3-4 раза лучше того, что могут обеспечить лучшие ионники. Лиха беда — начало 🙂

И ещё об одном. В двигателе применены сверхпроводники. А это означает уменьшение массы магнита в 4 раза по сравнению с медными магнитами в современных электрореактивных двигателях.

Меньше масса — выше ускорение, быстрее долетим!

Тот самый магнит — вес 9 кг.

Думаю, что именно об этих движках говорилось в ТЗ на Нуклон — если мне не изменяет память, там шла речь именно о плазменных двигателях, а не об ионниках.

Первый — как обеспечат низкие температуры для сверхпроводников? Принято считать, что в космосе холодно, но не достаточно (и не забудем, что вакуум — лучший теплоизолятор). Значит, будет криогенная установка, а это дополнительный груз, снижение надёжности и т.д.

С другой стороны — материаловеды работают, иногда проскакивают сообщения о высокотемпературных сверхпроводниках. И тут следует заметить, что написано на сайте самой компании:

Компания СуперОкс создана в 2006 году Андреем Вавиловым для разработки технологии производства высокотемпературных сверхпроводниковых проводов 2го поколения – ВТСП-проводов.

Выводы делайте сами. Мне пока ясно одно — явно не новички в этой теме, но об их вовлечённости в космические проекты ничего не знаю.

Второе. В двигателях этого типа используется электроразряд. Значит, есть эррозия элементов конструкции. Специалисты «СуперОкс» говорят, что нашли довольно удачную конструкцию катода:

Катод после всех испытаний

Говорится, что катод испытывался суммарно 2500 секунд с максимальным непрерывным временем 140 с. В итоге отмечен низкий износ.

Читать еще:  Через сколько меняется масло в двигателе киа рио

Но, это всё частности. Главное то, что износ от электрокоррозии вообще есть — это влияет на срок службы всего двигателя. На Земле электрод — всего лишь быстро заменяемый расходник, а в космосе он становится непреодолимой проблемой.

Это насчёт работы в составе многоразового космического буксира.

А в итоге мы имеем ещё один прототип электрического реактивного двигателя. Вдобавок к плазменным и ионным, появился магнитоплазмодинамический. Интересным является применение в нём сверхпроводников, хотя ряд вопросов конечно остаётся.

Пока он не впечатляет, да и не обязан — от первого рабочего образца много ожидать не следует. Его задача — отработать основные принципы работы. Первые автомобили ездили не быстрее лошадей. Но, теория говорила, что они могут гораздо больше — вскоре это и произошло.

Здесь — то же самое. Осталось набраться терпения. И пожелать нашим инженерам успехов! 🙂

Реакция читателей:

-(Виталий) Автор, спасибо за статью. Видел эту новость раньше, но у Вас она гораздо лучше рассмотрена. Еще раз, респект ))

А теперь позвольте «ложку дегтя» ))

Вы пишете: «В двигателе применены сверхпроводники. А это означает уменьшение массы магнита в 4 раза по сравнению с медными магнитами в современных электрореактивных двигателях.

Меньше масса — выше ускорение, быстрее долетим!»

Да, масса уменьшится. На 3-5 кг на каждом двигателе. На 20-30 двигателях — на 100 кг. И что нам дадут 100 кг при массе того же «Нуклона» в 20-30 тонн ?

На мой взгляд, гораздо важнее мЕньший расход эл.мощности на 1 Ньютон тяги. У ИД-500 эл.мощность 35 кВт при тяге примерно 0,5 Н. Тут 30 кВт на 1 Н. Т.е. примерно в 2 раза меньше. Значит можно или поставить реактор поменьше (полегче), или увеличить тягу буксира. Вот еще бы уточнить уд.импульсы этого двигателя и ИД-500.

— (Автор) Виталий, применительно к Нуклону — полностью согласен.

Но, во-первых, с миру по нитке — каждый килограмм на счету.

И потом — движки можно и на мЕньшие спутники поставить — там заметнее будет.

А напрямую сравнивать пока рановато — это экспериментальная установка.

Но в целом да — именно бОльшего удельного импульса от этой технологии все и ждут 🙂

1. На мЕньших спутниках будет примерно та же самая проблема. 30 кВт эл.мощности требуют серьезную энергетической установку. С большой массой.

Но, в целом, сокращение массы двигателя — это, конечно, плюс.

2. С одной стороны, сравнивать пока рано. С другой, а как же без сравнения ? Надо же на что-то ориентироваться. Пусть даже с поправкой на дальнейший рост характеристик.

— Виталий, если всё-же настаиваете на сравнении, то я просто повторюсь — первая же опытная установка работает на уровне лучших ионников, которые развиваются не один десяток лет. А если точнее, то даже немного лучше — 0,85Н при потреблении меньше 30 кВт (у ИД-500 больше 30-ти).

Туда же — по расчётам потенциал этих движков — до 200 Н. По крайней мере, в данной разработке прогнозируют не менее 5-6Н. Плазменникам и ионникам это сегодня даже не снится, насколько я знаю.

Нет, конечно круто, когда опытный образец на голову превосходит современные аналоги, но. не всегда так получается — иногда вместо прыжков приходится двигаться потихоньку 🙂

— Спасибо за сравнение. Но тут не хватает удельного импульса. Без него сравнение недостаточно корректное.

5-6 Н — это неплохо, но не главное. Можно поставить 5 ионников, и они дадут эти 5 Н. Вопрос в потреблении энергии и расходе РТ (удельном импульсе). С энергией вроде бы у нового двигателя всё хорошо .

— Виталий, насчёт удельного я же давал в статье — 3763с в одном из режимов. Остальные режимы смотрите в исходной статье — там по-моему ещё что-то было.

Похвастать особо нечем, как видите.

Но, сейчас не импульс важен, а то, что установка вообще заработала. Ну а неплохие выходные характеристики на данном этапе — скорее приятный бонус.

У меня нет данных, сколько там было у первых ионников, но судя по сегодняшним крохам — на порядок точно меньше.

5 ионников можно, но они будут весить и потреблять кратно больше — смысла нет. Вы же сами про важность удельного импульса говорите.

Вот с энергопотреблением да: минус 5кВт при той же мощности — это конечно же радует уже сейчас. Ну и чуть меньшая масса тоже в плюс идёт.

Гораздо больше расстраивает другое — нет данных в рамках чего создана эта установка, был ли на неё заказ или на свой страх и риск сделали.

— Здорово конечно, когда правительство Москвы вкладывается в такие стартапы. Но, стартап должен быть не только интересным и многообещающим, но и встроенным в космическую программу страны — у нас же клановость развита, чужих не жалуют.

То есть, ребятам ещё надо доказать, что они свои, встроиться в систему. А это лишние препятствия.

Ладно, посмотрим что получаться будет — столица России всё-таки вложилась, не кто нибудь. 🙂

Понравилась статья? Подпишитесь на канал, чтобы быть в курсе самых интересных материалов

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector