Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti LETECKÁ PALIVA strana Teoretická východiska Zadání cvičení21

Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti -pohonné jednotky letadel se skládají především ze zdroje mechanické energie a zařízení, které má za cíl přeměnit mechanickou energii na tah (tahovou sílu); -zdrojem mechanické energie je motor, jehož konstrukce vychází z druhu pohonu; -dle způsobu této přeměny rozlišujeme i letadlové pohonné jednotky. [1]

Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti

-představuje jeden z hlavních chemických prvků v celém vesmíru jak ve hvězdách, tak i mezigalaktickém prostoru; -tvoří přibližně 75 % jeho hmoty a dokonce 90 % všech atomů; -všech způsobů pohonu se jedná o stejný princip, kde se dosahuje tahové síly zrychlením tekutiny, kterou je v případě vrtulového a proudového motoru okolní vzduch; -u raketových pohonů tím je látka, kterou si letadlo nese sebou; -letecká paliva lze rozdělit do tří základních skupin rozlišující se frakčním složením na: 1)Široká frakce (benzinopetrolejová) 2)Letecké petroleje (kerosiny); 3)Paliva s vysokým bodem vzplanutí. [2]

Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti POHONNÉ HMOTY PÍSTOVÝCH SPALOVACÍCH MOTORŮ -paliva, používaná v letadlových spalovacích motorech jsou kapalné látky, které stejně jako v případě ostatních spalovacích motorů tvoří se vzduchem směs, jejíž chemická energie se spalováním ve válci mění v teplo a další energetickou přeměnou se mění v energii mechanickou; -obdobně jsou tedy kladeny i požadavky na palivo a v případě pístových spalovacích motorů je i pracovní oběh zážehového motoru shodný s pozemními vozidly a stroji [3]

Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti Paliva pístových spalovacích motorů

Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti POHONNÉ HMOTY TURBÍNOVÝCH MOTORŮ -nejrozšířenějším leteckým palivem je letecký petrolej určený pro proudové motory turbínového typu; -letecké petroleje se od sebe vzájemně odlišují především bodem krystalizace a bodem vzplanutí; -jsou připravovány přímou destilací ropy a posléze rafinací či hydrokrakováním.

Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti TURBOVRTULOVÝ MOTOR 1.Reduktor 2.spalovací komora 3.dýza - výstup spalin 4.Vrtule 5.Kompresor 6.turbína [4]

Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti TURBOVENTILÁTOROVÝ MOTOR 1.vstup vzduchu do motoru 2.vstup vzduchu do kompresorU 3.spalovací komora 4.turbína 5.výstup splodin pohánějících motor – letadlo 6.prodící vzduch [5][5]

Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti -existuje řada specifikací, avšak nejčastěji používaná např. pro JET A1 (AVTUR) je AFQRJOS - Aviation Fuel Quality Requirements for Jointly Operated Systems, která představuje nejpřísnější požadavky dle DEF STAN a ASTM D 1655 a ČSN EN ISO 5163 (656197); -při stanovování požadavků se vycházelo z technických norem jak pro civilní, tak i armádní sektor; -z hlediska kontroly podléhá palivo velmi přísným kontrolám, jelikož nelze připustit technickou poruchu vlivem nevyhovující kvality

Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti -letecký petrolej je do určité míry podobný motorové naftě pro arktické klima, avšak svými parametry odpovídá odlišným provozním podmínkám; -musí být i vizuálně čirý, bez mechanických nečistot a vody; -základním požadavkem na palivo je jeho rychlé a dokonalé spálení, malá tvorba úsad, stálost a krátká délka plamene PRINCIP Vzduch nasáty a stlačený kompresorem se vhání do spalovací komory, kam je pod tlakem vstřikováno palivo, které nepřetížitelně hoří. K samotnému spalování je využita pouze část vzduchu. Zbytek slouží jako zřeďovalo snižující teplotu spalin v komoře z cca 1800 o C na cca 800 o C, tedy teplotu, kterou bez poškození snáší použité materiály.

Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti -hmotnostní poměr paliva k množství vzduchu (celkového) se pohybuje od 1:50 až do 1:100; -výhřevnost paliva závisí i na poměru uhlovodíků, které nejlépe vyhovují alkany a cykloalkany, nejméně však aromáty, jejichž obsah je limitován s ohledem na saze vznikající při spalování; -množství sazí je většinou přímo úměrné poměru C : H paliva a mají mimo ekologických aspektů erozivní vliv na turbínu při vysokých rychlostech; -limitován je i obsah n-alkanů s ohledem na normovaný bod krystalizace.

Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti Z hlediska dominantních parametrů leteckých petrolejů se hodnotí především: 1)Hoření (dáno výškou nečadivého plamene nebo luminometrickým číslem); 2)Výhřevnost a hustota (parametry energetické); 3)Charakteristika rozprašování (ovlivněná frakčním složením, viskozitou, povrchovým napětím a tlakem par); 4)Bod krystalizace a tekutost za nízkých teplot; 5)Tepelná stabilita (dána obsahem alkenů a pryskyřic); 6)Bezpečnost a skladovatelnost (charakterizována bodem vzplanutí, elektrickou vodivostí, odolností vůči vodě); 7)Materiálová snášenlivost určená obsahem sirných sloučenin, korozivností na Cu a Ag; 8)Kontaminace nežádoucími příměsemi. Každá vyrobená šarže a každá jednotlivá dodávka leteckého petroleje musí být od výrobce či dodavatele opatřena certifikátem osvědčujícím složení a vlastnosti dodávaného paliva.

Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti Parametry leteckých petrolejů

Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti -pro letecká paliva jsou stanoveny ve srovnání s ostatními palivy velmi přísné bezpečnostní požadavky na kvalitu paliva; -mezinárodní organizace stanovily ve spolupráci s ropnými společnostmi kvalitativní kritéria, které musí být dodržovány, tak aby byl zajištěn bezproblémový provoz stroje; -během letu ve vysokých výškách klesá teplota pod -40 o C a z tohoto důvodu nesmí palivo nejen zamrzávat, ale musí mít i dostatečnou viskozitu zajišťující čerpatelnost paliva; -samotná odolnost paliva proti zamrzání je dána obsahem parafinů, které při nízkých teplotách krystalizují (obdobně jako u motorové nafty)

Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti -obsah vody nesmí překročit 0,003 %, jelikož při snížení teploty by se mohla vylučovat ve formě ledu; -z tohoto důvodu jsou vyhřívány palivové filtry na teplotu min 5 o C; -volná a rozpuštěná voda je odstraňována již při výrobě v rafinériích, může se však dostávat do paliva během dopravy či skladování tzv. „dýcháním“ nádrží; -letecký petrolej je hydroskopický a tedy ve vlhkém prostředí lehce přijímá vodu; -při vyprazdňování nádrže vniká čerstvý vzduch a na stěnách nádrže kondenzuje atmosférická vlhkost (např. v železničních cisternách). Toto může probíhat i v důsledku kolísání teploty během dne, kdy dochází ke změně objemu paliva a vzduchu. Proto se musí voda z paliva odstranit při každé manipulaci.

Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti -palivo je však v letadle využívané i např. na chlazení a je tedy vystaveno i vysokým teplotám (260 o C), při kterých musí být teplotně stabilní a nesmí tvořit usazeniny; -teplotní nestabilita je způsobována přítomností stopových prvků, na jejichž vysrážení se používají přísady; -letecké palivo nesmí být korozní, aby nedocházelo k poškozování částí palivového systému a motorů letadla; -přítomnost síry a jejich sloučenin v palivu způsobuje korozi. Ta je sice odstraňována již při výrobě, ale některé sloučeniny (např. sirovodík) mohou vznikat i činností mikroorganismů.

Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti -palivo dále nesmí obsahovat povrchově aktivní látky působící na volnou vodu jako emulgátor (jílové filtry); -v průběhu dopravy a skladování se do paliva dostávají mechanické nečistoty tvořené převážně prachem ze stěn cisteren. Maximální obsah nečistot při plnění do letedla nesmí překročit 3 mg/l. -velký vliv na kvalitu paliva má proto technologie skladování i čerpací zařízení; -v rafinérii má ideální kvalitu, kterou posléze ztrácí. Proto je potřeba jej ošetřovat, k čemuž se používá sedimentace, odkalování, sání od hladiny, filtrace a separace. -pro potvrzení kvality musí být zásilka paliva doprovázena certifikátem předkládaným při každé manipulaci.

Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti -pro zlepšení užitných vlastností paliva se i do leteckých paliv přidávají vhodná aditiva; -k zajištění skladovací stability slouží antioxidanty, korozivní působení se zlepšuje pomocí inhibitorů koroze, přísady proti zamrzání zabraňují tuhnutí stopových množství vody v palivu při nízkých teplotách ve velkých výškách; -dále to jsou např. mazivostní přísady, přísady proti netěsnosti, deaktivátory kovů (pouze N,N-disalivyden-1,2.diaminopropan), biocidní přísady a antistatické přísady pro úpravu vodivosti -vodivost paliva se upravuje z důvodu zamezení možnosti výbuchu par paliva v důsledku elektrostatického náboje pouze tehdy, jestliže průměrná hodnota vodivosti klesne pod 50 pS.m -1. Vodivost paliva je přitom přímo úměrná teplotě s limitovanou hodnotou 600 pS.m -1.

Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti -v posledních letech se konstruktéři i v případě leteckých pohonů zabývají, především s ohledem na závislost na ropných zdrojích, alternativami leteckých paliv; -v prvé řadě se jedná o vodík, jehož širší využití není ekonomické, dále to je např. zkapalněný zemní plyn či paliva na bázi ethanolu; -letecký benzin a letecký petrolej však zatím nemají rovnocennou konkurenci v oblasti pohonu leteckých motorů.

Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti ZADÁNÍ CVIČENÍ: 1.Stanovte destilační křivku vzorku JET A1 a vyznačte v grafu hodnoty ZD, T10, T50, T90; 2.Stanovte obsah nečistot vzorku JET A1; 3.Stanovte bod vzplanutí vzorku JET A1; 4.Stanovte koeficient teplotní roztažnosti vzorku JET A1; 5.Stanovte hustotu při 23 o C a 70 o C vzorku JET A1.

Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti Zdroj obrázků: [1] [2] g #!prettyPhoto [3] [4] [5]