Определение удельной теплоты сгорания керосина, сравнение с нефтью

Сегодня люди крайне зависимы от топлива. Без него не обходится обогрев жилищ, приготовление пищи, работа оборудования и транспортных средств. Большинство видов используемого топлива — углеводороды. Для оценки их эффективности используют значения удельной теплоты сгорания. Керосин обладает сравнительно внушительным показателем. Благодаря этому качеству он используется в двигателях ракет и самолётов.

Благодаря своим свойствам, керосин используется в двигателях ракет

Что это?

Керосин — это горючая смесь, состоящая из жидких углеводородов. Температура кипения керосина варьируется в пределах 150-250° по Цельсию. Это прозрачная, не имеющая цвет (в некоторых случаях желтоватая) жидкость, чуть маслянистая на ощупь.
Само слово произошло от англ. kerosene. В свою очередь, оно имеет греческие корни: κηρός — «воск».

Керосин получается путем прямой перегонки или ратификации нефти. Иногда — посредством ее вторичной переработки. В некоторых случаях продукт подвергают гидроочистке.

Керосин, как топливо:

Керосин (англ. kerosene от др.-греч. κηρός – «воск») – горючая смесь жидких углеводородов (от C8 до C15) с температурой кипения в интервале 150-250 °C, получаемая путём прямой перегонки или ректификации нефти.

Внешне керосин – это прозрачная, бесцветная (или слегка желтоватая, или светло-коричневая), слегка маслянистая на ощупь жидкость. Имеет характерный запах нефтепродуктов.

Керосин – горючая, легковоспламеняющаяся жидкость. Относится к малоопасным веществам и по степени воздействия на организм человека в соответствии с ГОСТ 12.1.007 относятся к 4-му классу опасности. Горючее топливо.

Керосин легче воды. В воде не растворяется.

С воздухом керосин образуют взрывоопасные смеси.

Состав вещества

Мы разобрались с температурой кипения керосина. Теперь представим состав данного продукта. Он не является универсальным и эталонным, так как зависит от сырья — нефти, ее способа переработки и химического состава.

Итак, состав керосина по ГОСТ:

• Алифатические предельные углеводороды — 20-60% от общей массы.
• Углеводороды нафтеновые — 20-50%.
• Ароматические бициклические углеводороды — 5-25%.
• Углеводороды непредельные — до 2%.
• Незначительное содержание примесей — сернистых, кислородных или азотистых.

Представим теперь важнейшие свойства данного вещества.

Основные теплофизические характеристики керосина

Керосин — это средний дистиллят процесса нефтепереработки, определяемый как доля сырой нефти, которая кипит при температуре от 145 до 300°C. Керосин может быть получен путём перегонки сырой нефти (прямогонный керосин) или из крекинга более тяжёлых нефтяных потоков (крекинг-керосин).

Сырой керосин обладает свойствами, которые делают этот нефтепродукт пригодным для смешивания с различными эксплуатационными добавками, определяющими его использование в различных коммерческих целях, в том числе в транспортном топливе. Керосин представляет собой сложную смесь соединений с разветвлённой и прямой цепью, которые обычно можно разделить на три класса: парафины (55,2% по массе), нафтены (40,9%) и ароматические соединения (3,9%).

Для эффективности применения все марки керосина должны обладать максимально возможной удельной теплотой сгорания и удельной теплоёмкостью, а также характеризоваться достаточно широким диапазоном температур воспламенения. Для различных групп керосинов эти показатели составляют:

• Удельная теплота сгорания, кДж/кг — 43000±1000.
• Температура самовоспламенения, 0С, не ниже – 215.
• Удельная теплоёмкость керосина при комнатной температуре, Дж/кг·К – 2000…2020.

Точно установить большинство теплофизических показателей керосина невозможно, поскольку сам продукт не имеет постоянного химического состава и определяется характеристиками исходной нефти. Кроме того, плотность и вязкость керосина зависит от внешних температур. Известно только, что по мере приближения температуры к зоне устойчивого горения нефтепродукта, удельная теплоёмкость керосина существенно повышается: при 2000С она составляет уже 2900 Дж/кг·К, а при 2700С — 3260 Дж/кг·К. Соответственно снижается кинематическая вязкость. Совокупность этих параметров определяет хорошее и устойчивое воспламенение керосина.

Температура горения керосина в воздухе

Керосин

представляет собой смесь углеводородов с атомным числом более 9 и менее 16, которые выкипают в процессе прямой перегонки нефти в температурном интервале + 100, + 320 градусов Цельсия.

Химический состав и свойства керосина

Химический состав полученного при крекинге керосина может меняться в зависимости того, производной из какой нефти он является, а также используемой технологии ее переработки и дальнейшей очистки керосинового дистиллята. В среднем этот нефтепродукт может включать:

• алифактические углероды в процентном соотношении от 20 до 60;
• нафтеновые углероды в процентном соотношении от 20 до 50;
• бициклические ароматические углероды в процентном соотношении от 5 до 25;
• непредельные углероды в процентном соотношении до 2.

При более высоких температурах процессов получения керосина

количество бициклических ароматических углеродов возрастает.

В тоже время, их более низкое содержание в готовом нефтепродукте способствует повышению интенсивности и яркости пламени.

Высокое процентное содержание тяжелых фракций приводит к ухудшению горения этого нефтепродукта, поэтому после его получения производится специальная химическая и гидроочистка.

Следует учитывать также высокие показатели испаряемости данного продукта. При концентрации в воздухе превышающей 300 мг/м3 существует угроза отравления парами керосина. Это накладывает определенные требования на условия хранения данного нефтепродукта.

Кинематическая вязкость

При характеристике керосина по ГОСТу будет актуальной и эта позиция. Надо сказать, что вязкость углеводородов, входящих в состав данного продукта существенно изменяется с понижением/повышением его температуры. Чем последняя будет выше, тем меньше становится вязкость.

Это весьма важная характеристика. Вязкость керосинов оказывает большое влияние на ряд эксплуатационных особенностей топливных систем летательных аппаратов, а также процессы сгорания и смесеобразования в двигателе.

Так, вязкость керосина при 20 °С составляет 1,2 — 4,5 мм2/с.

Как из 92 бензина сделать 80-й

По первой формуле, узнаем количество керосина в литре получаемого 80-го:

K= (92-80) / (92-45) = 12 / 47 ≈ 0.255 л

По третьей формуле вычисляем какое количество керосина нужно добавить в 10 литров 92-го бензина:

Kк= (10 ⋅ 0.255) / (1-0.255) = 2.55/0.745 ≈ 3.42 л

Итог: чтобы получить 80-й бензин из 10-ти литров 92-го нужно во второй налить 3.42 литра керосина.

Очень часто меня спрашивают чем мы заправляли двигатели Побед в время медиаэкспедиции в 2022 году. Действительно, если на просторах нашей родины еще можно было найти 80-й, то в Европе, особенно в еврозоне даже 92-го нет, редко встречается 95-й, в основном 98-й, 100 и 102-й. Напомню двигатель Победы М20 имеет степень сжатия 6,2 и рассчитан на работу на 66-м бензине. О том как решить эту проблему мы долго совещались перед поездкой, были варианты форсировать двигатели, заказывать новые распредвалы с фазами газораспределения под высокооктановое топливо, менять клапана на клапана с натром, уменьшать степень сжатия за счет уменьшения камеры сгорания и т, д. Все это оказалось трудоемким и долгим по времени, так же достаточно затратно по финансам. В конце концов было принято решение использовать специальную присадку в топливо. Итак за время поездки в наших Победах ( все 4 машины) мы использовали присадку в топливо, так называемый тетраэтилсвинец.На фото бутылочка с ней.

Отличие керосина от бензина

Способ получения авиационного керосина – прямая перегонка малосернистой и сернистой нефти. Для улучшения физико-химических свойств керосина применяются различные присадки и гидроочистка. Керосин имеет ряд преимуществ перед бензином:

• высокий показатель теплоты сгорания (как массовой, так и объёмной);
• низкая испаряемость;
• меньшая температура замерзания;
• небольшая кинематическая вязкость.
• Кроме того, керосин менее пожароопасен, чем бензин.

Существенный плюс в использовании керосина – широта применения. Кроме топлива для реактивных силовых установок, он используется на борту как хладагент или теплоноситель для радиаторов. Для управления сечением сопла двигателя используется гидросистема, рабочей жидкостью в которой также может быть керосин. Излишне напоминать, что данный вид топлива – прекрасный растворитель. Это крайне важно при организации процесса технического обслуживания реактивных авиадвигателей.

Керосин

Керосин осветительный: по физико-химическим свойствам близок к бензину. Плотность 0,7940 (20°С); Содержание ароматических углеводородов 19,4 %, алициклических 39,2 %, метановых 41,4 % ,( при переработке нефти месторождения Каламкасс выделяется в незначительных количествах). [3 0]

Дизельное топливо тяжелее бензинов и керосинов. Содержит значительное количество гидроароматических(нафтеновых) структур, так же парафиновых, нормальных и разветвленных, углеводородов. Средняя плотность при 20°С 0.800 г/см 3 (0,83 – ДЛ Кал амкасса).Со держание парафиновых углеводородов: н – строения 36,2 мас%, и- строения 17,2мас%. Нафтеновые –

23мас%, ароматические – 21,9мас%,олефиновые – 1,7 мас%.[30]

Высоковязкие остатки первичной перегонки нефти и близкий по свойствам к мазуту остаток после разгонки продуктов висбрекинга. Представляют собой смесь твердых и жидких углеводородов, их серо-, кислород-, азот- содержащих производных. Плотность более 0.9 г/ см 3 . Содержат большое количество асфальтово – смолистых веществ – 42.1% в мазуте первичной перегонки нефти месторождения Каламкасс. Содержание парафиновых углеводородов: н- 19,7мас%, и – 6,0мас%,ароматческих -39,5мас%.[1] ‘

Циклический углеводород гидронафталинового ряда. Молекулярная

масса 138,25 кг/ кмоль. Плотность 900 кг/м . Хорошо растворим в нефтепродуктах. [2]

Твердое горючее вещество, плотность 1960 – 2070 кг/м 3 . Температура кипения 446,6°С, температура плавления 112,8 – 119,3°С.[25]

1.2 ТОКСИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

Нефти, содержащие мало ароматических углеводородов, действуют также как смеси метановых и нафтеновых углеводородов, их пары вызывают наркоз и судороги. Высокое содержание ароматических углеводородов может угрожать хроническим отравлениям с изменением состава крови и кроветворных органов. Сернистые соединения в нефти могут быть причиной острых и хронических отравлений; главную роль при этом играет сероводород. Мгновенные отравления летучими соединениями сернистой нефти описаны при концентрации сероводорода 0,55 – 0,63 мг/л и углеводородов 15 20 мг/л . Нефть вызывает острые отравления, полнокровие головного мозга, отек легких, аозможны кровоизлияния, нарушение обоняния, и возбудимость нервной системы, головная боль, слабость, сердцебиение, боли в области сердца. Вызывает раздражение кожи, поражения кожи как острые, так и хронические. [30]

Плотность

Одна из важнейших характеристик, используемых в отношении всех нефтепродуктов. И если сравнить плотность керосина и воды, мы увидим, что последняя будет выше. Приведем конкретные цифры:

• Плотность воды дистиллированной при «идеальной» температуре 3,7 °С — 1000 кг/м3.
• Плотность воды морской при «идеальной» температуре 3,7 °С — 1030 кг/м3.
• Плотность воды кипящей при 100 °С — 958,4 кг/м3.

Для дальнейшего сравнения плотности воды и керосина познакомимся с этой характеристикой уже касательно нефтепродукта. Это 800 кг/м3.

Надо сказать, что на первых этапах развития нефтяной промышленности плотность была единственной характеристикой керосина. Сегодня же на практике чаще всего используют такую величину, как относительная плотность. Это безразмерный показатель, равный соотношению истинных плотностей данного нефтепродукта и дистиллированной воды, взятых для сравнения при определенных температурах.

Так, плотность керосина при 20 °С будет составлять от 780 до 850 кг/м3.

Состав

Состав их зависит от состава горящего вещества и условий его горения. В условиях пожара чаще всего горят органические вещества (древесина, ткани, бензин, керосин, резина и др.), в состав которых входят главным образом углерод, водород, кислород и азот. При горении их в достаточном количестве воздуха и при высокой температуре образуются продукты полного сгорания: СО2, Н2О, N2. При горении в недостаточном количестве воздуха или при низкой температуре кроме продуктов полного сгорания образуются продукты неполного сгорания: СО, С (сажа).

Продукты сгорания называют влажными

, если при расчете их состава учитывают содержание паров воды, и
сухими
, если содержание паров воды не входит в расчетные формулы.

Реже во время пожара горят неорганические вещества, такие как сера, фосфор, натрий, калий, кальций, алюминий, титан, магний и др. Продуктами сгорания их в большинстве случаев являются твердые вещества, например Р2О5, Na2O2, CaO, MgO. Образуются они в дисперсном состоянии, поэтому поднимаются в воздух в виде плотного дыма. Продукты сгорания алюминия, титана и других металлов в процессе горения находятся в расплавленном состоянии.

При неполном сгорании органических веществ в условиях низких температур и недостатка воздуха образуются более разнообразные продукты – окись углерода, спирты, кетоны, альдегиды, кислоты и другие сложные химические соединения. Они получаются при частичном окислении как самого горючего, так и продуктов его сухой перегонки (пиролиза). Эти продукты образуют едкий и ядовитый дым. Кроме того, продукты неполного горения сами способны гореть и образовывать с воздухом взрывчатые смеси. Такие взрывы бывают при тушении пожаров в подвалах, сушилках и в закрытых помещениях с большим количеством горючего материала. Рассмотрим кратко свойства основных продуктов горения.

Углекислый газ

Углекислый газ или двуокись углерода (СО2) – продукт полного горения углерода. Не имеет запаха и цвета. Плотность его по отношению к воздуху равна 1,52. Плотность углекислого газа при температуре Т = 0 °С и при нормальном давлении р = 760 миллиметров ртутного столба (мм Hg) равна 1,96 кг/м3 (плотность воздуха при этих же условиях равна ρ = 1,29 кг/м3). Углекислый газ хорошо растворим в воде (при Т = 15 °С в одном литре воды растворяется один литр газа). Углекислый газ не поддерживает горение веществ, за исключением щелочных и щелочно-земельных металлов. Горение магния, например, происходит в атмосфере углекислого газа по уравнению:

CO2 +2 Mg = C + 2 MgO.

Токсичность углекислого газа незначительна. Концентрация углекислого газа в воздухе 1,5 % безвредна для человека длительное время. При концентрации углекислого газа в воздухе, превышающей 3-4,5 %, нахождение в помещении и вдыхание газа в течение получаса опасно для жизни. При температуре Т = 0 °С и давлении р = 3,6 МПа углекислый газпереходит в жидкое состояние. Температура кипения жидкой углекислоты составляет Т = –78 °С. При быстром испарении жидкой углекислоты газ охлаждается и переходит в твердое состояние. Как в жидком, так и твердом состоянии, капли и порошки углекислоты применяются для тушения пожаров.

Оксид углерода

Оксид углерода или угарный газ (СО) – продукт неполного сгорания углерода. Этот газ не имеет запаха и цвета, поэтому особо опасен. Относительная плотность равна 0,97. Плотность угарного газа при Т = 0 °С и р = 760 мм Hg составляет 1,25 кг/м3. Этот газ легче воздуха и скапливается в верхней части помещения при пожарах. В воде оксид углерода почти не растворяется. Способен гореть и с воздухом образует взрывчатые смеси. Угарный газ при горении дает пламя синего цвета. Угарный газ является очень токсичным. Вдыхание воздуха с концентрацией угарного газа 0,4 % смертельно для человека. Стандартные противогазы от угарного газа не защищают, поэтому при пожарах применяются специальные фильтры или кислородные изолирующие приборы.

Вода

Всем известная вода – Н2О – также выделяется во время горения виде газа – как пар. Вода является продуктом горения газа метана – СН4. Вообще, вода и углекислота в основном выделяются при полном сгорании всех органических веществ.

Цианистый водород

Цианистый калий – сильнейший яд – соль синильной кислоты, также известной как цианистый водород – HCN. Это бесцветная жидкость, но очень летучая (легко переходящая в газообразное состояние). То есть при горении она тоже будет выделяться в атмосферу в виде газа. Синильная кислота очень ядовита, даже небольшая – 0,01 процент – концентрация в воздухе приводит к летальному исходу. Отличительной чертой кислоты является характерный запах горького миндаля. Но синильной кислоте присуща одна «изюминка» – отравиться ей можно, не только вдыхая непосредственно органами дыхания, но и через кожу. Так что защититься только средствами индивидуальной защиты органов дыхания и зрения не получится.

Акролеин

Пропеналь, акролеин, акрилальдегид – все это названия одного вещества, ненасыщенного альдегида акриловой кислоты: СН2=СН-СНО. Этот альдегид тоже является сильно летучей жидкостью. Акролеин бесцветен, с резким запахом, очень ядовит. При попадании жидкости или ее паров на слизистые, особенно в глаза, вызывает сильное раздражение. Пропеналь является высокореакционным соединением, и это объясняет его высокую токсичность.

Формальдегид

Подобно акролеину, формальдегид принадлежит к классу альдегидов и является альдегидом муравьиной кислоты. Также это соединение известно как метаналь. Это токсичный, бесцветный газ с резким запахом.

Азотсодержащие вещества

Чаще всего во время горения веществ, содержащих азот, выделяется чистый азот – N2. Этот газ и так содержится в атмосфере в большом количестве. Азот может быть примером продукта горения аминов. Но при термическом разложении, к примеру, солей аммония, а в некоторых случаях и при самом горении, в атмосферу выбрасываются и его оксиды, со степенью окисления азота в них плюс один, два, три, четыре, пять. Оксиды – газы, имеют бурый цвет и чрезвычайно токсичны.

Сернистый газ

Сернистый газ (SO2) – продукт горения серы и сернистых соединений. Бесцветный газ с характерным резким запахом. Относительная плотность сернистого газа равна 2,25. Плотность этого газа при Т = 0 °С и р = 760 мм Hg составляет 2,9 кг/м3, то есть он намного тяжелее воздуха. Сернистый газ хорошо растворяется в воде, например, при температуре Т = 0 °С в одном литре воды растворяется восемьдесят литров SO2, а при Т = 20 °С – сорок литров. Сернистый газ горение не поддерживает. Действует раздражающим образом на слизистые оболочки дыхательных путей, вследствие чего является очень токсичным.

Дым

При горении многих веществ, кроме рассмотренных выше продуктов сгорания выделяется дым – дисперсная система, состоящая из мельчайших твердых частиц, находящихся во взвешенном состоянии в каком-либо газе. Диаметр частиц дыма составляет от 10−4 до 10−6 см (от 1 до 0,01 мкм). Отметим, что 1 мкм (микрон) равен 10−6 м или 10−4 см. Более крупные твердые частицы, образующиеся при горении, быстро оседают в виде копоти и сажи. При горении органических веществ дым содержит твердые частицы сажи, взвешенные в CO2, CO, N2, SO2 и других газах. В зависимости от состава и условий горения вещества получаются различные по составу и по цвету дымы. При горении дерева, например, образуется серовато-черный дым, ткани – бурый дым, нефтепродуктов – черный дым, фосфора – белый дым, бумаги, соломы – беловато-желтый дым.

В составе дыма, образующегося на пожарах при горении органических веществ, кроме продуктов полного и неполного сгорания, содержатся продукты термоокислительного разложения горючих веществ. Образуются они при нагреве еще негорящих горючих веществ, находящихся в среде воздуха или дыма, содержащего кислород. Обычно это происходит перед факелом пламени или в верхних частях помещений, где находятся нагретые продукты сгорания.

На эту тему ▼

Горючие вещества и материалы

Виды, группы, требования, порядок хранения

Состав продуктов термоокислительного разложения зависит от природы горючих веществ, температуры и условий контакта с окислителем. Так, исследования показывают, что при термоокислительном разложении горючих веществ, в молекулах которых содержатся гидроксильные группы, всегда образуется вода. Если в составе горючих веществ находятся углерод, водород и кислород, продуктами термоокислительного разложения чаще всего являются углеводороды, спирты, альдегиды, кетоны и органические кислоты. Если в составе горючих веществ, кроме перечисленных элементов, есть хлор или азот, то в дыме находятся также хлористый и цианистый водород, оксиды азота и другие соединения. Так, в дыме при горении капрона содержится цианистый водород, при горении линолеума «Релин» – сероводород, диоксид серы, при горении органического стекла – оксиды азота. Продукты неполного сгорания и термоокислительного разложения в большинстве случаев являются токсичными веществами, поэтому тушение пожаров в помещениях производят только в кислородных изолирующих противогазах.

Пепел, зола, копоть, сажа, уголь

Копоть, или сажа – остатки углерода, который не вступил в реакцию, по разным причинам. Сажу называют также амфотерным углеродом. Зола, или пепел – мелкие частицы неорганических солей, не сгоревших или не разложившихся при температуре горения. При выгорании топлива эти микросоединения переходят во взвешенное состояние или скапливаются внизу. А уголь – это продукт неполного сгорания дерева, то есть не сгоревшие его остатки, но при этом еще способные гореть. Конечно, это далеко не все соединения, которые выделятся при сгорании тех или иных веществ. Перечислить их всех нереально, да и не нужно, потому что другие вещества выделяются в ничтожно малых количествах, и только при окислении определенных соединений.

Температура вспышки

Следующая после температуры кипения керосина характеристика — температура вспышки. Это параметр, по которому определяется степень пожарной опасности данной жидкости. Тут температура вспышки керосина будет варьироваться от 28 до 60 °С.

Надо сказать, что эта характеристика строго контролируется стандартами для предотвращения попадания в топливо бензина, который способен резко повысить его огнеопасность. Практическое определение температуры реактивных вспышек керосиновой жидкости предписывается стандартами всех государств мира.

Температура самовоспламенения

На очереди еще один тепловой показатель — температура воспламенения керосина. Под этой характеристикой следует понимать такое воспламенение паровоздушной смеси, которое приводит к горению. Однако воспламенение паров не всегда будет достаточным условием для возникновения устойчивого горения керосина.

Температурой самовоспламенения называется наименьшая температура, при которой пары нефтепродукта совместно с воздухом способны загореться без наличия источника воспламенения. Кстати, именно на таком замечательном свойстве и основано функционирование дизельных двигателей внутреннего сгорания.

Самовоспламенение керосина будет происходить при температуре в 300 °С.

Бензин

Топливо наиболее популярно, особенно среди владельцев легковых машин. Оно состоит из смеси углеводородов, азота, серы, кислорода. Есть разные марки бензина. В каждой из них перечисленных компонентов больше либо менее. Из-за этого эксплуатационные качества отличаются.

Температура испарения

Термином называют тепловой порог, пройдя который, бензин самопроизвольно смешивается с воздухом. Ее нельзя определить, используя одну цифру.

Эта величина зависит от таких факторов:

• давления насыщенных паров;
• фракционного состава;
• вязкости поверхности натяжения;
• плотности;
• теплоемкости.

Температура испарения бензина разного состава не слишком отличается между собой. Это происходит при 30°С, а если фракции тяжелые – 205°С. Когда на улице холодно, бензину, чтобы попасть в камеру сгорания и запустить двигатель, понадобиться затратить больше энергии.

Температура кипения

Молодые автолюбители не знают, что в жару при закипании топлива в карбюраторе машина могла стать обездвиженной. В системе горючее делались пробки из-за перегрева легких фракций. Они отсоединялись от тяжелых, став газовыми пузырями. Транспортному средству нужно было остыть, а потом продолжать поездку.

Температура вспышки

Собственная формула у нефтепродукта отсутствует. В него входит множество компонентов. Бензин способен воспламеняться при -40 °C, если произойдет возникновение открытого огня.

Температура горения

Октановое число на нее не влияет. От него зависит только устойчивость к детонации. У популярных марок бензина характеристики практически одинаковы. В двигателе температура 900-1100 °C, может быть и ниже. На это влияет давление цилиндров. Что касается открытого огня, то для бензина это – 800-900 °C.

Что такое авиационное топливо?

Топливом для использования в авиационной отрасли называется горючее вещество, предназначенное для подачи в смеси с воздухом в камеру сгорания самолётного двигателя. Цель – получение тепловой энергии, которая выделяется в момент окисления смеси кислородом, то есть сгорания. Топливо, заливаемое в кессонные баки летательных аппаратов, делится на два вида.

Авиационный бензин

Данный вид топлива получается с помощью прямой перегонки, риформинга или каталитического крекинга. Основными физико-химическими показателями авиабензина являются:

• стойкость к детонации;
• химическая стабильность;
• фракционный состав.

Для бензина характерными являются высокая испаряемость и пригодность к образованию необходимых для текущих условий полёта топливо-воздушных смесей.

Данный вид горючей смеси применяется для сжигания в поршневых двигателях внутреннего сгорания. Самолёты с такими моторами летают на небольшие расстояния на местных авиалиниях, используются для проведения демонстрационных полётов и авиашоу. Наиболее популярными в российской малой авиации считались марки этилированного бензина для нормальных и обеднённых смесей, разработанные к последней четверти прошлого века – Б91/115 и Б95/130. Сегодня парк малой авиации полностью заправляется обычным бензином АИ-95, либо импортным топливом AVGAS 100LL.

Интересно: Почему дети сосут палец? Причины, что делать, фото и видео

Авиационный керосин

Для сжигания в камере сгорания турбореактивного самолётного двигателя обычный бензин не годится. В поршневых двигателях используется эффект резкого воспламенения бензиновоздушной смеси для создания толчка на головке цилиндра. Совсем иной принцип используется в реактивных двигателях. Здесь важно, чтобы горение было плавным. Именно это и обеспечивает сжигаемый авиационный керосин.

Для заливки в кессоны реактивных самолётов используется топливо, которое получают из среднедистиллятной керосиновой фракции нефти с температурой выкипания 150-280°С. 96-98% состава авиационного керосина – это нафтеновые, парафиновые и ароматические углеводороды. Остальная доля в составе – за смолами, азотистыми и металлоорганическими соединениями.

Действие на организм человека

Степень токсичности веществ связана с их физической и химической природой. Взаимодействуя с организмом, продукты горения вызывают патологические синдромы.

Международная классификация болезней десятого пересмотра МКБ-10 определяет отравление продуктами горения кодом Т59 – «Токсическое действие других газов, дымов и паров».

По механизму действия на человека отравляющие компоненты в составе дыма делятся на пять групп.

На эту тему ▼

Отравление угарным газом

Симптомы, первая помощь и профилактика

1. Вещества, которые вызывают поражение кожного покрова и слизистой оболочки. Симптомы такого отравления продуктами горения – зуд, жжение кожи и её воспаление, боль в области глаз, век, слезотечение, кашель. Примеры – пары дёгтя, сернистый газ, формальдегид.
2. Продукты горения, которые вызывают острые ингаляционные отравления. Пострадавшие жалуются на одышку, кашель. При осмотре обращает на себя внимание частое дыхание, синюшность. При высокой концентрации токсичного газа может произойти остановка дыхания. Так, признаки отравления продуктами горения ПВХ могут проявиться через несколько часов. Ингаляционные отравления вызывает хлор, аммиак, оксид азота.
3. Продукты горения с образованием токсичных веществ, которых называют «ядами крови». Связывая гемоглобин, они нарушают доступ кислорода к тканям и запускают патологические реакции, охватывающие весь организм. Примеры – угарный газ, диоксид азота.
4. Продукты горения, для которых органом-мишенью является нервная система. Это бензол, сероводород.
5. Ферментные яды, которые воздействуют на тканевое дыхание, блокируя процессы активации кислорода. Это сероводород, синильная кислота.

Многие токсины, образующие в продуктах горения «универсальны», так как вызывают поражение сразу нескольких систем организма.

ВНП

Под этой аббревиатурой понимается высота некоптящего пламени нефтепродукта. В частности, это важная характеристика для керосина КО-25. Определяет его способность гореть в фитильной стандартной лампе (с диаметром самого фитиля 6 мм) белым равномерным пламенем без образования копоти или нагара.

Это численный показатель, измеримый в миллиметрах. Он обязательно указывается на этикетках соответствующих осветительных марок продукта. На ВНП оказывают прямое влияние химический и фракционный составы керосина.

Углеводородные топлива отличаются высокой скоростью и полнотой сгорания.

Благодаря этому двигатель получает для своей работы тепловой заряд большой плотности в весьма короткий от­резок времени. При хорошо организованном процессе полнота сгорания углеводородных топлив достигает 98% и более. Количе­ство выделяющегося при сгорании углеводородных топлив тепла намного больше, чем при сгорании равного количества такого «классического» топлива, как уголь.

Из-за скоротечности процесса организация сгорания углеводо­родных топлив с лучшим отбором и использованием выделяюще­гося тепла представляет трудную задачу.

Изучение теории и практики горения различных топлив позво­лило достигнуть значительных успехов. Выяснены и подвергнуты математической обработке некоторые закономерности горения. Однако до настоящего времени все еще практически невозможно полностью моделировать или расчленить на более простые состав­ляющие столь сложное явление, как горение топлив.

Процесс горения углеводородов представляет собою их окис­ление кислородом воздуха, протекающее с очень большой ско­ростью, до конечных продуктов реакции — в основном воды и угле­кислого газа. Среди продуктов неполного сгорания могут быть очень малые количества СО, Н2, СН4 и твердые частицы, состоя­щие почти нацело из углерода. Температура горения углеводородо-воздушных смесей превышает 2000 °С.

Начальное воспламенение рабочей смеси происходит за счет постороннего источника (электрическая искра, раскаленные дета­ли двигателя). Температура источника может достигать 1000 °С.

Различают диффузионно-цепное и тепловое распространение пламени в условиях стационарного горения. В зоне горения, где температура достигает нескольких тысяч градусов, основную роль приобретают процессы передачи тепла из зоны горения к свежей порции рабочей смеси путем теплопроводности и диффузии. По­скольку такой механизм распространения пламени имеет преиму­щественно тепловой характер, главным фактором, ускоряющим ре­акцию, является температура.

Началу горения впрыскиваемого и распыленного топлива пред­шествует его испарение с поверхности капель. Лишь после этого образовавшиеся пары топлива смешиваются с воздухом и сгорают. Таким образом сгорают гомогенные газовые смеси.

Как и во всякой химической реакции скорость горения опреде­ляется изменением во времени концентрации реагирующих ве­ществ или образующихся продуктов реакции. Она зависит от хи­мических и физических свойств реагирующих веществ, а также от условий протекания реакции (теплота сгорания, теплота парооб­разования, удельная теплоемкость паров топлива, температура, объем и поверхность реакционного пространства, давление и др.).

Радикалы являются первичными активными частицами, вызы­вающими развитие разветвленных цепных реакций в зоне горения. Они легко вступают в соединение с кислородом, а также с исход­ными или промежуточными продуктами без какой-либо дополни­тельной активации. Саморазогрев реагирующей смеси приводит к прогрессивному самоускорению реакции горения. Самовоспламене­ние и воспламенение рабочей смеси характеризуются переходом от относительно медленного развития предпламенных реакций окисления к весьма быстрому химическому процессу, сопровож­дающемуся возникновением пламени и сгоранием углеводородов почти полностью до конечных продуктов их окисления.

В двигателях с воспламенением от сжатия (дизелях) самора­зогрев и воспламенение рабочей смеси происходят за счет нару­шения равновесия между скоростью тепловыделения при реакциях окисления и теплоотводом из реагирующей системы в окружаю­щую среду. Воспламенение, происходящее из-за нарушения тепло­вого баланса, иногда называют тепловым взрывом или тепловым самовоспламенением. Для дизельных топлив, самовоспламенение которых имеет тепловой характер, важнейшей характеристикой яв­ляется длительность задержки воспламенения или воспламеняе­мость (цетановые числа).

Воспламенение от накаленной поверхности или постороннего источника (искры) имеет много общего с цепочечно-тепловым са­мовоспламенением в объеме. Оно также происходит в результате прогрессивного самоускорения предпламенных реакций, хотя ре­акции развиваются в основном в наиболее нагретых слоях вблизи горячей поверхности. При этом характер воспламенения точечный,, а не ударной волны.

Максимальные значения нормальной скорости распространения пламени, используемые в двигателях с углеводородными топлива- ми в смеси с воздухом, колеблются в пределах 35—55 см/сек при атмосферном давлении и температуре 20 °С. Наименьшими зна­чениями скорости сгорания в сравнимых условиях характеризуют­ся алканы, наивысшими — диолефины и ацетиленовые углеводоро­ды. Цикланы и ароматические углеводороды занимают промежу­точное место. С увеличением числа углеродных атомов в моле­куле это различие в известной мере нивелируется.

Горепие и распространение ламинарного потока пламени для углеводородно-воздушной смеси возможно лишь в следующих из­вестных концентрационных пределах (при атмосферном давлении и температуре 20 °С):

Скорость сгорания топлива сильно возрастает, если горючая смесь находится в интенсивно вихревом (турбулентном) движении. Соответственно интенсивность турбулентного теплообмена может быть значительно выше, чем при молекулярной диффузии.

Скорость распространения турбулентного пламени возрастает прямо пропорционально увеличению скорости реакции окисления углеводородов, а следовательно, температуре горения. Предприни­маются многочисленные попытки повлиять на скорость горения подбором топлива определенного химического состава, а также введением инициирующих горение присадок.

В случае организации процесса горения методом распыливания топлива при помощи форсунок, скорость сгорания будет опре­деляться в значительной мере скоростями испарения капель и диффузионного смешения образующихся паров топлива с возду­хом.

Итак, на скорость и полноту сгорания влияют многие факто­ры, из которых весьма важными являются: химическая природа топлива, равномерность состава и распределения в камере сгора­ния рабочей смеси (топливо—воздух). Для двигателей внутренне­го сгорания с воспламенением от сжатия не менее важное значе­ние имеет акт самовоспламенения жидких распыленных топлив в цилиндре. Между началом впрыска дизельного топлива и началом его горения имеется всегда известный разрыв во времени, что рас­сматривается как запаздывание самовоспламенения, характери­зующее качество топлива с точки зрения воспламеняемости, а сле­довательно, запуска и процесса горения.

Скорость сгорания распыленного жидкого топлива в двигателе зависит не только от химической реакции окисления, но и от чис­то физических процессов, к которым в первую очередь относятся испарение и диффузия. Франк-Каменецкий считает, что при ге­терогенном процессе горения жидкого распыленного топлива все­гда могут быть выделены две предельные области: кинетическая и диффузионная. Области же высоких температур, где скорость химической реакции чрезвычайно велика, суммарная скорость ге­терогенной реакции, будет определяться только скоростью диффу­зии паров топлива и кислорода воздуха. Диффузия осложняется конвекционными потоками, вызванными разностью температур в различных участках камеры сгорания и вихревыми движениями воздуха.

После испарения капелек топлива на дальнейшее нагревание ларов топлива и скорость химических реакций влияют темпера­тура, концентрация, физические и химические свойства реагирую­щих веществ — топлива и кислорода. При впрыске топлива через форсунку в нагретый воздух капельки топлива успевают при боль­шой величине запаздывания самовоспламенения полностью испа­риться. Сгорает лишь испарившееся топливо.

Скорость испарения капель топлива при прочих равных усло­виях прямо пропорциональна, а длительность испарения обратно пропорциональна давлению его насыщенных паров. Отсюда период задержки самовоспламенения в области высоких температур бу­дет также обратно пропорционален давлению насыщенного пара. Таким образом, запаздывание самовоспламенения топлива как бы полностью зависит от физических характеристик. Однако име­ются и другие взгляды. При сгорании газойля и тяжелого топ­лива, несмотря на значительное различие их фракционного состава, получаются примерно одинаковые периоды задержки самовос­пламенения. У керосина, несмотря на большое содержание легких фракций, наблюдается значительное увеличение периода задерж­ки самовоспламенения, а затем резко выраженное взрывное сго­рание. Это позволяет утверждать, что продолжительность периода задержки воспламенения при начальных температурах и давлени­ях, которые наблюдаются в дизельных двигателях с самовоспла­менением от сжатия, оп­ределяется не только фи­зическими процессами ис­парения и смесеобразова­ния, но и химическими процессами, отражающи­ми начальное развитие цепи реакций. Топлива С большим цетановым чис­лом имеют меньший пе­риод задержки самовос­пламенения. Это подтвер­ждает значительную роль химического состава топ­лива в организации про­цесса горения.

Соколик полагает, что при сгорании топлив имеются области, где ли­митирует не только испа­рение, но и химическая реакция, а температурный коэффициент хи­мической реакции может совпадать с температурным коэффициен­том процесса испарения.

В отличие от двигателя с искровым зажиганием, где образует­ся один фронт (очаг) пламени, в двигателе с воспламенением от сжатия образуется много фронтов (очагов) пламени от несколь­ких точек воспламенения в ограниченных объемах.

В диффузионной области горение лимитируется периодом испарения топлива. На рис. 67 показана длительность полного сгорания капель керосина при константе скорости сгорания рас­пыленного керосина в турбулентном потоке К = 0,0059 см2/сек (начальная температура 20 °С, давление атмосферное). Как видно из рисунка, при достаточно мелких каплях длительность их сгорания соизмерима с длительностью горения гомогенной смеси в турбулентном факеле пламени и может быть даже меньше. В тур­булентном потоке скорость испарения таких капель может быть больше скорости сгорания паров.

Однородность распыливания топлива влияет не только на пе­риод задержки воспламенения, но и на последующие процессы горения в двигателе.

Считают, что эффективные присадки сокращают период за­держки воспламенения, т. е. влияют лишь на начальную фазу сго­рания, имеющую подготовительный характер. Присадки как бы активизируют процесс сгорания топлива.

В области низких температур рождению горячего пламени предшествуют несколько подготовительных стадий, в том числе образование холодного пламени. В области высоких температур горячее пламя возникает как результат непрерывного самоускоре­ния реакции посредством вырожденных цепных разветвлений, пе­рерастающих в тепловой взрыв. Для развития этих про­цессов необходимо соблюдение соответствующих концентрационных пределов реагирующих веществ, в том числе кислорода воздуха.

Многие исследователи изучали процессы окисления топлив в двигателе в период, предшествующий холоднопламенному горению и затем их самовоспламенению. Установлено, что при окис­лении топлива в двигателе с выключенным зажиганием, т. е. в отсутствие пламени, образуется весь ассортимент продуктов окис­ления углеводородов, в том числе значительное количество пере­кисей, альдегидов, кетонов, кислот. Цетановые числа косвенно ха­рактеризуют окислительную деструкцию углеводородов и скорость их окисления. В предпламенных реакциях первичным является окислительная деструкция углеводородов, протекающая под влия­нием тепла сжатого воздушного заряда. Температура в зоне сго­рания определяется не только сжатием, но и экзотермичностью окислительных реакций.

Горению предшествует глубокое деструктивное окисление угле­водородов и других органических составляющих топлива преиму­щественно в паровой фазе, как естественный подготовительный этап к последующему окислению, развивающемуся с несравненно большими скоростями, характерными для горения.

Для эффективной организации процесса горения топлив весьма большую роль играет подготовка топливо-воздушной смеси. Это особенно важно для воздушнореактивных двигателей. Сюда отно­сятся правильные распыл и каплеобразование топлива в первич­ной зоне сгорания. Весьма важно найти пути для увеличения ско­рости сгорания и облегчения воспламенения топливных смесей, особенно .в . высотных системах, работающих в атмосфере с пони­женным давлением. Использование для этой цели присадок за­труднено. Их эффективность зависит от условий испытаний и от состава рабочей смеси (наличия бедной или богатой смеси). Эф­фективными промоторами, облегчающими воспламенение керосина при пониженном давлении, оказались производные бора, в част­ности (ВН4)3Аl и В(С2Н5)3.

Для создания лучших условий процесса сгорания в двигателе необходимо тщательное распыливание топлива.

Углеводородная капля диаметром до 45 мк будет оставаться устойчивой в воздушном потоке до значительной относительной скорости~60 м/сек. Слияние капель может произойти в том случае, если расстояние между ними окажется менее 10 диамет­ров капли. Вязкость, поверхностное натяжение, плотность топлива и воздушного потока оказывают большое влияние на характер каплеобразования в зоне сгорания двигателя.

Испарение капель и перемешивание паров топлива с воздухом завершаются молекулярной и турбулентной диффузией. Молеку­лярная диффузия происходит достаточно быстро лишь на корот­ких расстояниях. Более быстрое образование равномерного топ­ливо-воздушного потока обеспечивает турбулентная диффузия. В реактивном двигателе топливо впрыскивается в воздушный по­ток, турбулентный характер которого определяет хорошее перемешивание. При этом для нормального горения весьма важно со­хранить оптимальное соотношение топливо : воздух. Трудно орга­низовать горение, если до загорания с топливом перемещается более чем двойное стехиометрическое количество воздуха. Опти­мальный состав рабочей смеси достигается при хорошем переме­шивании воздуха с топливом.

В реактивных двигателях длительность испарения и горения топлива составляет менее 0,01 сек. Испарение капель топлива за­канчивается при температуре до 370 °С. Окружающее каплю топ­лива пламя, в зависимости от концентрации кислорода, химиче­ского состава топлива и размера капли, может быть бесцветным или светящимся. Ароматические углеводороды и смолы дают бо­лее светящееся пламя, чем алканы.

Интересно, что в сравнимых условиях наибольшей темпера­турой газа в момент воспламенения характеризовался бензол (583 °С); для изоалканов (2,2- и 2,3-диметилбутана) эта темпера­тура намного ниже (443,—446 °С).

Интенсивность свечения пламени оценивается как радиирующая способность топлива. Повышенная радиирующая способность топлива представляет известную опасность для нормальной экс­плуатации двигателя. В зоне усиленной радиации пламени воз­никают повышенные температуры, местный перегрев, коробление и, наконец, возможен прогар стенки камеры сгорания. Радиирую­щая способность топлива в значительной степени зависит от его химического состава. Замечено, что при постоянной мощности, двигателя температура стенки камеры сгорания снижается пропор­ционально увеличению в составе топлива содержания водорода. Эта особенность обнаруживается тем резче, чем больше мощность двигателя. При сгорании наивысшую температуру стенкам газо­турбинного двигателя за счет радиации будут сообщать арома­тические углеводороды, имеющие наименьшее относительное со­держание водорода. Самыми благоприятными в этом отношении будут алканы, характеризующиеся наибольшим относительным содержанием водорода. Цикланы займут промежуточное место.

Считают, что в реактивном двигателе источником радиирующего пламени, повышающего температуру стенки камеры сгора­ния, является горение не непосредственно углеводородов, а про­дуктов их глубокой деструкции — микрочастиц углерода. Степень радиации пламени углеводородов определяется их химической структурой и отношением в рабочей смеси топлива к воздуху.

Радиирующая способность топлива оценивается либо высотой некоптящего пламени, либо числом излучения. В 1960 г. в США в спецификации на реактивные топлива внесен показатель из­лучения— люминометрическое число (метод АSТМ Д 1740—60). Это число определяется по температуре пламени при постоянной интенсивности его излучения в зелено-желтой полосе видимого спектра (2800—7000 А), фиксируемого фотоэлементом люмино­метра. Люминометрическое число, или число излучения (ЧИ), на­ходят из уравнения:

где t — температура пламени соответственно испытуемого топли­ва, тетралина, изооктана при постоянной интенсивности излуче­ния пламени тетралина в точке дымления.

Для товарных сортов реактивных топлив США типа керосина число излучения колеблется в пределах 45—58, а для топлива широкого фракционного состава JР-4 достигает 70—80.

Люминометрическое число, характеризующее радиирующую способность пламени при сгорании топливной смеси, является усовершенствованием показателя «высота некоптящего пламени». Устройство люминометра описано в работе. Между макси­мальной высотой некоптящего пламени и числом излучения для углеводородов существует линейная зависимость. По высоте не­коптящего пламени и числу излучения на первом месте стоят нормальные алканы, затем алканы изомерного строения, моно- и бицикланы, алкены и ароматические углеводороды.

В гомологическом ряду углеводородов число излучения убы­вает с увеличением числа углеродных атомов в молекуле. Люми­нометрическое число циклопентанов ниже, чем соответствующих циклогексанов. Так, люминометрическое число циклогексана 130 этилциклогексана 104, этилциклопентана 91, пропилциклопентана 87, изопропилциклопентана 74, 2-циклопентилбутана 75, 2-циклопентилгептана 90.

Ниже приведены значения люминометрического числа для углеводородов различного строения:

На рис. 68 показано изменение температуры стенки камеры сгорания газотурбинных двигателей мощностью 160 и 20 л. с. (к. п. д. соответственно 7,9—9,8 и 17—18,7%), установленное после испытания 16 топлив различного состава, которые выкипа­ли в пределах от 26—195 до 137—357 °С и содержали ароматиче­ских углеводородов 0,4—40,5 объемы. %; алкенов 0—39,6 объем. %, углерода 85,7—87,6 вес. %; водорода 12—14,6 вес. %; серы 0,002—0,63 вес. %.

На рис. 69 приведена люминометрическая характеристика этих топлив в зависимости от содержания в них водорода.

Совершенно очевидна связь люминометрического числа топли­ва, отражающего радиирующую активность пламени, с химиче­ским строением углеводородов топлива. Местный перегрев стенки камеры сгорания, ее ко­робление и даже прогар возможны не только под влиянием повышенной ра­диации пламени, но и под влиянием отложения нагаров,теплопроводность которых мала и прибли­жается по значению к теплопроводности окислов железа, алюминия и дру­гих металлов.

В зонах горения, где устанавливается понижен­ная концентрация кисло­рода или скапливается переобогащенная топли­вом смесь, часть топлива будет подвергаться терми­ческому распаду с обра­зованием продуктов не­полного сгорания. Эти продукты представляют собою сильно обуглероженные вещества (95— 98% углерода). К ним от­носятся нагары и сажис­тые отложения. В зависи­мости от скорости, давле­ния и турбулентности га­зового потока в зоне об­разования нагаров они могут иметь рыхлую, по­ристую и весьма уплот­ненную структуру, быть сажистыми или иметь блестящую твердую по­верхность. Конструкция огневой системы двигате­ля существенно влияет на количество и характер на­гаров, а также на место их скопления.

Как было указано вы­ше, нагары, отлагаясь на стенках камеры сгорания, вследствие своей низкой теплопроводно­сти приводят к недопустимому местному перегреву поверхности; отлагаясь на топливной форсунке, они изменяют характер подачи и распределения топлива в зоне сгорания. Частицы нагара могут устремляться вместе с газовым потоком со стенок жаровых труб реактивного двигателя на лопатки турбины, вызывая их эрозию. Все это сильно усложняет работу двигателя.

В табл. 95 приведены данные об относительном количестве на­гара, образующегося в сравнимых условиях в двигателе с впрыс­ком и с испарением. При этом количество нагара, полученное при испытании топлива JP-1 (типа Т-1), условно принято равным единице.

Характеристика испытанных топлив приведена в табл. 96. Данные табл. 96 показывают, что количество нагара увеличи­вается с увеличением содержания в топливе ароматических углеводородов.

Однако речь идет не о всех ароматических углеводоро­дах, а лишь о выкипающих при температуре выше 200 °С, что под­тверждается данными, приведенными в табл. 97.

Однако содержание аромати­ческих углеводородов во фракции, кипящей выше 204°С, по-видимо­му, также не может служить окончательным критерием для оценки нагарообразующей спо­собности топлива. Следует счи­тать, что кроме теплового режи­ма двигателя в первую очередь на нагарообразование влияют, особенно в начальный период ра­боты, полициклические углеводо­роды с наименьшим количеством боковых цепей, а также смолы, являющиеся наиболее высокомо­лекулярными соединениями, содержащими в углеводородном ра­дикале ароматические кольца и кольца гетероциклической струк­туры.

Термический распад топлива протекает через стадию образо­вания продуктов пиролиза (полициклических ароматических структур) и последующего их окисления. Это подтверждается присутствием в составе нагаров и сажистых отложений некото­рого количества кислорода, которого обычно больше, чем во­дорода.

Саже- и нагарообразование происходят, по-видимому, за счет агрегирования образовавшихся в газовом потоке элементарных частиц углерода.

Следует упомянуть, что процесс непосредственного сажеобразования в углеводородных пламенах некоторые исследователи объясняют капельной теорией сгорания. Свободные углеводо­родные радикалы в процессе гидрогенизации и конденсации обра­зуют вначале простые, затем более сложные высокомолекулярные ‘полициклические ароматические соединения с низким давлением насыщенных паров даже в условиях пламени. Такие полицикли­ческие соединения формируются внутри капли топлива в виде ядра, которое по мере испарения оболочки дегидрируется с обра­зованием сажевой частицы.

С увеличением ресурса работы авиационного двигателя проб­лема нагарообразования приобретает более острый характер.

Был исследован состав нагаров, снятых с форсунки и завихрителя двигателя после 100 ч работы на топливе ТС-1, с форсун­ки и стенок жаровой трубы камеры сгорания двигателя после 200 ч работы на топливе Т-2 и с жаровой трубы камеры сгора­ния двигателя после 300 ч работы па топливе Т-1. Все двига­тели работали в течение гарантийного ресурса в эксплуатацион­ных условиях на самолетах. Топливные форсунки и завихрители нагревались при рабочем режиме в среднем до 250—340 °С, тем­пература стенок камеры сгорания в зоне отложения нагара составляла 250—400 °С, а температура газов перед турбиной для этих двигателей 500—720 СС. Характер нагаров по твердости был различным. На 72—92% нагары состояли из углерода. Зольных элементов, главным образом железа, кремния и алюминия, ока­залось 0,25—2,8%. Наибольшее их количество (а также других металлов) содержалось в топливах, полученных из восточных сер­нистых нефтей. С увеличением содержания серы в топливах золь­ность нагаров возрастала. Кислорода в нагарах содержалось 4,5—22,5%; содержание его перед турбиной увеличивалось с по­вышением температуры.

Экстрагированием хлороформом из нагаров выделена беззоль­ная органическая часть (6—7,5%), содержавшая 80—84% угле­рода, 9,9—10,0% водорода, 2—6% кислорода, 0,6—1,43% серы (при максимальном содержании ее в топливах 0,16%), 0,6—1,44% азота. Содержание в нагарах кислорода и состав извлеченных из них смол дают основание считать, что нагары представляют собою продукты пиролиза, н затем обуглероживания глубоко окис­ленных органических компонентов, составляющих топливо. Зола и зольные элементы, находящиеся в составе нагаров, являются продуктами высокотемпературной коррозии металлов и почвен­ной пыли. Все это подтверждает, что процессы глубокого окис­лительного уплотнения органических соединений топлива при 250—400°С являются важным источником образования нагара. По-видимому, по такому же механизму образуются нагары и воз­никает дымление в дизельных двигателях.

При помощи бумажной хроматографии было обнаружено при­сутствие в атмосфере, загрязненной продуктами неполного сгора­ния дизельных топлив, более 90 соединений, среди которых ока­зались полициклические ароматические углеводороды, фенол- и карбоксилпроизводные.

Главная причина падения мощности дизельных двигателей и появления дымления — нагарообразование на распылителях фор­сунок. Мощность двигателя восстанавливается после очистки рас­пылителей. Применение дизельных топлив, имеющих высокую тер­мическую стабильность, позволяет избежать нагароотложения на распылителях форсунок. Таким образом, термическая стабиль­ность дизельных топлив при их эксплуатации также приобретает большое значение, как и для реактивных топлив, хотя в несколь­ко ином аспекте.

Термическая стабильность дизельных топлив может быть оце­нена методом № 3462 АSТМ (Федерального стандарта США), по которому испытуемый продукт распыливают на алюминиевую пластинку, нагретую до 260°С. Испытание длится три дня по 7,5 ч с ежедневной сменой топлива. Термическую стабильность оценивают по привесу (в г) пластинок за счет накопления на них отложений. Гидроочищенное дизельное топливо характери­зуется более высокой термической стабильностью, чем топлива прямой перегонки. Срок службы форсунок при работе на гидроочищенном топливе в 2—3 раза больше, чем при работе на топ­ливе прямой перегонки. Кроме того, в первом случае уменьшается дымление и увеличивается мощность двигателя, а следовательно, снижаются эксплуатационные расходы.

Для газотурбинных двигателей, работающих на дистиллятных дизельных топливах, образование нагара обусловлено не только присутствием ароматических углеводородов, но и повышенным со­держанием сернистых соединений. Исследования на лабораторной камере сгорания показали, что содержание серы в дизельном топливе до 0,77% оказывает небольшое влияние на количество нагара, образующегося в конце сгорания, намного меньшее, чем изменение содержания ароматических углеводородов с 6,45 до 23,6%. Однако дальнейшее увеличение содержания сернистых соединений ведет к увеличению плотности нагара и содержания в нем серы. В целом же испытание промышленных газовых турбин позволило сделать вывод о том, что изменение в дизель­ном топливе серы до 0,9% и ароматических углеводродов до 25% не вызывает значительного увеличения отложений нагара на фор­сунках и в камере сгорания.

Большое внимание уделяется изысканию присадок к топливам, предотвращающих дымление, нагаро- и сажеобразование в зоне сгорания двигателя. Обычно к числу таких присадок относят­ся металлоорганические соединения, содержащие тяжелые ме­таллы переменной валентности (Сu, Fе, Сг и др.), которые увели­чивают скорость и глубину окисления углеводородов при их сго­рании. Несмотря на ведущиеся работы, такие присадки пока не получили практического применения.

Последовательность определения удельной теплоты сгорания

Показатель удельной теплоты сгорания керосина устанавливает условия его воспламенения в различных устройствах – от двигателей до аппаратов керосиновой резки. В первом случае оптимальное сочетание теплофизических параметров следует определять более тщательно. Для каждой из комбинаций топлива обычно устанавливается несколько графиков. Эти графики могут быть использованы для оценки:

1. Оптимального соотношения смеси продуктов сгорания.
2. Адиабатической температуры пламени реакции сгорания.
3. Средней молекулярной массы продуктов сгорания.
4. Удельной теплоты соотношение продуктов сгорания.

Эти данные необходимы для определения скорости выхлопных газов, выбрасываемых из двигателя, что в свою очередь определяет тягу двигателя.

Оптимальное соотношение топливной смеси даёт самый высокий удельный импульс энергии и является функцией давления, при котором будет работать двигатель. Двигатель с высоким давлением в камере сгорания и низким давлением на выходе будет иметь самое высокое оптимальное соотношение смеси. В свою очередь, от оптимального соотношения смеси зависит давление в камере сгорания и энергоёмкость керосинового топлива.

В большинстве конструкций двигателей, использующих керосин в качестве топлива, большое внимание уделяется условиям адиабатического сжатия, когда давление и объём, занимаемый горючей смесью, находятся в постоянной взаимосвязи – это влияет на долговечность элементов двигателя. При этом внешний теплообмен, как известно, отсутствует, что определяет максимальный КПД.

Формулы для расчета объема

Вид формулы для расчета объема продуктов полного сгорания при теоретически необходимом количестве воздуха зависит от состава горючего вещества.

Индивидуальное химическое соединение

В этом случае расчет ведут, исходя из уравнения реакции горения. Объем влажных продуктов сгорания единицы массы (кг) горючего вещества при нормальных условиях рассчитывают по формуле:

где:

Vп.с. – объем влажных продуктов сгорания, м3/кг; – число киломолей диоксида углерода, паров воды, азота и горючего вещества в уравнении реакции горения; М

– масса горючего вещества, численно равная молекулярной массе, кг.

Например, чтобы определить объем сухих продуктов сгорания 1 кг ацетона при нормальных условиях, составляем уравнение реакции горения ацетона в воздухе:

CH3COCH3 + 4O2 + 4·3,76N2 = 3CO2 + 3H2O + 4·3,76N2

Определяем объем сухих продуктов сгорания ацетона:

Объем влажных продуктов сгорания 1 м3 горючего вещества (газа) можно рассчитать по формуле:

где:

Vп.с. – объем влажных продуктов сгорания 1 м3горючего газа, м3/м3; – число молей диоксида углерода, паров воды, азота и горючего вещества (газа).

Сложная смесь химических соединений

Если известен элементный состав сложного горючего вещества, то состав и количество продуктов сгорания 1 кг вещества можно определить по уравнению реакции горения отдельных элементов. Для этого составляют уравнения реакции горения углерода, водорода, серы и определяют объем продуктов сгорания, приходящийся на 1 кг горючего вещества. Уравнение реакции горения имеет вид:

С + О2+ 3,76N2 = СО2 + 3,76N2

При сгорании 1 кг углерода получается 22,4 / 12 = 1,86 м3 СО2 и 22,4 × 3,76/12 = 7,0 м3 N2.

Аналогично определяют объем (в м3) продуктов сгорания 1 кг серы и водорода. Полученные данные приведены ниже:

При горении углерода, водорода и серы кислород поступает из воздуха. Однако в состав горючего вещества может входить кислород, который также принимает участие в горении. В этом случае воздуха на горение вещества расходуется соответственно меньше.

В составе горючего вещества могут находиться азот и влага, которые в процессе горения переходят в продукты сгорания. Для их учета необходимо знать объем 1 кг азота и паров воды при нормальных условиях.

Объем 1 кг азота равен 0,8 м3, а паров воды 1,24 м3. В воздухе при 0 °С и давлении 101325 Па на 1 кг кислорода приходится 3,76 × 22,4 / 32 = 2,63 м3 азота.

На основании приведенных данных определяют состав и объем продуктов сгорания 1 кг горючего вещества.

Например, чтобы определить объем и состав влажных продуктов сгорания 1 кг каменного угля, состоящего из 75,8 % С, 3,8 % Н, 2,8 % О, 1,1 % N, 2,5 % S, W = 3,8 %, A = 11,0 %.

Объем продуктов сгорания будет следующий, м3:

Из общего объема азота вычитают объем азота, приходящийся на кислород в составе каменного угля 0,028 × 2,63 = 0,0736 м3. Итог указывает состав продуктов сгорания каменного угля: объем влажных продуктов сгорания 1 кг каменного угля равен:

Vп.с. = 1,4 + 0,462 + 6,6972 + 0,017 = 8,576 м3/кг.

Смесь газов

Количество и состав продуктов сгорания для смеси газов определяют по уравнению реакции горения компонентов, составляющих смесь. Например, горение метана протекает по следующему уравнению:

СН4 + 2О2 + 2 × 3,76N2 = СО2 + 2Н2О + 7,52N2

Согласно этому уравнению, при сгорании 1 м3 метана получается 1 м3 диоксида углерода, 2 м3 паров воды и 7,52 м3 азота. Аналогично определяют объем (в м3) продуктов сгорания 1 м3 различных газов:

На основании приведенных цифр определяют состав и количество продуктов сгорания смеси газов.

Анализ продуктов сгорания, взятых на пожарах в различных помещениях, показывает, что в них всегда содержится значительное количество кислорода. Если пожар возникает в помещении с закрытыми оконными и дверными проемами, то пожар при наличии горючего может продолжаться до тех пор, пока содержание кислорода в смеси воздуха с продуктами сгорания в помещении не снизится до 14-16 % (об.). Следовательно, на пожарах в закрытых помещениях содержание кислорода в продуктах сгорания может быть в пределах от 21 до 14 % (об.). Состав продуктов сгорания во время пожаров в помещениях с открытыми проемами (подвал, чердак) показывает, что содержание в них кислорода может быть ниже 14 % (об.):

По содержанию кислорода в продуктах сгорания на пожарах можно судить о коэффициенте избытка воздуха, при котором происходило горение.

Применение вещества

Более всего нам известен топливный керосин. Нефтепродукт применяют в качестве реактивного топлива в ракетах и самолетах. Это и известное горючее, используемое при обжиге фарфоровых и стеклянных изделий. Керосин выпускается также и для бытовых осветительных и нагревательных приборов. Применяется для аппаратов по резке металлов. Еще это растворитель (как пример, для нанесения пестицидов), сырье в нефтеперерабатывающем производстве.

Керосин реально использовать в качестве заменителя арктического и зимнего топлива. Но в этом случае он не является равноценной альтернативой — необходимо добавление цетаноповышающих и антиизносных присадок. Для многотопливных моторов (на базе дизельного двигателя) возможно применение чистого керосина, но лишь кратковременное.

Зимой будет допустимым добавление керосина в доле 20 % в летнее дизельное топливо в целях снижения температуры застывания последнего. При этом эксплуатационные характеристики страдать не будут.

Что касается развлекательной сферы, то тут именно керосин выступает главным топливом при проведении различных фаер-шоу (представлений с «участием» огня). Тому способствует его отличная впитываемость и относительно низкая температура горения. В быту известно применение керосина в качестве средства для удаления ржавчины и промывки различных механизмов.

Чем заправляют самолеты

Топливо для самолетов бывает двух видов. Поршневые двигатели, которыми оборудуются небольшие самолеты и вертолеты, работают на бензине — так же, как и автомобильные моторы. Правда, по составу такое топливо несколько отличается от автомобильного. Газотурбинные двигатели (турбореактивные и турбовинтовые), которыми сегодня оснащены практически все коммерческие воздушные суда, потребляют топливо для реактивных двигателей, которое также называют авиакеросином.

Основная марка авиакеросина, которым в России заправляют почти все пассажирские, транспортные и военные дозвуковые самолеты и большую часть вертолетов — ТС-1 — топливо сернистое. Оно вырабатывается из нефти с высоким содержанием серы.

В Европе основа системы авиатопливообеспечения — керосин Jet A-1. Он считается более экологичным как раз за счет меньшего содержания серы — при его производстве прямогонная керосино-легроиновая фракция полностью проходит процедуру гидроочистки. Российский авиакеросин — это смесь гидроочищеного и неочищенного прямогонного дистиллятов. В целом же это аналоги — более того, отечественный продукт может использоваться при гораздо более низких температурах, чем «Джет». ТС-1 сегодня наравне с Jet A-1 включен в международные документы и руководства по эксплуатации не только самолетов российского производства, но и лайнеров семейств Airbus и Boeing (правда, только выполняющих полеты по России). Но это авиакеросин для гражданской авиации, не предназначенный для сверхзвуковых самолетов.

«Газпром нефть» запустила НИОКР по созданию неэтилированного авиационного бензина. Вместе с учеными из Всероссийского научно-исследовательского института нефтяной промышленности специалисты компании в 2014 году занялись разработкой рецептуры неэтилированного топлива с октановым числом 91, и сейчас эта работа уже завершена.

Основное авиатопливо для сверхзвуковой авиации — РТ. При его производстве с помощью гидроочистки из нефтяного дистиллята удаляются агрессивные, а также нестабильные соединения, содержащие серу, азот и кислород

При этом повышается термическая стабильность топлива, что крайне важно при полетах на сверхзвуковых скоростях, когда за счет трения о воздух нагревается весь корпус самолета, а вместе с ним и топливо в баках

Разумеется, РТ, обладающее такими характеристиками, можно использовать и в обычных воздушных судах вместо ТС-1. Для самых же скоростных самолетов применяется авиакеросин Т-6, обладающий еще большей термостабильностью и повышенной плотностью.

Что касается авиабензина, то это, по сути, автомобильное моторное топливо, но с улучшенными свойствами, влияющими на надежность работы двигателя. Именно потребность в повышении детонационной стойкости, октанового числа, сортности, обеспечивающих запас динамических характеристик и надежности, заставляет производителей авиабензина добавлять в него тетраэтилсвинец (этилировать). Из-за токсичности эта присадка давно запрещена при производстве автомобильного бензина, но двигатель самолета работает в гораздо более напряженном режиме, а создать неэтилированный авиабензин, не уступающий по характеристикам этилированному, октановое число которого превышает 92–95, пока не удалось никому.

При этом самым современным и совершенным самолетам и вертолетам с поршневыми двигателями нужен авиабензин с повышенным октановым числом — не меньше 100. Поэтому разработкой экологичных аналогов этилированного авиабензина 100LL (одна из самых востребованных марок в мире) сегодня занимаются ведущие производители и научные центры во всем мире. В том числе подобная программа существует и у «Газпром нефти».

100 тысяч авиарейсов выполняется в мире каждый день

Основные направления в применении керосина

Используют керосин в разных сферах. Можно выделить несколько основных групп по его применению:

Топливо для авиатехники

Керосин получил широкое распространение в то время, когда во всем мире началась активная разработка техники турбовинтового и реактивного класса. Вещество оказалось наиболее подходящим топливом. Причина достаточно проста. Октановое число керосина не достигает 50. Это свойство сделало его идеальным для заправки самолетов.

Авиакеросин – это один из самых распространенных видов нефтепродуктов

Растворитель и очиститель на производстве

Существует еще один достаточно популярный вид этого топлива – деароматизированное или глубокого гидрирования. Состав и характеристики сырья подходят для производства поливинилхлорида. Керосин используется в качестве растворителя. Чтобы применять его для промывки, в вещество добавляют специальные присадки. Именно они предотвращают скопление электрических зарядов.

Горюче смазочный материал для быта

Как и в давние времена, керосином заправляют осветительные приборы. Подходит он и для калильных ламп. Также среди сфер применения вещества:

• Резка металлов.
• Пропитка кожи.
• Растворение лаковых покрытий и т.д.

При выборе керосина для любого применения важно, чтобы масса серы в составе была минимальна. Это делает сырье безопасным для человека и окружающей среды

Для эффективного использования сырья в качестве горючего важно учитывать такие показатели как:

• Уровень помутнения.
• Масса керосина.
• Высота не коптящего пламени.
• Температура вспышки.

Особо тщательно их рассматривают в авиации. Это связано с тем, что полеты проходят на большой высоте. Поскольку атмосфера имеет очень низкую температуру, важно чтобы топливо не преобразовывалось в кристаллическую форму.

Если вы хотите узнать больше про состав и характеристики керосина, подобрать определенный тип для любой сферы применения, обращайтесь к нашим менеджерам. Звоните, специалисты топливной помогут разобраться во всех нюансах!

Состав и характеристики керосина, основные свойства разных видов

07.02.2018

Свойства керосина сделали его востребованным в различных сферах. Прозрачная, маслянистая жидкость подходит для применения в качестве топлива, ГСМ и всевозможных добавок. Керосин устойчив к низким температурам и имеет высокие показатели горения и испаряемости. Также он совместим с сырьем, имеющим другой состав.

Керосин, нефтепродукт, получаемый путем ректификации и вторичной переработки сырья. В некоторых случаях его дополнительно подвергают гидроочистке

Состав и свойства керосина

Керосин, состав и свойства которого подходят для создания реактивного горючего, заправки различных приборов и промывки механизмов, отличается высокой степенью прокачиваемости. Также он востребован благодаря отсутствию новообразований и отложений.

Керосин как горючее имеет широкий спектр применения, от ракет до камер для обжига и приборов освещения

Способ переработки сырья отражается на содержании различных примесей. В нем могут присутствовать кислородные, сернистые и азотные соединения. Число углеводородов указывается в процентах:

• Непредельные – до 2.
• Ароматические – от 5 до 25.
• Нафтеновые – от 20 до 50.
• Алифатические – от 20 до 60.

При различных t фракционный состав керосина меняет свой объем. Для 20°С и 25°С – 200%, для 80°С – 270%. Грамотное расщепление сложно компонентной смеси на отдельные части проводится исходя из свойств продуктов нефти.

Выписка показателей керосина в соответствии с ГОСТом 4753-68

Основные показатели физических свойства керосина

Физические свойства керосина насчитывают множество подпунктов. К базовым относят те, которые влияют на качество и сферу применения вещества.

Плотность керосина

Степень плотности является широко применяемой характеристикой нефтепродуктов. Для ее определения используется относительная величина. Так при 20°С, она будет достигать от 780 до 850 кг/м3. При расчетах важна температура вещества, действительная плотность продукта и дистиллированной воды.

Цвет керосина варьируется от желтоватого до светло-коричневого, так же он может быть бесцветным

Кинематическая вязкость керосина

Состав керосина определяет его вязкость. При этом, чем выше температура вещества, тем ниже данный показатель. Рассматриваемая характеристика отражается на:

• Свойствах эксплуатации топливных систем.
• Качестве образуемой смеси.
• Процессах сгорания в двигателе.

При 20°С уровень вязкости составит 1,2 — 4,5 мм2/с.

Чтобы керосин послужил арктическим топливом, в него нужно добавлять присадки, повышающие цетановое число и снижающие износ двигателя

Температура вспышки керосина

Химический состав керосина отражается на температуре его вспышки. Величина показателя от 28°С до 60°С определяет уровень пожарной безопасности вещества. Все нормы регламентируются действующими ГОСТами.

Теплота при горении керосина

Рассматриваемая характеристика демонстрирует количество выделенного тепла при абсолютном сгорании массовой единицы сырья. Для керосина показатель составляет от 42,9 до 43,1 МДж/кг.

При какой температуре наступает помутнение керосина можно определить оптически. Для этого фиксируются изменения в способности вещества пропускать лучи света

Химические свойства керосина

Керосин – химические свойства топлива, такие как испаряемость и воспламеняемость, зависят от состава сырья и типа его переработки. Концентрация ароматических углеводородов разная, что обусловило такие группы керосина:

• Авиационная. В свою очередь делится на реактивное (РТ) и самолетное (ТС-1) горючее. Используется для смазки топливных систем в двигателях разной авиатехники. Также играет роль хладагент. Имеет повышенную термическую окисляемость и отметку сгорания. Характеризуется стабильностью и устойчивостью к низким температурам.
• Техническая. Все допуски регламентируются ГОСТом «Керосин для технических целей» 18499-73. Сорта КТ-1 и КТ-2 заменяют растворители или очистители для промывки узлов и запчастей автотранспорта, оборудования и механизмов.
• Осветительная. Типы КО-25, 25 или 30 используются для заправки керосиновых ламп. Применяют некоторые типы топлива для пропитки выделанных кож. Среди преимуществ – отсутствие нагара и копоти при горении.

К важным техническим характеристикам керосина можно отнести повышенную испаряемость. паров в воздухе до 300 мг/м3 является не опасным для человека. При работе с топливом также необходимо учитывать его высокий уровень воспламеняемости – возгорание при t° 57°С, самовоспламенение при t° 216°С.

Керосин часто используют для промывки механизмов и их очистки от ржавчины

Если вам необходим керосин, характеристики различных видов узнать можно у специалистов ТК АМОКС. Оптимальный вариант будет подобран исходя из целей применения. Обратите внимание на каталог топлива, где представлены распространенные типы керосинов, солярки, бензинов и ГСМ. Звоните, мы ответим на все вопросы!

Заполните форму обратной связи, наши менеджеры свяжутся с вами!

Главные направления использования

В заключение представим самые распространенные направления эксплуатации вещества:

• Авиационный керосин. Так называется моторное топливо для газотурбинных двигателей, которыми оснащают различные летательные аппараты. Это керосиновые фракции прямой перегонки нефти. Часто они проходят гидроочистку, к ним добавляют присадки для улучшения эксплуатационных свойств. В России для дозвуковой авиации выпускают пять разновидностей такого топлива — ТС-1, Т-1, Т-1С, Т-2 и РТ, а для сверхзвуковой — две (Т-6 и Т-8В).
• Ракетный керосин. Тут данный нефтепродукт выступает в качестве углеводородного экологически чистого горючего и рабочего тела гидромашин. Такое его применение в ракетных двигателях было предложено еще в 1914 году Циолковским. В паре с жидким кислородом используется на нижних ступенях многих ракетоносителей.
• Технический керосин. Это сырье для получения ароматических углеводородов, этилена, пропилена. Кроме того, это основное топливо при обжиге фарфора и стекла, растворитель для промывки деталей и механизмов.
• Осветительный керосин (КО-25, КО-30, КО-20, КО-22). Он применяется в осветительных приборах, используется в качестве топлива для некоторых кухонных плит (керосинки, примуса, керогаза). Еще одно использование — в отоплении. Это растворитель, средство для очистки (широко используется для удаления остатков термопаст, различных лакокрасочных покрытий), обезжириватель.
• Автотракторный керосин. Такое применение было характерно для зари развития двигателей внутреннего сгорания. Нефтепродукт широко применялся в качестве топлива для карбюраторного и дизельного двигателя внутреннего сгорания.

Среди нетривиальных применений можно выделить следующее: народное средство избавления от вшей, лечения педикулеза и дифтерии. Кроме того, керосин помогал избавиться от клопов при протирке им мебели.

Как вы убедились, керосин определяет сразу комплекс характеристик. И это кажется естественным на фоне его множественных применений.

Реактивные топлива

Основная статья: Авиакеросин

Керосин — фракция нефти, выкипающая в основном в интервале температур 200—300°С Реактивное топливо, топливо для авиационных реактивных двигателей — это как правило, керосиновые фракции, получаемые прямой перегонкой из малосернистых (например, Т-1) и сернистых (ТС-1) нефтей. В настоящее время прямоперегонного авиационного топлива мало, широко применяется гидроочистка и добавка присадок.

Керосин применяется для бытовых целей как печное и моторное топливо, растворитель лаков и красок. Реактивное топливо применяется в качестве горючего для газотурбинных двигателей самолётов и вертолётов гражданской и военной авиации, и кроме того, топливо на борту воздушного судна также может использоваться в качестве теплоносителя или хладагента (топливно-воздушные и топливно-масляные радиаторы), и в качестве рабочей жидкости гидросистем (например, управление сечением реактивного сопла двигателя). Также реактивные топлива широко применяются как растворитель при техническом обслуживании воздушных судов, при очистке от загрязнений ручным либо машинным способом (например, в ультразвуковой установке для очистки фильтров в качестве рабочей жидкости применяется авиакеросин). Авиационные реактивные топлива проходят в общей сложности до 8 ступеней контроля качества, а в Российской Федерации, кроме того, и приёмку военным представителем.

Для реактивных топлив основными показателями качества являются:

• массовая и объёмная теплота сгорания
• термостабильность топлива
• давление насыщенных паров
• кинематическая вязкость
• совместимость с конструкционными и уплотнительными материалами
• нагарные и противоизносные свойства
• электропроводность
• серность
• кислотность

Реактивные топлива вырабатываются в основном из среднедистиллятных фракций нефти, выкипающих при температуре 140—280 С° (лигроино-керосиновых). Широкофракционные сорта реактивных топлив изготовляются с вовлечением в переработку бензиновых фракций нефти. Для получения некоторых сортов реактивных топлив (Т-8В, Т-6) в качестве сырья применяются вакуумный газойль и продукты вторичной переработки нефти.

Реактивные топлива на 96—99 % состоят из углеводородов, в составе которых различают три основные группы:

• парафиновые
• нафтеновые
• ароматические.

Кроме углеводородов в реактивных топливах в незначительных количествах присутствуют сернистые, кислородные, азотистые, металлорганические соединения и смолистые вещества. Их содержание в реактивных топливах Регламентируется стандартами.

В России и странах СНГ, эксплуатирующих советскую авиатехнику, используются следующие типы авиационного топлива:

— ТС-1

в РФ производится по ГОСТ 10227-86 с изм. 1-6. — прямогонная фракция 150—250 С°, либо смесь прямогонных и гидроочищенных фракций (основным ограничением является содержание общей серы и меркаптановой не более 0,2 % и 0,003 %). Самый массовый вид авиационного топлива на территории РФ и постсоветском пространстве, предназначенный для всех старых типов турбовинтовых и дозвуковых турбореактивных двигателей, также на нём эксплуатируются самолёты зарубежных производителей. По своим характеристикам и области применения примерно соответствует зарубежному керосину Jet-A. Является резервным по отношению к топливу РТ.

— РТ

— высококачественное топливо, нефтяная фракция 135—280 С° с полной гидроочисткой. Содержание серы: общей — 0,1 %, меркаптановой — 0,001 %. В связи с гидрокрекингом топливо «сухое», то есть имеет низкие смазывающие свойства. В процессе производства в него вводятся антиокислительная и антиизносная присадки. Предназначено для турбореактивных дозвуковых и некоторых сверхзвуковых самолётов (Су-27, Ту-22М3 и др.), а также в качестве резерва топлива ТС-1. Зарубежных аналогов для данного топлива нет.

—Т-6

и
Т-8В
— термостойкое реактивное топливо для двигателей некоторых сверхзвуковых самолётов (например, ). Производятся по очень сложной технологии с гидроочисткой и введением присадок. Эти топлива производятся только для нужд Министерства обороны РФ.

Технический керосин

Технический керосин используют как сырьё для пиролитического получения этилена, пропилена и ароматических углеводородов, в качестве топлива в основном при обжиге стеклянных и фарфоровых изделий, как растворитель при промывке механизмов и деталей. Деароматизированный путём глубокого гидрирования керосин (содержит не более 7 % ароматических углеводородов) — растворитель в производстве ПВХ полимеризацией в растворе. В керосин, используемый в моечных машинах, для предупреждения накопления зарядов статического электричества добавляют присадки, содержащие соли магния и хрома. В России нормы на технический керосин задаются ГОСТ 18499-73 «Керосин для технических целей»

Качество керосина в России и за рубежом

Авиационный керосин должен удовлетворять ряду требований, обеспечивающих надежную работу двигателя и требованиям эксплуатации. Авиационные керосины должны иметь хорошую испаряемость, позволяющую получить однородную топливовоздушную смесь оптимального состава; иметь групповой углеводородный состав, обеспечивающий устойчивый, бездетонационный процесс сгорания; не изменять своего состава при хранении и не оказывать вредного влияния на детали.

Российские и зарубежные требования к керосину различаются. Отечественный авиационный керосин имеет более высокую температуру кристаллизации. Так же стандарты отличаются по содержанию углеводородов и серы. Зарубежный авиакеросин имеет более высокую температуру вспышки, является менее пожароопасным, но при этом запуск двигателей на этом топливе значительно сложнее. Температура кристаллизации российского керосина не превышает минус 55-60°С, в то время как у зарубежных производителей керосина этот параметр составляет до 50°С.

Со стороны зарубежных производителей и потребителей топлива к российским производителям есть небольшие претензии. Во-первых, это низкая термическая стабильность, во-вторых, недостаточный уровень противоизносных качеств. Но в целом качество российского керосина соответствует международным стандартам. Были протестированы десятки образцов авиационного керосина, произведенных российскими заводами. Эта экспертиза показала соответствие российского керосина, в частности термической стабильности, зарубежным стандартам таких марок топлива, как ТС-1, РТ и JetA-1. Это значит, что российский керосин имеет нормированное качество.