Domanda:
Perché i motori a reazione usano il cherosene anziché la benzina?
yippy_yay
2015-03-05 04:13:37 UTC
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Potresti guidare un jet con la benzina? Perché tutti i motori a reazione usano il cherosene?

Pubblicazione di un commento perché ho solo una risposta parziale: "Il motore PT6A è approvato per il funzionamento con tutti i carburanti per jet commerciali, JP-4, JP-5 e per un massimo di 150 ore durante qualsiasi periodo di revisione con tutti i tipi di benzina per aviazione. Gradi specifici di gasolio sono approvati come combustibili alternativi per uso limitato. " http://www.pwc.ca/files/en/Know_your_PT6A.pdf
Una domanda migliore è perché le auto funzionano a benzina anziché a cherosene.
Le auto funzionano a benzina o diesel (che è simile al cherosene). Poiché entrambi sono motori a pistoni, le differenze sono piuttosto grandi, ad es. i motori diesel hanno una compressione doppia rispetto ai motori a benzina, accensione diversa e così via. Non puoi far funzionare l'uno con l'altro carburante. Ma non è così chiaro perché sia ​​diverso per i motori a reazione.
@sweber l'accensione per i getti è diversa (spruzzare nella camera già accesa piuttosto che comprimere nel pistone)
Ovviamente. Voglio dire: per i motori a pistoni, c'è una grande differenza tra benzina e diesel. Tuttavia, non sembra esserci una grande differenza se si spruzza cherosene / diesel / benzina su una fiamma già accesa. Quindi, mentre la differenza per i motori a pistoni è ovvia, non lo è per i jet. Lo sappiamo già, il PT6A richiede avgas e kersosene. Quindi, non capisco il commento di Arons.
Ogni volta che sento la gente dire "cherosene" come carburante per aviogetti, mi sembra strano. Sono cresciuto in una fattoria; So cos'è il cherosene. È la roba che metti in una lanterna così puoi vedere uscire e mungere la mucca di notte. È molto meno volatile, diciamo, della benzina. Brucia lentamente e (relativamente) si raffredda, il che lo rende ottimo per una lanterna, ma - immagino - orribile per il carburante per motori. È un tipo diverso di cherosene?
@MasonWheeler è la [stessa roba] (http://en.m.wikipedia.org/wiki/Kerosene) (dai un'occhiata al terzo paragrafo)
@raptortech97: Allora perché è qualcosa che - almeno a prima vista - sembra essere un carburante di qualità molto inferiore rispetto alla benzina utilizzata in un'applicazione che pone una domanda di energia molto più elevata rispetto anche ai motori a benzina più pesanti?
@raptortech97: Non ho detto densità di energia. Ho detto che l'energia * richiesta * (la produzione richiesta) è molto più alta per il trasporto aereo che per il trasporto via terra, quindi perché usare un carburante a bassa densità? Sembra inefficiente.
I motori a turbina militari sono progettati per funzionare su tutto, dal gas medio al gasolio da riscaldamento, ma sono ottimizzati per funzionare su JP4 / JP5 (all'incirca il peso del cherosene). Se si utilizza uno di questi altri combustibili, i motori richiederanno in seguito una manutenzione approfondita. Il carburante per aerei ha una densità di energia maggiore rispetto alla benzina: http://en.wikipedia.org/wiki/Energy_density#Energy_densities_of_common_energy_storage_materials
AilirkzmaiCMT - Jet fuel *does* have a slightly [higher energy density](https://en.wikipedia.org/wiki/Energy_density) than gasoline, both by weight and by volume: 46 MJ/kg and 37.4 MJ/l versus 44.4/32.4 for gasoline (and 48/35.8 for diesel fuel)
@Johnny grazie per la correzione. Ho davvero bisogno di smetterla così tanto di correre la bocca
@MasonWheeler Stanno progettando di fare razzi di paraffina (cera di candela); la roba in una testa di fiammifero è proprio come bombe incendiarie nell'esercito. Solo perché qualcosa * sembra * innocente, non dice che è in tutte le applicazioni. Una lanterna può bruciare per ore: immagina che l'energia venga rilasciata (con) in pochi secondi.
@Johnny La ricerca sul web mi dà tutti i tipi di diversi numeri di energia specifica. [Questo sito] (https://people.hofstra.edu/geotrans/eng/ch8en/conc8en/energycontent.html) mostra la benzina a 45.8 e il cherosene a 46.3, ma il carburante per aerei inferiore a 43.3.
[Questo sito] (http://www.appropedia.org/Energy_content_of_fuels) mostra gli stessi #. [Questo sito] (http://hypertextbook.com/facts/2003/EvelynGofman.shtml) mostra diversi numeri da fonti diverse. Sembrano tutti mostrare un numero diverso e inferiore per il carburante degli aerei rispetto al cherosene.
@MasonWheeler: _Liquid_ cherosene brucia molto più lentamente della _liquid_ benzina. Ha anche una pressione di vapore molto più bassa e un punto di infiammabilità molto più alto rispetto alla benzina. Quando viene spruzzato come una nebbia sottile in quello che è essenzialmente un fuoco violento, brucia altrettanto velocemente e prontamente come la benzina. Pertanto, il cherosene funziona altrettanto bene del carburante per aerei come la benzina (in realtà, probabilmente funziona notevolmente meglio, a causa della sua pressione di vapore inferiore, e quindi di ebollizione inferiore, riducendo le perdite di carburante) ed è molto più sicuro da gestire per l'avvio. Cercare di usare la benzina per un aeroporto pieno di jet sarebbe terribilmente pericoloso.
Sei risposte:
paul
2015-03-05 06:39:54 UTC
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Puoi convincere un motore a turbina a funzionare praticamente su qualsiasi cosa possa bruciare. Quindi la decisione di quale carburante utilizzare effettivamente dipende da fattori collaterali inclusi, ma non limitati a:

  • disponibilità
  • costo
  • emissioni
  • temperatura della sezione calda
  • reazioni chimiche con parti del motore

Esempi specifici:

  • La polvere di carbone è piuttosto difficile da pompare in giro e ai rampies non piace spalare
  • idrogeno liquido (usato nello Space Shuttle) richiede molto spazio di archiviazione e ha la brutta abitudine di congelare qualsiasi cosa tocchi, come le rampies.
  • L'etilacetilendecaborano è sgradevolmente tossico (ancora una volta l'unione di rampies) e i sottoprodotti della combustione erano piuttosto abrasivi per l'interno del motore
  • il trimetilalluminio ridurrebbe la complessità del motore (non sono necessari accenditori) perché ha la brutta abitudine di accendersi istantaneamente a contatto con l'aria, quindi, le perdite sono piuttosto pericolose.
  • Il gas naturale è comunemente usato come carburante per turbine nelle stazioni di pompaggio: è già lì e quindi è "libero". I recipienti a pressione richiesti lo rendono poco pratico da usare come carburante per aerei.

Quindi il cherosene è diventato fondamentalmente il carburante per turbine standard perché è:

  • economico: il cherosene fa su una frazione piuttosto grande di petrolio greggio. Quando misuri il tuo carico di carburante in tonnellate, pochi centesimi al litro fanno la differenza.
  • sicuro da maneggiare: relativamente non tossico, non si accende così facilmente
  • immagazzinabile e trasportabile nei comuni metalli strutturali
  • non intasa il motore
Le turbine non potrebbero semplicemente funzionare su rampies?
È noto che i motori più grandi li mangiano occasionalmente.
Fa un cambiamento dagli uccelli suppongo. Peccato che il motore a reazione ecologico alimentato da uccelli non abbia avuto molto successo.
Le turbine a gas industriali possono funzionare praticamente su qualsiasi cosa. C'è un flusso chiamato "gas di raffineria" che si traduce in "qualsiasi cosa più leggera del pentano che la raffineria non vuole e non può immagazzinare". Questo include idrogeno, monossido di carbonio e idrocarburi. Spesso vengono mescolati con inerti come l'azoto (le miscele di idrocarburi e azoto sono difficili da separare). Ci si aspetta che la stessa turbina funzioni con kero o gasolio quando è in eccesso, o per l'avvio. L'acqua viene anche iniettata per il controllo degli NOX. L'unico problema, come dici tu, è non lasciare un residuo solido che intaserà il motore.
@NobodySpecial: Dammi anche dei rampini, adoro tutti i tipi di torte ... Un po 'più serio: il cherosene è davvero usato come lubrificante? L'ho sentito la prima volta ma suona logico.
@PatricHartmann - Il cherosene e il diesel devono avere proprietà lubrificanti per evitare che le pompe di iniezione del carburante ad alta pressione nei motori ad accensione spontanea (turbina a gas, pistone diesel) cadano a pezzi - altrimenti non possono essere lubrificati!
Forse è bello menzionare * perché * i motori a pistoni sono così esigenti: la benzina dovrebbe * solo * accendersi quando gli si tiene una scintilla; il diesel dovrebbe accendersi * immediatamente * quando viene spruzzato in un cilindro caldo. In un motore a reazione, il carburante viene spruzzato in condizioni di combustione apocalittiche comunque, quindi si può avere un carburante meno "esigente".
@sanchises: La benzina è più facile da accendere rispetto al diesel o al cherosene. Il motivo per cui il motore a scintilla può funzionare solo a benzina è che la scintilla non accenderebbe affatto il carburante più pesante o brucerebbe troppo lentamente. Nel motore ad accensione spontanea la temperatura è molto più alta, quindi accende anche il diesel. Per inciso, questo aumenta anche l'efficienza termodinamica (motivo per cui i diesel hanno un consumo inferiore di circa un terzo rispetto ai motori a benzina).
@UnrecognizedFallingObject: Grazie mille per il chiarimento! Ha senso ora, non ho mai pensato veramente a questo problema. Grazie per aver reso questo più chiaro.
Cos'è un rampy?
Termine gergale @MarcusJ per il personale di terra; cioè i ragazzi che caricano e scaricano gli aerei, li riempiono di carburante, ecc.Sulla rampa (o piazzale, a seconda di dove ti trovi nel mondo)
Capisco, sono 'Murican, non ho mai sentito quel termine prima, ma non so molto di aviazione o aeroporti, ma mi interessa. :)
Pensavo che il problema più grande con la polvere di carbone come combustibile per turbine fosse che produceva cenere che danneggiava le pale.
UnrecognizedFallingObject
2015-03-06 07:13:12 UTC
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In un moderno motore turbofan, il carburante non viene solo bruciato nel motore e utilizzato per lubrificare parti come pompe e comandi del carburante, ma viene utilizzato come fluido idraulico anche - questo è usato per alimentare cose come le alette di guida dell'aspirazione e le palette dello statore variabile in molti motori, così come accessori più esotici come gli ugelli mobili e le rampe di ingresso.

Ciò significa che la benzina spesso non lo è tollerato dalle turbine aeronautiche più grandi, poiché bolle a una temperatura così bassa che potrebbe evaporare all'interno di parti idrauliche (o di altri sistemi di alimentazione) e interferire con il loro funzionamento, in cima alla lubrificazione e ai problemi di incrostazione di piombo che ovviamente porterebbe. Anche i carburanti per jet a taglio largo come JP-4 e Jet-B sono vietati per il servizio in alcuni turbofan più grandi a causa dei problemi di volatilità che pongono (questa è una citazione dalla sezione 777 QRH Limitations):

È vietato l'uso di carburanti JP-4 e Jet B.

Thomas McKelvey
2015-03-05 06:10:55 UTC
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Dalla mia formazione, i limiti sull'uso di avgas da parte di PT6 sono legati alla sua capacità di lubrificare le pompe del carburante del motore e alle incrostazioni di piombo della sezione calda che risulteranno dalle avgas. Non posso dire delle tolleranze di altri motori, ma alcuni carburanti per jet militari hanno componenti molto più volatili del cherosene puro e delle turbine a gas marine alimentate a diesel. Il carburante di una turbina non è sempre deciso da ciò che può bruciare, ma da ciò che è pratico ed economico alimentarlo.

diogenes
2015-06-17 23:32:10 UTC
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Mi scuso se questo è tangenziale, ma sono state sollevate altre proprietà del cherosene (noto anche come cherosene) come combustibile per turbine. Per quanto ne so, tutti i "Jet fuel" (destinati all'uso in aereo) sono basati sul cherosene.

Un'altra proprietà del jet fuel che non è stata menzionata è il punto di congelamento dove la viscosità scende a causa della formazione di cera e pompe e filtri iniziano a intasarsi. Il cherosene ordinario (come quello usato nelle lanterne e negli apparecchi per il riscaldamento degli ambienti) raramente ha a che fare con temperature sotto lo zero (ad esempio -40 ° C) e un'altitudine di 30.000 piedi.

Altrettanto importante è la volatilità che può essere ridotta a basse temperature e impedire la combustione.

vedi http://www.shell.com/global/products-services/solutions -for-business / aviation / shell-aviation-fuels / fuels / types / civil-jet-fuel-grades.html per diversi combustibili e relativi punti di congelamento.

Tom Johnson
2015-03-06 06:52:10 UTC
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Le temperature molto elevate dei motori a reazione fanno sì che la benzina sia un carburante scadente perché tende a bruciare troppo velocemente. Il cherosene, che in alcuni punti viene comunemente chiamato "Fuel OIL", evita i problemi di pre-accensione (e alcuni rischi per la sicurezza) proprio come il gas ad alto numero di ottano evita i colpi delle candele. Il massimo controllo dell'accensione viene dall'uso del carburante diesel (che in alcuni luoghi viene anche chiamato abitualmente olio combustibile), ed è per questo che i grandi camion usano il diesel: quel controllo dà loro la migliore efficienza del carburante che i loro motori possono avere; ma Diesel non farà funzionare un motore a reazione. La benzina è troppo volatile per un motore a reazione; Il carburante diesel non è abbastanza volatile per un jet.

Il problema con il funzionamento del diesel in un motore a reazione sono gli accenditori: il sistema di trietilborano dell'SR-71 accenderebbe il diesel senza problemi! (Il diesel non funzionerà nell'SR-71 attraverso la sua busta per vari altri motivi, ma il sistema di accensione di quell'aereo non è uno di questi, e sospetto che un J58 funzionerebbe a diesel in caso di emergenza, anche se con un grave busta di volo limitata.)
L'estrema velocità di combustione della benzina la rende un combustibile scadente per un motivo molto più semplice: la differenza nelle velocità di combustione è ancora più evidente nei combustibili liquidi. Una fiamma si diffonderà sulla superficie di una pozza di benzina qualcosa come sei volte più velocemente di una pozza di cherosene, e la benzina ha anche una pressione di vapore molto più alta e un punto di infiammabilità _ al di sotto della maggior parte delle normali temperature ambiente_ (!). Anche Jet B, che è una miscela di cherosene e benzina, ha problemi di sicurezza a causa dell'eccessivo entusiasmo della benzina per prendere fuoco; la benzina pura è troppo pericolosa per essere utilizzata come carburante per aviogetti.
Paul
2015-08-10 02:04:00 UTC
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Quando ero nella Royal Navy utilizzavamo turbine a gas Olympus per velocità e potenza elevate. Queste erano le stesse turbine che la Concord usava quando era in servizio. Li abbiamo utilizzati con Marine Quality Diesel e non abbiamo avuto problemi.

Ancora una volta potrebbe essere che le - temp potrebbero essere un vero problema, e il fatto che tu ottenga più potenza dai combustibili ad alto numero di ottani, con tutta la tecnologia di questi tempi potresti pensare che sarebbe un'alternativa più economica.

I combustibili ad accensione spontanea (almeno nei diesel) sono valutati in base al cetano - come vi dirà chiunque abbia messo Jet-A nel proprio bevitore avgas, Jet-A ha esattamente 0 ottani!
fantastic info!


Questa domanda e risposta è stata tradotta automaticamente dalla lingua inglese. Il contenuto originale è disponibile su stackexchange, che ringraziamo per la licenza cc by-sa 3.0 con cui è distribuito.
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