Гост 10227-2013 топлива для реактивных двигателей. технические условия
Содержание:
- Вязкость. Пояснения. Абсолютная и кинематическая вязкость. Таблицы значений вязкости — мало, школьный вариант.
- Литература
- Что такое вязкость
- Международные виды топлива для авиации
- Основные направления в применении керосина
- Плотность
- Вязкость электролитов
- Производство в России
- Присадки
- Вязкость натрия
- Что такое авиационное топливо?
- Динамическая вязкость
- Последовательность определения удельной теплоты сгорания
- Вязкость теста
- Главные направления использования
- Вязкость муки
- Химический состав и свойства керосина
- 6. Вязкость твердого тела
- Реактивные топлива
Вязкость. Пояснения. Абсолютная и кинематическая вязкость. Таблицы значений вязкости — мало, школьный вариант.
-
Кинематическая вязкость — мера потока имеющей сопротивление жидкости под влиянием силы тяжести. Когда две жидкости равного объема помещены в идентичные капиллярные вискозиметры и двигаются самотеком, вязкой жидкости требуется больше времени для протекания через капилляр. Если одной жидкости требуется для вытекания 200 секунд,а другой — 400 секунд, вторая жидкость в два раза более вязкая, чем первая по шкале кинематической вязкости.
- Размерность кинематической вязкости — L2/T, где L — длина, и T — время. Обычно используется сантистокс (cSt). ЕДИНИЦА СИ кинематической вязкости — mm2/s, = 1 cSt =1 сантиСтокс = 10-6м2/с = мм2/с
- Перевод единиц кинематической вязкости
-
Абсолютная (динамическая) вязкость, иногда называемая динамической или простой вязкостью, является произведением кинематической вязкости и плотности жидкости:
- Абсолютная вязкость = Кинематическая вязкость * Плотность
- Абсолютная вязкость выражается в сантипуазах (сПуаз). ЕДИНИЦА СИ абсолютной вязкости — Паскаль-секунда (Pa-s), запомним, что 1 сПуаз = 1 mPa-s.
- Перевод единиц динамической = абсолютной вязкости
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
Литература
- Чертков Я. Б., Спиркин В. Г. Применение реактивных топлив в авиации, М., 1974;
- Технология переработки нефти и газа, ч. 3. Черножуков Н. И.,
- Очистка и разделение нефтяного сырья, производство товарных нефтепродуктов, 6 изд., М., 1978;
- Химмотология в гражданской авиации. Справочник, М., 1983, с. 56-64. В. Г. Спиркин.
- Топлива, смазочные материалы, технические жидкости. Ассортимент и применение: Справочник. 2-е изд. Под ред. В. М. Школьникова. М.: Химия, 1999
- А. Г. Ахмадуллина, А. И. Самохвалов, Л. Н. Шабалина, В. А. Булгаков, Г. М. Нургалиева, А. С. Шабаева. Демеркаптанизация керосиновой фракции на полифталоцианиновом катализаторе. Химия и технология топлив и масел, № 2, 1998, с.43.
Что такое вязкость
Важной характеристикой вещества является его вязкость. Вязкость жидкости — это ее способность оказывать сопротивление перемещению одних частиц относительно других, то есть противостоять касательным усилиям в потоке
Данный параметр среды нельзя обнаружить в состоянии покоя, он оценивается только во время движения вещества, когда начинают действовать силы сцепления между молекулами.
Существует две разновидности вязкости: динамическая (или абсолютная) и кинетическая. Оба показателя уменьшаются при повышении температуры вещества.
Данное свойство присутствует у всех веществ, которые обладают текучестью. Текучесть — это сдвиг (перемещение) одних частиц по отношению к другим той же самой среды. За счет силы внутреннего трения вязкость противостоит процессу текучести. Данная формулировка относится не только к жидким, но и к газообразным веществам. А вот применительно к твердым это свойство имеет несколько другую природу.
Международные виды топлива для авиации
В США для нужд коммерческой авиации производится реактивное топливо Jet A, Jet A-1, Jet B. Наиболее применяемое топливо Jet A-1. Характеристики: плотность 0,775-0,825 кг/дм3, температура вспышки: +38°C, температура замерзания: -47°C.
Реактивные топлива для военных нужд маркируются буквами JP.
- Топливо JP-1 по своим характеристикам соответствует Jet A. Разработано в 1944 году.
- Топливо JP-2. Имеет пониженную температуру замерзания. Разработано в 1945 году. Никогда широко не применялось.
- Топливо JP-3. Имеет пониженную температуру замерзания. Разработано в 1947 году. Не применяется.
- Топливо JP-4. Представляет собой керосино-бензиновую смесь с присадками. Основной тип топлива в военной авиации США с 1951 по 1995 года.
- Топливо JP-5 применяется преимущественно на самолётах и вертолётах корабельного базирования. Отличается высокой температурой вспышки. Представляет собой сложную смесь из углеводородов.
- Топливо JP-6 было разработано в 1957 году, по программе создания сверхзвукового высотного бомбардировщика ХВ-70 «Валькирия». По составу похоже на JP-5, но имеет более низкую температуру замерзания и лучшую термостабильность. После отмены программы ХВ-70 выпуск топлива был прекращён.
- Топливо JP-7 было разработано для самолёта SR-71 «Чёрный дрозд». Термостабильное топливо с высокой температурой вспышки.
- Топливо JP-8. Спецификация MIL-DTL-83133. Основной тип авиационного топлива на основе керосина, поставки начались в 1978 году. С 1996 года заменяет JP-4. В 1998 году разработано более термостабильное топливо JP-8+100
- Топливо JPTS. Разработано в 1956 году для высотного разведчика Lockheed U-2. Примерно в три раза дороже топлива JP-8. Ограниченно выпускается и в н.в.
- HEF (high energy fuel) — высокоэнергетичное борсодержащее экспериментальное топливо. Применялось на самолётах North American XF-108 «Рапира» и ХВ-70 «Валькирия». Несмотря на существенный прирост мощности двигателей на этом топливе, оставалось много неразрешимых проблем, таких, как повышенный износ двигателей, агрессивность топлива, его токсичность, ядовитые выхлопные газы двигателя и др. Было построено (вероятно) 5 заводов для производства различных типов HEF: HEF-1 (ethyldiborane), HEF-2 (propylpentaborane), HEF-3 (ethyldecaborane), HEF-4 (methyldecaborane), и HEF-5 (ethylacetylenedecaborane), но программа была свёрнута в 1959 году. Примерная стоимость проекта составила 1 миллиард долларов в ценах 2001 года (более подробно в англовики, статья Zip fuel).
- Синтетическое топливо Syntroleum. 15 декабря 2006 года B-52 вылетел с базы US Air Force «Эдвардс», заправленный 50/50 смеси керосина JP-8 и топлива Syntroleum. Семичасовой полёт признан успешным.
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.
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!
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.
Вязкость электролитов
Электролит — это вещество (кислоты, соли, основания), раствор или расплав которого способен проводить электрический ток за счет распада на ионы
В человеческом организме электролиты имеют важное значение: в крови вместе с ионами железа они переносят кислород, регулируют работу сердца, кишечника, водно-солевой баланс.. На процесс электролиза влияет (наряду с прочими свойствами) вязкость электролита
При этом в промышленности, например в работе аккумуляторов, предпочтительны электролиты с меньшей вязкостью.
На процесс электролиза влияет (наряду с прочими свойствами) вязкость электролита. При этом в промышленности, например в работе аккумуляторов, предпочтительны электролиты с меньшей вязкостью.
Перекачивают электролиты погружными химическими насосами центробежной конструкции.
Производство в России
Объём производства реактивного топлива в 2007 году составил 9012,1 тыс. тонн. Из них 7395,04 тыс. тонн были поставлены на внутренний рынок, остальное — на экспорт. Производством авиакеросина в России занимается 20 нефтеперерабатывающих заводов:
-
ОАО НК «Роснефть»:
- Комсомольский НПЗ (ТС-1)
- Сызранский НПЗ (РТ)
- Новокуйбышевский НПЗ (ТС-1, РТ)
- Ачинский НПЗ (ТС-1)
- Ангарская НХК (ТС-1)
- Рязанский НПЗ (ТС-1)
-
ОАО «Лукойл»:
- Волгограднефтепереработка (ТС-1, РТ)
- Пермнефтеоргсинтез (РТ)
- Нижегороднефтеоргсинтез (ТС-1, РТ)
- Ухтанефтепереработка (РТ)
-
ОАО «Газпром нефть»:
- Московский НПЗ (ТС-1)
- Омский НПЗ (ТС-1)
-
ОАО «Сургутнефтегаз»
ПО Киришинефтеоргсинтез (ТС-1)
- ООО «Газпром переработка»
Филиал «Сургутский завод стабилизации конденсата им. В. С. Черномырдина» (ТС-1)
-
ОАО «НГК „Славнефть“»
Ярославнефтеоргсинтез (ТС-1)
-
ОАО НК «РуссНефть»
Орскнефтеоргсинтез (РТ)
-
НК «Альянс»
Хабаровский НПЗ (ТС-1)
- ОАО «ТАИФ-НК»
- Ново-Уфимский НПЗ (ТС-1)
- Нижнекамский НПЗ (ТС-1, РТ)
- Краснодарэконефть (ТС-1, Т-1)
- ПАО «Татнефть»
О производстве топлива Т-6 и Т-8В данных нет. Ранее керосин Т-6 производился Ангарской НХК и на Орскнефтеоргсинтез.
Любое авиационное топливо, выходящее с нефтеперерабатывающего завода, проходит проверку и приёмку военным представителем.
Присадки
Антистатическая
Многолетним опытом эксплуатации отечественного и зарубежного воздушного транспорта доказано, что при перекачке топлива или при заправке самолётов возможно накопление статического электричества. Из-за непредсказуемости процесса в любой момент существует опасность взрыва.
Для борьбы с этим опасным явлением в топливо добавляют антистатические присадки. Они увеличивают электропроводность топлива до 50 пСм/м, что обеспечивает безопасность заправки самолётов и перекачки топлива.
За рубежом используют присадки ASA-3 (Shell) и Stadis-450 (Innospec). В России получила распространение присадка Сигбол (ТУ 38.101741-78), допущенная к добавлению в топливо ТС-1, Т-2, РТ и Т-6 в количестве до 0,0005 %.
Противоводокристаллизационная
При заправке топливом с температурой −5…+17 °C за 5 часов полёта температура в баке снижается до −35 °C. Рекорд падения температуры — −42 °C (Ту-154) и −45 °C (баки, питающие крайние двигатели Ил-62М). При этих температурах из топлива выпадают кристаллы льда, забивающие топливные фильтры, что может привести к прекращению подачи топлива и остановке двигателя. Уже при содержании воды 0,002 % (масс.) начинают забиваться самолётные фильтры с диаметром пор 12-16 мкм.
Для предотвращения выпадения кристаллов льда из топлива при низких температурах в топливо вводят противоводокристаллизационные присадки непосредственно в месте заправки самолёта. В качестве таких присадок широко используют этилцеллозольв (жидкость И) по ГОСТ 8313-88, тетрагидрофуран (ТГФ) по ГОСТ 17477-86 и их 50%-е смеси с метанолом (присадки И-М, ТГФ-М). Присадки могут добавляться практически в любое топливо.
Антиокислительная
Вводятся в гидроочищенное топливо (РТ, Т-6, Т-8В) для компенсации сниженной в результате гидроочистки химической стабильности. В России применяют присадку Агидол-1 (2,6-ди-трет-бутил-4-метилфенол) по ТУ 38.5901237-90 в концентрации 0,003-0,004 %. В таких концентрациях он почти полностью предотвращает окисление топлива, в том числе при повышенных температурах (до 150 °C).
Противоизносная
Предназначена для восстановления противоизносных свойств топлива, потерянных в результате гидроочистки. Вводится в то же топливо, что и антиокислительная присадка. В России применяют присадку Сигбол и композицию присадок Сигбол и ПМАМ-2 (полиметакрилатного типа — ТУ 601407-69). Для топлива РТ часто используется присадка «К» (ГОСТ 13302-77), которая по эффективности соответствует присадке Сигбол, а также, ввиду дефицита присадки «К» — присадка Хайтек-580 фирмы «Этил».
Вязкость натрия
Натрий является пластичным металлом серебристого оттенка. На воздухе он быстро окисляется, тускнеет. Данный металл настолько мягкий, что его можно резать ножом, прессовать, прокатывать. Он легче воды, хорошо проводит тепло, электрический ток. Натрий имеет значительную разницу между температурами кипения и плавления — около 800 градусов: плавится при 98 °С, а кипит при 883 °С. За счет этого вещество представляет собой хороший теплоноситель для атомных реакторов. Оно в целом широко востребовано в промышленности.
Натрий важен для живых организмов, для обменных процессов, функционирования сердечно-сосудистой и нервной систем. Для человека вреден как недостаток, так и избыток этого химического элемента.
Кинематическая вязкость натрия при температуре 98 °С составляет 6,7•10-7 м2/с, при температуре же 927 °С этот показатель уже равен 2,1•10-7 м2/с.
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.
Динамическая вязкость
Динамическая вязкость определяет величину сопротивления текучести жидкости при перемещении ее слоя площадью 1 см2 на расстояние в 1 см со скоростью 1 см/сек. В СИ (Международной системе единиц) данный показатель измеряется в Па•с (паскаль•секунда). В системе же СГС единицей измерения вязкости является пуаз (в честь Ж. Пуазейля, французского физика).
Чем выше вязкость жидкости, тем, соответственно, больше время ее истечения. Например, чем дольше по времени краска, нефть, смола, мед или любая другая жидкая среда будет вытекать через воронку, тем больше будет вязкость данного вещества.
С точки зрения физики динамическая вязкость обозначает потерю давления за единицу времени (поэтому в системе СИ этот параметр и измеряется в Па•с). У жидкостей данный параметр снижается при росте температуры (то есть когда среда нагревается, она течет легче) и повышается при увеличении давления.
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:
- Оптимального соотношения смеси продуктов сгорания.
- Адиабатической температуры пламени реакции сгорания.
- Средней молекулярной массы продуктов сгорания.
- 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
Удельная теплоёмкость керосина — это количество тепла, необходимое для повышения температуры одного грамма вещества на один градус Цельсия. Коэффициент удельной теплоёмкости — это отношение удельной теплоёмкости при постоянном давлении к удельной теплоёмкости при постоянном объёме. Оптимальное соотношение устанавливают при заранее заданном давлении топлива в камере сгорания.
Точные показатели теплоты при сгорании керосина обычно не устанавливают, так как этот нефтепродукт представляет собой смесь четырёх углеводородов: додекана (C12H26), тридекана (C13H28), тетрадекана (C14H30) и пентадекана (C15H32). Даже в пределах одной партии исходной нефти процентное соотношение перечисленных компонентов не является постоянным. Поэтому теплофизические характеристики керосина всегда подсчитывают с известными упрощениями и допущениями.
Вязкость теста
Тесто принадлежит к группе пластичных тел, сочетает в себе свойства жидкости и твердого тела. Поэтому оно должно иметь определенное соотношение упругих и вязких свойств. Это коллоидная система, имеющая эластичный элемент в виде соприкасающихся и слипающихся нитей и пленок, а в качестве вязкого элемента — массу из набухших зерен крахмала и раствора коллоидных веществ (белков, декстринов и пр.) и сахаров.
От вязкости теста зависит его пластичность. После прекращения растяжения продукт теряет напряжение. В растянутом жгутике теста сочетаются вязкость и эластичность, а напряжение постепенно уменьшается (затухает).
Более мягким и вязким тесто становится от сахара, однако при его избытке продукт начинает прилипать к рабочему оборудованию, а сами заготовки расплываются в процессе выпекания.
Для перекачивания теста в промышленности используют пищевые импеллерные и поршневые насосы.
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.
Вязкость муки
Мука — продукт, который получают посредством измельчения зерен с/х культур (в основном злаковых) до порошкообразной консистенции. На муку размалывают преимущественно пшеницу, рожь, в меньших объемах кукурузу, ячмень и прочие зерновые культуры.
Сила муки — показатель, определяющий ее хлебопекарные качества. Он обозначает, как поведет себя тесто при замесе, каким будет его вязкость, эластичность, упругость, водопоглотительная способность. В зависимости от реологических свойств теста классифицируют муку сильную, среднюю, слабую по силе.
Вязкость водно-мучной смеси обусловлена содержанием в муке клейковины, которая разбухает в растворенном виде.
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.
6. Вязкость твердого тела
Для твердого тела, в частности горной породы, вязкость — свойство необратимо поглощать энергию в процессе ее деформирования. Вязкость обусловлена пластической деформацией и непружнистю горных пород. При пластической деформации вязкость количественно характеризуется отношением величины касательных напряжений, возникающих в слое, подлежащей сдвига, к скорости пластического течения, которое изменяется от 10 13 до 10 20 Па с. Величина вязкости, которая связана с непружнистю (упругая последействие, термоупругое эффект, упругий гистерезис) горных пород, пропорциональна коэффициенту механических потерь (декремента затухания), значение которого колеблются от 10 -1 до 10 -3. При разрушении вязкость оценивается как работа деформирования горной породы, отнесенное к единице площади образца. Определяется по результатам ударных испытаний образцов на копре (ударная вязкость). Может быть рассчитана как произведение коэффициента пластичности на предел прочности горных пород. На практике определяют коэффициент относительной вязкости (специальными зарядами, которые закладываются в исследуемый массив) как отношение усилия, необходимого для отделения некоторой части горной породы от массива, до величины усилия, необходимого для отделения от массива известняка, взятого за эталон. Величина этого коэффициента изменяется от 0,5 до 3 (напр., для мрамора 0,7; песчаника 1,2; гранита 1,3; кварцита 1,9; базальта 2,2). С увеличение вязкости возрастает поглощение упругих волн, уменьшаются ползучесть и набухания пород, возрастает энергоемкость процессов дробления и крошения пород при переработке полезных ископаемых и взрывных работ.
Вязкость твердых тел и жидкостей обратно пропорциональна коэффициента самодиффузии и с повышением температуры уменьшается по экспоненциальному закону. Вязкость зависит от периода релаксации упругих касательных деформаций.
6.1. Опыт Парнелла — Мейнстоуна
Самый физический эксперимент начал в Квинслендском университете англ. австралийского города Брисбен профессор Томас Парнелл. В году он поместил в стеклянную воронку на штативе кусок твердой смолы, которая по молекулярным свойствам является жидкостью, хотя и очень вязкой. Парнелл нагрел воронку, чтобы смола слегка розплавлась и затекла к носику воронки. В году первая капля смолы упала в подставленный Парнеллом лабораторный стакан. Вторая упала в году. Осенью года профессор скончался, и наблюдение продолжили его ученики. Капли падали в , , , , , и годах. Периодичность падения капель 3285 суток. В последние десятилетия замедлилась из-за работы кондиционера. Интересно, что ни разу капля не падала в присутствии наблюдателей.
Джон Мейнстоун с альма-матер профессора Парнелла был награжден в году Игнобелевской премии в области физики за самый эксперимент.
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.