Xác định tính chất dầu mỏ dựa vào thành phần của nó phần 6

Quan hệ giữa thành phần và tính chất sử dụng của các phan đoạn dầu mỏ II.3.1. Ảnh hưởng của thành phần hoá học trong phân đoạn kerosen khi phân đoạn này được sử dụng làm nhiên liệu trong động cơ phản lực.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Xác định tính chất dầu mỏ dựa vào thành phần của nó phần 6Quan hệ giữa thành phần và tính chất sử dụng của các phan đoạn dầu mỏII.3.1. Ảnh hưởng của thành phần hoá học trong phân đoạn kerosen khi phânđoạn này được sử dụng làm nhiên liệu trong động cơ phản lực.a. Nguyên tắc hoạt động của động cơ phản lực Sơ đồ nguyên lý hoạt động của động cơ phản lực như sơ đồ sau: Quá trình hoạt động của động cơ phản lực được chia thành ba giai đoạn liêntiếp là nén không khí, cháy đẳng áp và giản nở sinh công. Cụ thể quá trình xãy ranhư sau: Không khí được hút vào sau đó qua bộ phận phân phối rồi qua máy nénđể đạt được một áp suất và nhiệt độ nhất định rồi đi vào buồng cháy, ở đây nhiênliệu được bơm cao áp phun vào dưới dạng các hạt sương rất nhỏ, khi đó chúng sẽbay hơi và trộn lẫn với không khí đã có nhiệt độ cao để tạo ra hỗn hợp cháy. Đểkhởi động động cơ, hệ thống đánh lửa sẽ bật lên để đốt cháy nhiên liệu (hệ thốngnày chỉ đánh lửa 01 lần cho mỗi hành trình bay, thời gian đánh lửa không vượt quá30 giấy). Quá trình cháy xãy ra trong một dòng khí có tốc độ lớn, dòng khí này sẽtạo ra công và phản lực để đẩy động cơ chuyển động về phía trước. Có hai cách để tạo ra công làm chuyển động động cơ. Người ta có thể chomột phần nhỏ dòng khí đi qua turbine để sinh công làm hoạt động các bộ phận bên 31Quan hệ giữa thành phần và tính chất sử dụng của các phan đoạn dầu mỏtrong động cơ, phần chính còn lại cho giản nở qua tuye tạo nên một phản lực lớnđẩy động cơ chuyển động về phía trước. Động cơ hoạt động theo nguyên tắc nàyđược gọi là động cơ turbine. Khi cho toàn bộ dòng khí giản nở qua turbine nhằmsinh công làm quay turbine-máy nén và phần chính làm quay cánh quạt tạo phảnlực đẩy động cơ chuyển động về phía trước. Động cơ hoạt động theo nguyên tắcnày được gọi là động cơ phản lực cánh quạt.b. Ảnh hưởng của thành phần hydrocacbon đến quá trình hoạt động của động cơ Nhiên liệu dùng cho động cơ phản lực được chế tạo từ phân đoạn phânđoạn kerosen hoặc từ hỗn hợp giữa phân đoạn kerosen và phân đoạn xăng. Qua phân tích hoạt động của động cơ phản lực cho thấy dù động cơ hoạtđộng theo nguyên tắc nào thì chúng đều có cùng một điều kiện cháy trong động cơnghĩa là ảnh hưởng của nhiên liệu đến quá trình hoạt động của động cơ là nhưnhau đó là quá trình cháy trong một dòng khí có tốc độ xoáy lớn. Vì vậy, để bảođảm cho quá trình hoạt động tốt của động cơ thì yêu cầu nhiên liệu phải đát ứngđược các yêu cầu sau: dễ dàng tự bốc cháy ở bất kỳ nhiệt độ và áp suất nào, có khảnăng cháy lớn, cháy điều hoà, ít tạo cặn, không bị tắt trong dòng khí có tốc độcháy lớn, nghĩa là quá trình cháy phải có ngọn lửa ổn định. Ngoài ra, khi xem xétđến điều kiện làm việc thì nhiên liệu phải có độ linh động tốt ở nhiệt độ thấp và cónhiệt trị cháy cao (lớn hơn 10200 kcal/kg). Để thoả mãn các yêu cầu trên thì cấu trúc của buồng đốt có tính chất vôcùng quan trọng. Tuy nhiên, thành phần hoá học của nhiên liệu cũng đóng góp mộtvai trò không kém quan trọng. Như đã phân tích trong các phần trước, trong thành phần của nhiên liệu thìn-parafin là thành phần có khả năng bắt cháy tốt, ít tạo cặn và cho nhiệt trị cháycao (khoảng 11500kcal/kg), còn aromatic thì khả năng bắt cháy kém, khi cháy dễtạo cặn và cốc, nhiệt cháy thì không lớn (khoảng 10500kcal/kg). Các hợp chất 32Quan hệ giữa thành phần và tính chất sử dụng của các phan đoạn dầu mỏnaphten thì nằm trung gian giữa hai loại trên, nhiệt cháy của loại này khá cao(khoảng 11000kcal/kg) Như vậy về phương diện cháy và toả nhiệt thì n-parafin là cấu tử quý nhấtcòn aromatic là cấu tử kém nhất. Khi xem xét đến điều kiện làm việc của động cơ ở độ cao trên 10000m,nhiệt độ bên ngoài xuống rất thấp khoảng âm 56oC, trong điều kiên này thì các n-parafin dễ dàng bị kết tinh gây khó khăn cho quá trình nạp nhiên liệu vào buồngcháy, trong khi đó thì các hợp chất naphten vân tồn tại ở trạng thái lỏng nghĩa lànó vẫn bảo đảm cho quá trình nạp liệu. Như vậy, trong thành phần của nhiên liệu cho động cơ phản lực thì parafinvà naphten là quan trong nhất, tuy nhiên hàm lượng n-parafin cần được khống chếtrong một giới hạn thích hợp. Hàm lượng của parafin nằm trong khoảng 30-60%,còn naphten trong khoảng 20-45%. Vì các aromatic co khản năng tạo cặn và cốclớn nên hàm lượng của chúng cần được loại bỏ để bảo đảm nằm trong khoảng 20-25%. Để đánh giá khả năng tạo cặn đối với nhiên liệu phản lực người ta dùng đạilượng chiều cao ngọn lửa không khói, tính bằng (mm) để so sánh. Các hydrocacbon parafin có chiều cao ngọn lửa không khói cao nhất,nhưng chiều dài mạch cacbon lớn, trị số này càng giảm. Đối với các iso-parafinchiều cao này nhỏ hơn so với các parafin mạch thẳng tương ứng, còn đối với cácnaphten, chiều cao ngọn lửa không khói cũng tượng tự các iso-parafinic nhiềunhánh. Các aromatic có chiề ...