Влияние испаряемости и вязкости топлива на запуск двигателя

Запуск современных реактивных двигателей зависит от характеристик воздушного потока, поступающего в камеры сгорания, от температуры и испаряемости реактивных топлив . С повышением температуры и скорости входящего в камеру воздуха испарение топлива увеличивается, что способствует облегчению запуска двигателя, особенно в условиях низких температур окружающей среды:

Исследования пусковых свойств современных реактивных топлив показали, что чем легче фракционный состав топлива и выше давление его насыщенных паров, тем лучше пусковые свойства реактивных топлив:

Топлива с хорошими пусковыми свойствами обеспечивают за-
пуск реактивных двигателей на более бедных смесях, чем топлива
с низкой испаряемостью. Так, топливо Т-2 обеспечивает запуск
двигателя при оптимальном значении α = 5,8, в то время как топли-
во типа газойля - при α = 2,8.

Часто пусковые свойства топлив оценивают по температуре выкипания 10%. Снижение температуры выкипания 10% топлива приводит к уменьшению необходимого давления топлива и воздуха, что способствует облегчению запуска двигателя.

Действительно, на топливе типа бензина с температурой выкипания 10%.
равной 70° С, двигатель легко запускается при температуре окружающего воздуха —55°. На топливе с температурой выкипания 10% 150—190 ⁰С запуск двигателя осложняется уже при температуре —40° С. Если температура выкипания 10% топлива не превышает 205° С, запуск двигателя возможен при комнатной температуре. В этих же условиях на топливе с температурой выкипания 10%в 240° С и выше запустить двигатель не удалось.

Большое значение при эксплуатации реактивных двигателей имеет возможность повторного запуска двигателя в условиях полета, если он по каким-либо причинам заглох.

Важное значение приобретает испаряемость топлив при запуске двигателей в зимний период, определяя приемистость двигателей и выход их на режим малого газа, так как отбор тепла на испарение снижает температуру рабочей смеси, в результате чего ухудшается испарение топлива в камере сгорания. Между температурой рабочей смеси и скрытой теплотой испарения реактивного топлива существует следующая зависимость: чем выше скрытая
теплота испарения, тем ниже падает температура рабочей смеси и тем в меньшем количестве испаряется топливо.

Оценка испаряемости реактивных топлив обычно производится по величине давления насыщенных паров, фракционному составу и скрытой теплоте испарения.

Из приведенных данных видно, что по мере уменьшения коэффициента выкипания улучшается испаряемость реактивных топлив.

Увеличение вязкости реактивных топлив при отрицательных температурах заметно ухудшает работу топливных форсунок. Снижается степень распылнвания топлива, увеличивается размер капель, что осложняет условия испарения топлива и снижает его полноту сгорания. Для обеспечения нормального распыла высоко-вязких топлив приходится увеличивать давление топлива перед
форсункой.

После запуска двигателя топливные форсунки быстро прогреваются потоками воздуха из компрессора и тепла от работающей камеры сгорания. Поэтому топливо, ранее охлажденное в баке самолета, при движении по каналам форсунок будет также нагреваться, снижая свою первоначальную вязкость.

Поскольку кривая зависимости вязкости реактивных топлив от их температуры в области низких температур протекает весьма круто, то даже незначительное повышение температуры вызывает
существенное уменьшение вязкости топлива. Это является очень важным фактором, который позволяет в некоторой степени снижать требование двигателя к топливу по данному показателю.

При испытаниях форсунок обычно оценивается их производительность, величина конуса распыливания и неравномерность распыливания по секторам. Однако при испытании различных топлив
этого недостаточно. Необходимо знать тонкость распыливания топлива, поскольку этот показатель оказывает решающее влияние на процесс воспламенения и горения реактивных топлив в камерах сгорания двигателей.

При высокотемпературных испытаниях реактивных топлив на форсунках было обнаружено образование на деталях, соприкасающихся с топливом, темного смолистого налета. Этот налет при больших расходах топлива не оказывал влияние на гидравлические характеристики форсунок, однако при малых расходах топлива отмечалось их некоторое изменение. При длительной работе форсунки
на горячем топливе смолистые отложения растут и оказывают все более заметное влияние на ее гидравлические характеристики.

Для оценки пусковых характеристик реактивных топлив важно определение не только качества их распыла, но и их склонности к воспламенению в условиях запуска.

Определение воспламеняемости топлив различного фракционного и химического состава показало, что углеводородный состав не оказывает заметного влияния на воспламеняемость распыленного
реактивного топлива при его зажигании от искры. Таким образом, пусковые свойства реактивных топлив в основном зависят от величины их испаряемости, которая определяется фракционным составом.

Для облегчения запуска реактивных двигателей при отрицательных температурах и топливах с низкой испаряемостью часто применяются специальные пусковые топлива. Для этих целей обычно
используются неэтилированные авиационные бензины или их смеси с основным топливом.

Поиск по сайту: