Автор: Пользователь скрыл имя, 12 Декабря 2011 в 19:31, курсовая работа
Современный летательный аппарат должен соответствовать высокому уровню безопасности полетов и экологическим требованиям по защите окружающей среды и охране здоровья человека.
На протяжении многих лет были выработаны механизмы прохождения процедур сертификации в авиационной промышленности.
Содержание в топливе непредельных углеводородов вычисляется по формуле:
и.ч.М
х = (8)
Зольность определяет наличие в топливе неорганических примесей. Метод определения (ГОСТ 1461-75) состоит в сжигании топлива и прокаливании твердого остатка до постоянной массы.
Содержание фактических смол по ГОСТ 1567-52 сводится к тому, что определяется масса остатка от испарения топлива в струе нагретого воздуха или водяного пара.
Термоокнслительная стабильность определяется в статических или динамических условиях.
Статические методы заключаются в окислении образцов топлива в изолированном объеме. Испытания проводятся по ГОСТ 9144-79 (для ТС-1, Т-1, Т-2) и по ГОСТ 1 1802-66 (для всех реактивных топлив).
По ГОСТ 9144-79 испытания проводят путем нагрева топлива в приборах ЛСА-1 или ЛСА СТ при 150"С в течение 4 ч в присутствии катализатора (пластинки из электролитической меди). Термоокислительная стабильность (ТОС) оценивается массой образующегося осадка на 100 мл топлива.
По ГОСТ 11802-66 испытания проводятся на приборе ТСРТ-2, рис. 7, при нагревании топлива в среде воздуха в течение 5 ч. Если кроме осадка выпадают растворимые смолы, то их растворяют спирто- бензольной смесью и содержание этих смол определяют после испарения растворителя. Оценивается ТОС по массе осадка и смол.
Топливо_1 17
Динамические методы заключаются в том, что, при нагреве, в потоке топлива оценивают склонность к образованию смолистых соединений, забивающих фильтры, и образованию отложений на нагревающей поверхности.
Определяется ТОС на установках ДТС-Ш (ГОСТ 17751-79) и ДТС-2, ДТС-2М.
Метод на установке ДТС-1М, рис. 8, заключается в том. что испытуемое топливо при однократной прокачке по трубопроводу, нагреваясь до заданной температуры, окисляется растворимым в топливе кислородом. Образующиеся при окислении осадки и смолы отлагаются на омываемой топливом трубке подогревателя и на фильтре, вызывая изменение цвета трубки (оценивается в баллах) и забивку фильтра.
Значение ТОС определяют по среднему арифметическому значению результатов двух испытаний, выполненных на одной установке с промежутком времениде более.3 с,уток.
Метод определения
ТОС на установке ДТС-2,Ljpu£~—9r
заключается в однократной
прокачке топлива с
10 + 1-'/ / ч
постоянным расходом
в течение 5 ч вдоль оценочной трубки нагревателя, имеющего заданное
температурное поле. ТОС оценивают по массе отложений на металлической поверхности и по температуре начала их образования. Определение проводится путем регистрации яркости света, отраженного от поверхности оценочной трубки.
На установке ДТС-2М, Щ-гАО» ТОС оценивается в условиях, имитирующих условия полета сверхзвуковых самолетов. Сущность метода заключается в оценке склонности реактивных топлив к окислению с образованием продуктов, способных отлагаться на металлической поверхности и забивать поры фильтрующих элементов при одноразовой прокачке топлива, предварительно нагретого в баке установки и узлах контрольных элементов.
Термоокислительную стабильность топлива характеризуют также показателем, который называется индексом термостабильности, равным частному от деления суммы отложений, образовавшихся при испытании исследуемого топлива, на массу отложений, полученных при испытании эталонной жидкости (91% об. гексадекана + 9% об. а-метил нафталина).
6.2. ПОЖАРОВЗРЫВОБЕЗОПАСНОСТЬ.
Температура вспышки реактивных топлив является минимальной температурой жидкого топлива, при которой его пары образуют смесь с воздухом, способную загораться при поднесении пламени. Температуру вспышки определяют по ГОСТ 6356-75 в закрытом тигле при нагреве с постоянной температурой смеси топлива и воздуха и периодическим поджиганием перемешиваемой смеси.
Высота не коптящего пламени определяется по ГОСТ4338-74. Метод заключается в сжигании навески испытуемого топлива в фитильной лампе, рис.11, с хлопчатобумажным фитилем и измерении высоты некоптящего пламени.
Люминометрическое число определяют по ГОСТ 17750-72. Это число оценивает интенсивность теплового излучения пламени при сгорании топлива. Люминометрическое число определяют по температуре газов в камере сгорания прибора ПЛЧТ. рис.12, при сжигании опытного и эталонного (тетралин+изооктан) топлива при одинаковом уровне монохроматического излучения этих топлив в зелено-желтой полосе видимого спектра.
Люминометрическое
число (ЛЧ) определяют по формуле:
лч =
^100.
(9)
где: Atr-разность между температурой над пламенем испытуемого топлива и температурой воздуха, поступающего к горелке, °С; AtTp, Д1из-тоже для тетралина и изооктана, °С.
Содержание ароматических углеводородов определяют по ГОСТ 17749-72. Метод основан на различной интенсивности светопоглащения ароматическими углеводородами в ультрафиолетовой области с длиной волны 285 нм.
Оценка характеристик сгорания топлива может быть проведена на, разработанной в ЦИАМ и модернизированной совместно с МАТИ, установке У-314М.
Экспериментальная установка У-314М состоит из газовоздушной и топливной систем. Принципиальная схема газовоздушной системы установки представлена на рис. 13.
Воздух в камеру сгорания поступает по трубопроводу диаметром 79 мм. через кран К,, по пути к камере сгорания воздух подвергается первичной очистке в масловлагоотделителе 1. После регулятора давления 2 воздух проходит через масловлагоулавитель 3 и сетчатый фильтр 4, где подвергается вторичной очистке. Пройдя входной участок перед диафрагмой 5, мерную диафрагму 6, электронагреватель 7, воздух поступает в камеру сгорания 8. Образовавшиеся в камере продукты сгорания топлива проходят выходной мерный участок 9 и водоохлаждаемый диффузор 10. затем продукты сгорания поступают в выхлопную трубу 11, через которую выбрасываются в атмосферу.
При испытаниях по определению коррозионной активности продуктов сгорания топлив вместо мерного участка 9 диффузора К) монтируется угловой коллектор, в который устанавливаются исследуемые образцы материалов.
Принципиальная схема топливной системы показана на рис. 14.
Топливо из транспортной емкости 1 шестеренчатым насосом МШ-ЗА (2) через два фильтра 3 и трехходовой кран К| закачивается в топливный бак 4, емкостью 40
Через тот же кран топливо может топливо может быть слито самотеком в емкость 1. Из топливного бака 4 топливо насосом МШ-ЗА (5). через холодильник 6 , кран K_s, электроподогреватель 7, фильтр 8 из саржевой сетки с размером ячеек 12-16 мкм.. подается в камеру сгорания 10. Для возможности подачи в камеру сгорания продуктов
Топливо_1 18
термохимического преобразования топлива, после фильтра 8 установлен реактор с термопарами 9, обогреваемый электрическим током. Давление топлива после насоса регулируется краном К4 и измеряется манометром 12, давление перед форсункой измеряется форсункой 11. Для измерения плотности, температуры, расхода топлива имеется ареометр 13. выполненный совместно с термометром и штихпробер 14, соединенные с топливной магистралью через трехходовые краны К2 и К5.
Схема камеры сгорания показана на рис. 15. Конструктивно она состоит из цилиндрической жаровой трубы 4 с цилиндрической головкой, размещенными в корпусе I. Цилиндрическая форма камеры сгорания выбрана с целью исключить влияние входного диффузора на характеристики горения и упростить технологию ее изготовления.
Жаровая труба выполнена из листовой стали ЭИ-868 толщиной 1 мм. Ее длина 293 мм, относительная длина 1ж/с1ж=3,25, диаметр трубы 90 мм. Выбор данного диаметра обусловлен тем, что при дальнейшем его уменьшении возникают осложнения по организации рабочего процесса, начинают заметно влиять на тепловой баланс камеры сгорания потери тепла в окружающую среду.
Головка камеры сгорания снабжена восьмью воздушными патрубками 7 для подвода окислителя (воздуха) и четырьмя испарительными трубками 6. Топливо, через топливный коллектор 8 поступает в испарительные трубки 6. Проходя по трубкам, жидкое топливо нагревается и испаряется. Испарительные трубки выполнены изогнутыми, поэтому топливо в газообразном состоянии выбрасывается из испарительных трубок навстречу поступающему в жаровую трубу воздуху. Такая конструкция обеспечивает равномерный распыл газовоздушной смеси вне зависимости от расходов топлива и воздуха. В форсуночной камере сгорания условия горения находятся в сильной зависимости от утла распыла топлива из форсунок, который, в свою очередь, зависит от расходов топлива и воздуха и от физического состояния топлива (вязкость, плотность). В камере испарительного типа такой зависимости нет, поэтому в данной камере сгорания можно проводить сравнительные квалификационные исследования характеристик горения различных типов топлив.
Для запуска данной камеры сгорания требуется ее предварительный розжиг. Через трубку подвода газа 9 в камеру сгорания подается пропан, который смешивается с воздухом и поджигается с помощью свечи зажигания 3. Затем подача пропана перекрывается и одновременно открывается подача топлива.
Головка камеры сгорания снабжается стаканом 2, служащим для определения нагарности. Стакан съемный, он взвешивается до и после испытаний. По разности масс стакана можно судить о степени образования нагара. Необходимость использования съемного стакана связана с тем, что на стенках жаровой трубы нагар откладывается в очень небольших количествах.
В связи с тем, что давление в камере сгорания близко к атмосферному, а температура воздуха не высокая, жаровая труба изготовлена без специальной системы охлаждения. Как показали эксперименты, ее охлаждение надежно обеспечивается воздухом, проходящим по кольцевому каналу камеры сгорания.
Угловой коллектор, рис. 16, представляет собой трубу прямоугольного сечения (34x50 мм), состоящую из трех секций: вертикальной 1, угловой 2 и горизонтальной 3. Вертикальная и горизонтальная секции имеют сквозные прорези для постановки 12 пластин-образцов сплавов 4, имеющих размеры 54x25x1.5 мм. Во избежание утечек продуктов сгорания через зазоры в прорезях предусмотрены уплотнения 5, выполненные в двух конструктивных вариантах. На боковых стенках коллектора расположены 12 штуцеров 6 для постановки термопар 7, измеряющих температуру пластин-образцов.
Вертикальная секция имеет с одного конца фланец 9 для соединения с угловой секцией, штуцер для крепления термопары, измеряющей температуру продуктов сгорания, штуцер 10 для отбора пробы газа и приемник 11 для измерения статического давления в коллекторе перед образцами. К фланцу 8 крепится конический отражатель теплового потока 12.
Угловая секция выполнена из 4-х сегментов, обеспечивающих изменение направления газового потока на 90°. С обоих концов секция имеет фланцы для присоединения ее к вертикальной секции и крепления к ней горизонтальной секции. На выходе секции, в боковой стенке, имеется смотровой глазок 13.
Горизонтальная секция соединяется с угловой секцией с помощью фланца 14 и имеет перед образцами и за ними по одному штуцеру для крепления термопар, измеряющих температуру продуктов сгорания, штуцер 15 для отбора пробы газов и приемник для измерения статического давления газов 16.
С целью защиты окружающих предметов от воздействия высоких температур и уменьшения перепада температур ио длине коллектора, угловой коллектор защищен теплоизоляционными щитами 17 и коленом 18.
Во время проведения любого эксперимента на выходе из камеры сгорания установлен мерный участок, рис.17, который предназначен для измерения давлений и температур продуктов сгорания на выходе из камеры сгорания. В мерном участке установлены три гребенки I с четырьмя термопарами каждая, расположенные под углом 120° относительно друг друга и одна термопара 2 в центре сечения мерного участка Для измерения статического давления имеется приемник 4. соединяющий три равнорасположенных по окружности отверстия. Для наблюдения за газовым потоком имеется штуцер 3 для смотрового глазка.