Vraag:
Waarom gebruiken straalmotoren kerosine in plaats van benzine?
yippy_yay
2015-03-05 04:13:37 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Kun je een jet op benzine laten rijden? Waarom gebruiken alle straalmotoren kerosine?

Posting a comment because I only have a partial answer: "The PT6A engine is approved for operation with all commercial jet fuels, JP-4, JP-5 and for a maximum of 150 hours during any overhaul period with all grades of aviation gasoline. Specific grades of diesel fuel are approved as alternate fuels for restricted use." http://www.pwc.ca/files/en/Know_your_PT6A.pdf
Een betere vraag is waarom auto's op benzine rijden in plaats van op kerosine.
Auto's rijden op benzine of diesel (vergelijkbaar met kerosine). Omdat beide zuigermotoren zijn, zijn de verschillen behoorlijk groot, b.v. dieselmotoren hebben tweemaal de compressie van benzinemotoren, verschillende ontstekingen enzovoort. Je kunt de ene niet met de andere brandstof laten lopen. Maar het is niet zo duidelijk waarom het anders is voor straalmotoren.
@sweber de ontsteking voor jets is anders (spuit in een reeds ontstoken kamer in plaats van samen te drukken in de zuiger)
Of course. I mean: For piston engines, there's a big difference between petrol and diesel. However, it seems to be no big difference if you spray kerosene/diesel/petrol into an already burning flame. So, while the difference for piston engines is obvious, it is not for jets. We already know, the PT6A takes avgas and kersosene. So, I don't understand Arons comment.
Every time I hear people say "kerosene" as jet fuel it just seems weird. I grew up on a farm; I know what kerosene is. It's the stuff you put in a lantern so you can see to go out and milk the cow at night. It's much less volatile than, say, gasoline. It burns slowly and (relatively) cool, which makes it great for a lantern, but--I would imagine--horrible for motor fuel. Is this a different type of kerosene?
@MasonWheeler het is hetzelfde [same stuff] (http://en.m.wikipedia.org/wiki/Kerosene) (bekijk de derde alinea)
@raptortech97: Dus waarom is iets dat - op het eerste gezicht althans - een brandstof van veel mindere kwaliteit lijkt te zijn dan benzine die wordt gebruikt in een toepassing die een veel hogere energievraag stelt dan zelfs de zwaarste benzinemotoren?
@raptortech97: Ik zei niet energiedichtheid. Ik zei dat de energie * vraag * (de vereiste output) veel hoger is voor de luchtvaart dan voor grondtransport, dus waarom zou je brandstof met een lagere dichtheid gebruiken? Dat lijkt inefficiënt.
Militaire turbinemotoren zijn ontworpen om te werken op alles, van avgas tot stookolie, maar zijn geoptimaliseerd om te draaien op JP4 / JP5 (ongeveer het gewicht van kerosine). Als je een van die andere brandstoffen gebruikt, hebben de motoren achteraf uitgebreid onderhoud nodig. Vliegtuigbrandstof heeft een hogere energiedichtheid dan benzine: http://en.wikipedia.org/wiki/Energy_density#Energy_densities_of_common_energy_storage_materials
AilisqzdyqCMT - 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)
AilimqikicCMT thanks for the correction. I really need to stop running my mouth so much
@MasonWheeler Ze zijn van plan om paraffine (kaarsvet) raketten te maken; het spul in een luciferkop is net als brandbommen in het leger. Alleen omdat iets * er onschuldig uitziet, zegt niet dat het in alle toepassingen voorkomt. Een lantaarn kan uren branden - stel je voor dat die energie in seconden (met) vrijkomt.
@Johnny Als ik op internet kijk, krijg ik allerlei verschillende specifieke energienummers. [Deze site] (https://people.hofstra.edu/geotrans/eng/ch8en/conc8en/energycontent.html) toont benzine op 45,8 en kerosine op 46,3, maar vliegtuigbrandstof lager op 43,3.
[Deze site] (http://www.aptedia.org/Energy_content_of_fuels) toont dezelfde # 's. [Deze site] (http://hypertextbook.com/facts/2003/EvelynGofman.shtml) toont verschillende nummers uit verschillende bronnen. Ze lijken allemaal een ander - en lager - getal te laten zien voor vliegtuigbrandstof dan voor kerosine.
@MasonWheeler: Vloeibare kerosine brandt veel langzamer dan vloeibare benzine. Het heeft ook een veel lagere dampspanning en een veel hoger vlampunt dan benzine. Als het als een fijne nevel wordt gesproeid in wat in wezen een laaiend vuur is, brandt het net zo snel en gemakkelijk als benzine. Kerosine werkt dus net zo goed als vliegtuigbrandstof als benzine (eigenlijk werkt het waarschijnlijk aanzienlijk beter, vanwege de lagere dampdruk, en dus lagere boiloff, waardoor brandstofverliezen worden verminderd), en bovendien is het veel veiliger te hanteren. Het zou verschrikkelijk gevaarlijk zijn om benzine te gebruiken voor een luchthaven vol vliegtuigen.
Zes antwoorden:
paul
2015-03-05 06:39:54 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Je kunt een turbinemotor ervan overtuigen om op zo ongeveer alles te draaien dat kan branden. De beslissing welke brandstof daadwerkelijk wordt gebruikt, hangt dus af van de nevenfactoren, waaronder, maar niet beperkt tot:

  • beschikbaarheid
  • kosten
  • emissies
  • hete sectietemperatuur
  • chemische reacties met motoronderdelen

Specifieke voorbeelden:

  • Steenkoolstof is nogal moeilijk te rondpompen, en de rampies houden niet van scheppen
  • vloeibare waterstof (gebruikt in de Space Shuttle) vereist veel opslag en heeft de nare gewoonte om alles wat het aanraakt, zoals rampies, te bevriezen.
  • ethylacetyleendecaboraan is onaangenaam giftig (weer op de hellingen) en de verbrandingsbijproducten waren nogal schurend voor de ingewanden van de motor
  • trimethylaluminium zou de complexiteit van de motor verminderen (geen ontstekers nodig) omdat het de nare gewoonte heeft om onmiddellijk te ontsteken bij contact met lucht, dus lekken zijn nogal gevaarlijk.
  • aardgas wordt gewoonlijk gebruikt als turbinebrandstof in pompstations: het is er al en is dus "gratis". De benodigde drukvaten maken het onpraktisch om als vliegtuigbrandstof te gebruiken.

Dus kerosine werd in feite de standaard turbinebrandstof omdat het:

  • goedkoop is: kerosine maakt een vrij grote fractie van ruwe olie op. Wanneer u uw brandstoflading in tonnen meet, maakt een paar cent per liter een verschil.
  • veilig in gebruik: relatief niet giftig, ontbrandt niet zo gemakkelijk
  • opslagbaar en transporteerbaar in gewone structurele metalen
  • verstopt de motor niet
Kunnen turbines niet gewoon op rampies draaien?
The larger engines have been known to snack on them occasionally.
Maakt een verandering van vogels denk ik. Jammer dat de milieuvriendelijke vliegtuigmotor met vrije uitloop niet echt veel succes heeft gehad.
Industrial gas turbines can and do run on just about anything. There's a stream called "refinery gas" which translates to "anything lighter than pentane that the refinery doesn't want & can't store". This includes hydrogen, carbon monoxide, and hydrocarbons. Frequently they are mixed with inerts like nitrogen (mixtures of hydrocarbon and nitrogen are a pain to separate.) The same turbine will be expected to run on kero or gas oil when that is in excess, or for startup. Water is also injected for NOX control. The only issue, as you say, is not to leave a solid residue that will clog the engine.
AilifdhbuoCMT : Give me some rampies too, I love all kinds of pies... A tad more serious: Is kerosine really used as a lubricant? I heard this the first time but it sounds logical.
@PatricHartmann - Kerosine en diesel moeten smerende eigenschappen hebben om te voorkomen dat de hogedruk brandstofinspuitpompen in compressieontstekingsmotoren (gasturbine, dieselzuiger) uit elkaar vallen - anders kunnen ze niet worden geolied!
Misschien leuk om te vermelden * waarom * zuigermotoren zo kieskeurig zijn: benzine mag * alleen * ontbranden als je er een vonk bij houdt; diesel moet * onmiddellijk * ontbranden wanneer hij in een hete cilinder wordt gespoten. In een straalmotor wordt brandstof sowieso in apocalyptische verbrandingsomstandigheden gespoten, zodat men een minder 'kieskeurige' brandstof kan hebben.
@sanchises: Benzine is gemakkelijker te ontsteken dan diesel of kerosine. De reden dat een motor met vonkontsteking alleen op benzine kan lopen, is dat de vonk de zwaardere brandstof helemaal niet zou ontsteken of te langzaam zou verbranden. In de motor met compressieontsteking is de temperatuur veel hoger waardoor zelfs diesel ontbrandt. Dit verhoogt overigens ook de thermodynamische efficiëntie (vandaar dat diesels ongeveer een derde lager verbruik hebben dan benzinemotoren).
@UnrecognizedFallingObject: Hartelijk dank voor opheldering! Het is nu logisch, ik heb er gewoon nooit echt over nagedacht. Bedankt om dit duidelijker te maken.
Wat is een ramp?
@MarcusJ-jargon voor grondpersoneel; d.w.z. de jongens die de vliegtuigen laden en lossen, ze vullen met brandstof, etc. op de oprit (of platform, afhankelijk van waar ter wereld je bent)
Ik snap het, ik ben 'Murican, ik heb die term nog nooit eerder gehoord, maar ik weet niet veel over luchtvaart of luchthavens, maar ik ben geïnteresseerd. :)
Ik dacht dat het grootste probleem met kolenstof als turbinebrandstof was dat het as produceerde die de wieken beschadigde.
UnrecognizedFallingObject
2015-03-06 07:13:12 UTC
view on stackexchange narkive permalink

In een moderne turbofanmotor wordt brandstof niet alleen in de motor verbrand en gebruikt om onderdelen zoals brandstofpompen en bedieningselementen te smeren, maar ook als hydraulische vloeistof ook - dit wordt gebruikt om dingen aan te drijven zoals inlaatgeleideschoepen en variabele statorschoepen in veel motoren, evenals meer exotische accessoires zoals beweegbare spuitmonden en inlaathellingen.

Dit betekent dat benzine vaak niet getolereerd door grotere luchtvaartturbines, omdat het kookt bij een zo lage temperatuur dat het zou kunnen koken in onderdelen van de brandstof-hydraulische (of andere brandstofsystemen) en de werking ervan zou kunnen verstoren, bovenop de problemen met smering en loodvervuiling die het duidelijk zou opleveren. Zelfs breed gesneden vliegtuigbrandstoffen zoals JP-4 en Jet-B zijn verboden voor gebruik in sommige grotere turbofans vanwege de vluchtigheidsproblemen die ze opleveren (dit is een citaat uit de sectie 777 QRH Beperkingen):

Het gebruik van JP-4- en Jet B-brandstoffen is verboden.

Thomas McKelvey
2015-03-05 06:10:55 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Uit mijn training hebben de limieten op het PT6-gebruik van avgas te maken met het vermogen om de brandstofpompen van de motor te smeren, en de loodvervuiling van het hete gedeelte die het gevolg zal zijn van het avgas. Ik kan niets zeggen over de toleranties van andere motoren, maar sommige militaire vliegtuigbrandstoffen hebben veel vluchtigere componenten dan gewone kerosine en scheepsgasturbines die op diesel draaien. De brandstof van een turbine wordt niet altijd bepaald door wat het kan verbranden, maar door wat het praktisch en economisch is om het te voeden.

diogenes
2015-06-17 23:32:10 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Excuses als dit tangentieel is, maar andere eigenschappen van kerosine (ook bekend als kerosine) als turbinebrandstof werden naar voren gebracht. Voor zover ik weet, zijn alle "vliegtuigbrandstoffen" (bedoeld voor gebruik in vliegtuigen) gebaseerd op kerosine.

Een andere eigenschap van vliegtuigbrandstof die niet werd genoemd, is het vriespunt waar de viscositeit daalt door wasvorming en pompen en filters beginnen te verstoppen. Gewone kerosine (zoals gebruikt in lantaarns en ruimteverwarmingstoestellen) heeft zelden te maken met temperaturen onder het vriespunt (bijv. -40 ° C) en 9.000 meter hoogte.

Eveneens belangrijk is de vluchtigheid die kan worden verminderd bij lage temperaturen en de verbranding kan belemmeren.

zie http://www.shell.com/global/products-services/solutions -for-bedrijven / aviation / shell-aviation-fuels / fuels / types / civil-jet-fuel-grades.html voor verschillende brandstoffen en hun vriespunten.

Tom Johnson
2015-03-06 06:52:10 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Door de zeer hoge temperaturen van straalmotoren is benzine een slechte brandstof omdat deze de neiging heeft te snel te verbranden. Kerosine, dat op sommige plaatsen routinematig "Fuel OIL" wordt genoemd, voorkomt problemen met de voorontsteking (en sommige veiligheidsrisico's), net zoals gas met een hoger octaangetal het kloppen van de bougie vermijdt. De ultieme controle over de ontsteking komt van het gebruik van dieselbrandstof (die op sommige plaatsen ook routinematig stookolie wordt genoemd), en daarom gebruiken grote vrachtwagens diesel: die controle geeft hen het beste brandstofverbruik dat hun motoren kunnen hebben; maar diesel zal geen straalmotor laten draaien. Benzine is te vluchtig voor een straalmotor; Dieselbrandstof is niet vluchtig GENOEG voor een vliegtuig.

Het probleem met het laten draaien van diesel in een straalmotor zijn de ontstekers - het triethylboraansysteem van de SR-71 zou diesel zonder problemen doen ontbranden! (Diesel zal om verschillende andere redenen niet werken in de SR-71 door zijn envelop, maar het ontstekingssysteem in dat vliegtuig is daar niet een van, en ik vermoed dat een J58 in geval van nood op diesel zou rijden, zij het met een ernstig beperkte vlucht envelop.)
De extreme verbrandingssnelheid van benzine maakt het een slechte brandstof om een ​​veel eenvoudigere reden: het verschil in verbrandingssnelheid is nog opvallender in de vloeibare brandstoffen. Een vlam zal zich ongeveer zes keer zo snel verspreiden over het oppervlak van een plas benzine als over een plas petroleum, en benzine heeft ook een veel hogere dampspanning en een vlampunt _ onder de meeste normale omgevingstemperaturen_ (!). Zelfs Jet B, dat een mengsel is van kerosine en benzine, heeft veiligheidsproblemen doordat benzine overmatig vuur kan vatten; pure benzine is veel te gevaarlijk om als vliegtuigbrandstof te gebruiken.
Paul
2015-08-10 02:04:00 UTC
view on stackexchange narkive permalink

We gebruikten Olympus Gasturbines voor hoge kracht en snelheden toen ik bij de Royal Navy zat. Dit waren toevallig dezelfde turbines die Concord gebruikte toen ze in dienst was. We hebben ze op Marine Quality Diesel gereden en hadden geen problemen.

Nogmaals, misschien zijn de - temps een echt probleem, en het feit dat je meer vermogen krijgt uit brandstoffen met een hoger octaangehalte, met alle technologie zou je tegenwoordig denken dat dit een goedkoper alternatief zou zijn.

Brandstoffen met compressieontsteking (althans in dieselmotoren) worden beoordeeld door cetaangetal - zoals iedereen die Jet-A in zijn avgasdrinker heeft gehad, je zal vertellen, heeft Jet-A precies 0 octaangetal!
fantastic info!


Deze Q&A is automatisch vertaald vanuit de Engelse taal.De originele inhoud is beschikbaar op stackexchange, waarvoor we bedanken voor de cc by-sa 3.0-licentie waaronder het wordt gedistribueerd.
Loading...