为何飞机烧煤油?
首先,柴油的自燃温度肯定比汽油低。关于自燃,这里给出一个定义(可能与教科书不尽相同),即燃料由于温度达到某一阈值,分子动能足够,进而发生快速氧化反应(发光发热的快速氧化反应即为燃烧)过程。这个温度阈值即为自燃温度。显然,发生快速氧化反应需要分子动能少的燃料自然温度低。相比于汽油,柴油中含有更多直链结构。在柴油燃烧模拟计算中,通常使用正庚烷(C7H16),一种直链烷烃代替柴油(柴油为混合物,准确获得其分子组成困难,并且需考虑计算耗时及动力学机理确定的问题)。而汽油则使用异辛烷代替(C8H18),辛烷的异构体,空间结构复杂。当温度达到700K,正庚烷开始裂解放热,开启燃烧过程,随后经历负温度系数区、氢氧环路反应、一氧化碳氧化反应后结束。在负温度系数区之前,正庚烷经历低温缓慢氧化过程。负温度系数区是指在这一过程发生的反应为吸热反应,其消耗前一阶段产生的热量,如果此时热量散失过多(取决于燃烧区域与外界热交换的情况),则整个燃烧反应终止。对于异辛烷当温度达到900K,其开始氢氧环路反应,经历一氧化碳氧化反应后结束。正庚烷的裂解反应由分子内部的小分子团相对震动产生,由于正庚烷的长链结构特征,其能量需求低(想象手握一根不怎么结实的竹竿的一端,用力甩动,竹竿断掉的过程)。异辛烷结构复杂,一定温度下,内部的小分子团相对震动不足以使其断裂(想象将上面断成好多段的竹竿捡起,让每小段竹竿的中心点重合并紧紧绑在一块,握住这个组合体的一端用力甩动),当其温度(以及周围氧分子的温度)继续升高,通过与氧分子之间的激烈碰撞开启燃烧反应之旅。以上,以正庚烷代替柴油,以异辛烷代替汽油说明了为什么柴油的自燃温度低。至于为什么上面所列的温度与教课书的自燃温度有差别原因有三:
1、不同实验条件,不同批次燃油获得的数据不同
2、正庚烷和柴油的差别
3、压力不同。
不可以,煤油也属于易燃易爆物品来的,也是严格禁止带上飞机和任何公共交通工具的,因此煤油不可以带上飞机,如果你不小心带在身边或者不小心放行李里面了,一定需要及时告诉机场工作人员进行截停处理,否则到时检查行李的时候发现了,你的行李会被直接扣下来了,同时你也需要接受相应的惩罚的,后果得不偿失呀。
坐飞机有很多东西都不可以带的,比如打火机,刀具,武器,这些都是明令禁止的,所以建议坐飞机之前看一下相关的说明,这样可以节省很多耽误时间的。
飞机使用的航空煤油是石脑油、石蜡油等经过多道工序提纯出来的,相比先一步蒸出来的汽油,它的性格要沉稳很多,密度不高、热值不低、不易挥发,在涡轮机那种特殊燃烧环境下,烧起来速度居然一点不比汽油慢。
飞机也有很多种,二战时候的飞机用的大多是星型内燃机,说白了也是往复式的,多烧汽油,现代化的涡轮发动机应用到飞机(首先是战机)上已经是二战末期,战机的性能才有了质的飞跃。
因为高空中汽油更容易挥发,用在飞机上很不安全(中弹=爆炸),所以使用性能更卓越的煤油(动辄上万转速)。另外,煤油相比汽油还有一个优势就是不容易积碳,这一点对于高精度要求的飞机引擎同样极为重要。
为什么不用柴油?很简单,烧得太慢(特别是高空低温),飞机机动性太差怎么跟人斗?
航空煤油是石油产品之一,煤油多采用一次通过部分转化的工艺,加工过程中采用共凝胶型催化剂,催化剂量装填多,分子筛含量少,芳烃饱和能力强,且油品具有密度大、烟点高的特点。所以航空燃油不同于普通的燃油,里面添加了很多东西来保证燃油的稳定性和安全性。
我们大家可能都知道石油在经过化学处理以后可以得到不同品种的燃油产品,虽然同出一处,可是作用可以说是五花八门。其中,汽油易挥发、易点燃,所以才有利于汽车汽油发动机的发动,然而这一特点对于飞机发动机可能就是缺点了,因为高空中气流大所以相应的消耗能量也大,可能会导致飞不到一半飞机就没油了的尴尬局面,而相比之下,煤油相对来说有更好稳定性,不易挥发,能迅速完全燃烧的特点,对于低温天气及高空飞行可以说是如虎添翼了。柴油的黏度太大,不利于飞机对于涡轮发动机的使用,变相增加了飞机的运行成本,而且柴油它的热量不足,不能够为飞机的飞行提供足够的能量,这是也是它的又一个致命的弱点。
航空煤油密度适宜,热值高,燃烧性能好,能迅速、稳定、连续、完全燃烧,且燃烧区域小,积碳量少,不易结焦;低温流动性好,能满足寒冷低温地区和高空飞行对油品流动性的要求;热安定性和抗氧化安定性好,可以满足超音速高空飞行的需要;洁净度高,无机械杂质及水分等有害物质,硫含量尤其是硫醇性硫含量低,对机件腐蚀小。
航空煤油适用于燃气涡轮发动机和冲压发动机使用,用于超音速飞行器没有低饱和蒸气压与良好的热安定性。此外,因为煤油不易蒸发、燃点较高,燃气涡轮发动机起动时多用汽油,航空燃油中也加有多种添加剂,以改善燃油的某些使用性能。
JET系列:
现行最常用的航空煤油,是以煤油为基础的JET A-1,并根据国际标准规格生产。在美国,另有一种型号的JET A-1煤油,称为JET A。
另一种常用的民用航空煤油是JET B,这是一种以石脑油与煤油混合配方制成的航空煤油,主要是为改善寒冷天气下的性能而制的。不过,JET B航空煤油的重量较低,处理时的危险性较大,因此只有在寒冷天气而有绝对需要时才会使用。
都不是,飞机烧的是航空煤油。
航空煤油是一种由不同馏分的烃类化合物组成的石油,属于石油产品之一。普通煤油是一种通过对石油进行分馏后获得的碳氢化合物的混合物,又被称为火水、火油等。
现代的飞机燃料主要使用的是航空煤油,它主要被用于喷气式发动机和涡轴、涡桨发动机,可以说除了少量小型私人小飞机上使用的活塞式汽油机之外,基本上全是航空煤油的天下。
之所以会选择煤油主要是因为这种燃料本身的碳链分布基本在C12-C15之间,既不容易挥发,又不会太粘稠,燃烧热值较高又不会冒黑烟,安全性比汽油好,拿着火柴都点不着。
这一点和柴油比较接近。最关键的是航空煤油的凝固点基本上在零下40度以下,比普通的轻柴油要低得多,做为航空燃料真是再合适不过了。
飞机加油的方式
在一些小机场,中航油是不会“派驻”的。这时机场就需要自备油罐车,自己主动地去购买燃油。在这样的机场,油罐车上写的不是“中航油”,而是自己的名字。
因为高度的限制,油罐车不能开到飞机翅膀底下。从罐车到加油口的距离,需要加油工拖动油管,这个东西非常沉。
飞机的油箱在双翅和机腹,从翅膀远端注入燃油,通过重力就可以充满飞机的所有油箱。这个过程比较耗时,有时会使用“双管”以加速进程。
大飞机需要的油很多,但好在大飞机的上客时间也长,所以其实也并不会因为加油而影响飞机的运营效率。在众多保障车辆中,加油车往往是最早撤离的。
航空煤油主要用作航空涡轮发动机的燃料。汽油不安全,容易挥发,太容易燃烧,但是活塞发动机还在用。柴油黏度太大,在涡轮发动机里不适合,因为是要靠很细小的喷嘴把燃料喷成雾状的。
知识扩展:
1.这里所说得煤油,不是我们日常见到的煤油,提纯度和成分有很大差别,所以成本也差很大。
2.它密度小质量较轻,适合空中飞行使用;燃点很高,不易燃烧,比较安全。
3.提纯度很高,优于最纯的汽油,燃烧稳定,发动机故障率会很低;燃烧值很高,可以提供航空器极大的推力等。
4.航空煤油是石油产品之一。英文名称Jet fuel No.3,别名航空煤油。
汽油和航空煤油都是化工产品的分类,一般按照溜出顺序 :轻油(汽油),煤油,柴油,重油。煤油相比汽油,不易挥发,燃点高,更适合喷气式发动机。同时航空燃料的粘度大小会影响发动机喷油嘴的工作情况和燃烧的质量。
喷气式飞机一般要飞在万米以上,这时空中的温度大概在零下55至60摄氏度。传统汽油粘度太大无法满足万米高空的飞行。
根据飞机使用空域的不同,航空燃料的种类也不同,美国常用的就是JET A 与A_1,军用的就是JP系列,例如SR71用的JP-7,还有U2用的JPTS,高空飞机用的航空煤油燃料换别的喷气式飞机也是点不着的。
飞机要使用煤油,不能使用汽油或者柴油的主要原因是飞机使用的煤油是警告特殊处理的。因为普通使用的汽油或者柴油,如果遇到明火或者静电的话,就非常容易着火,所以在汽油加油站一般都是不允许使用手机的,就是害怕静电引起火灾,但是在飞行的过程中难免会发生一些意外情况,所以说汽油和柴油就不适合了。
特殊处理的煤油一般飞机上使用的煤油都是要经过特殊处理的,处理之后的飞机煤油就变得不容易着火,而且稳定性会更高一些,再加上温度是比较低的,在飞行的过程中就算遇到了特殊情况,也不用担心煤油着火会让一飞机的人无路可逃。而且这部分的煤油经过过滤以后,其中基本上是0杂质的,纯净度更高,那么在飞行的时候煤油也可以充分燃烧。
就算飞机在飞行的过程中遇到了恶劣的环境,即使在高空,面对低温和高压并且缺氧的环境,煤油也依然可以继续燃烧,所以说这就是处理过后煤油的好处。而汽油和柴油就没有办法可以保证在这样剧烈的情况下还可以充分燃烧。
汽油价格太贵本来航空公司的成本就已经很高了,而且一趟飞机要使用几十吨的油,成本太高,如果等量的煤油要换成汽油的话,价格可能要翻好几倍,从经济角度来看,成本高了,机票的价格自然就要水涨船高,但是消费者并不愿意支付这部分增加的成本,所以说航空公司就必须在所有的燃料中选择最经济实惠,同时也是最安全的燃料。
汽油和柴油的价格太高,再加上安全性也不高,所以说为了保证乘客的安全,并且提高乘坐飞机的性价比,煤油很显然就是最佳的选择。