飞机为什么要用煤油做燃料,而不是汽油?
如今大多数的交通工具都需要燃料,燃料燃烧时产生的能量驱动着它们前进。大部分的汽车、摩托车,使用的燃料都是汽油,而一些大型的机器在运转时都使用柴油。这两种燃料是生活中最常见的,几乎很少有交通工具使用煤油作为燃料。不过其实我们生活中还有一种很常见的一种交通工具,使用的却是煤油,那就是飞机。很多人对此表示不解,为何飞机不使用汽油和柴油,却要用煤油做燃料呢?
当然了,并不是所有的飞机都使用的煤油,使用什么油跟飞机发动机的类型有很大关系,如果是活塞发动机的话,一般使用航空专用汽油。而涡轮发动机的话,一般使用的就是煤油。
而之所以不用汽油和柴油,是因为汽油属于易挥发的物质,并且燃点低,燃烧迅速。而飞机在高速飞行的过程中,势必会与空气摩擦,从而产生热量,这样会使汽油挥发的更快,如果飞机在半途缺少燃料的话,那后果将十分严重。而柴油的粘度太大,在压燃发动机式的飞机上还可以使用,但如果是最常见的涡轮式发动机的话,柴油不容易被稀释成雾状喷出,会增加柴油的燃烧难度。
而煤油比重大,可以储存更多的热量和重量,不像汽油那么容易挥发,而飞机本身能够携带的燃料有限,使用煤油更加经济耐用,并且使用煤油也比汽油更加安全。煤油在涡轮发动机中也可以更好的稀释成雾状,能够更稳定的燃烧,所以综合考虑下,很多飞机就使用煤油作为燃料。
因为煤油密度适宜,热值高、燃烧性能好,能迅速、稳定、完全燃烧。
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。
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?
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。
fuel
No.3别名航空煤油由直馏馏分、加氢裂化和加氢精制等组分及必要添加剂调和而成种透明液体主要由同馏分烃类化合物组成
3号喷气燃料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炭量杀少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要求热安定性和抗氧化安定性好满足超音速高空飞行需要洁净度高无机械杂质及水分等有害物质硫含量尤其硫醇性硫含量低对机件腐蚀小
航空煤油主要用作航空涡轮发动机燃料汽油安全容易挥发太容易燃烧活塞发动机还用
现代航空煤油
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。
高空低温环境下,煤油不会凝结,流动性又比柴油好,适合喷气涡轮发动机。汽油,柴油,都不行。航空煤油分1,2,3,4号。
一些先进的大型客机像波音747等能在1万米之上高空飞行,发动机必须适应高空缺氧,气温、气压较低的恶劣观应当清澈透明、不含悬浮和沉降的机械杂质和水份;航煤还应有较好的低温性、安定性、蒸发性、润滑性以及无腐蚀性,不易起静电和着火危险性小等特点。这些性能都有精确的数据指示来表示。航煤是经直接练制和二次加工从原油中提炼出来的,一般产量不高,只占原油的百分之十几。为调整产品指标,有时要加入适当种类和数量的添加剂。
经检验合格的航油通过管道装入铁路专用槽车或油轮,运至民航储油库,再经化验合格后入油罐。罐中航油经过一定时间的沉降,使所含的游离杂质、水份沉入罐底,然后由浮动吸管在罐内自上而下将油吸入油泵,加压后输送到离机坪很近的耗油库油罐中。再经化验,合格后罐入专用油罐车,开至飞机翼下,将油加入其油箱中;或者由铺设在机坪下的输油管线经过专门输油设施加到飞机油箱里。航油从槽车中卸下加入飞机油箱,整个过程一般经过三到以上精细过滤,滤去杂质和水份。每个环节有配套的措施控制质量,工作人员严格操作规程操作,以保证加到飞机上的油品质量合格和数量准确无误大多数民航机场都有专业经营航油的公司或其派机构,为往来经停的飞机提供燃油及相关服务。在中国各机场,是由直属民航总局的中国航空油料总公司的职工们完成飞机加油的。
飞机主要用航空煤油做燃料,是由石脑油、石蜡油等经过多道工序提纯出来的。航空煤油相比先一步蒸出来的汽油,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,烧起来速度也不比汽油慢。
航空煤油密度适宜,在低温环境下也能保持优秀的流动性燃烧迅速又完全,另外,航空煤油都会加入一些调剂,使得煤油可以为飞机提供更加稳定持久的动力。
扩展资料:
航空煤油的发展历史
又称喷气燃料,主要用作喷气式飞机发动机的燃料。在上世纪50年代,中国空军飞机和大型民航客机已开始使用航空煤油,但来源一直靠从前苏联进口,1959年进口量近50万吨。为解决航空煤油的国产化问题,1956年和1957年石油部曾组织玉门炼油厂按苏联喷气燃料规格。
以玉门原油试生产两批航空煤油,但在地面台架试车和空中试飞时发现存在火焰筒烧蚀问题,因而未能正式生产。1958年,又把该厂试产的航空煤油油样送苏联进行研究,经一年多试验研究仍未解决问题。