автореферат диссертации по транспорту, 05.22.14, диссертация на тему:Оптимизация управления режимами хранения топлива для реактивных двигателей при эксплуатации авиационной техники

ктйеськяй м!жнародшй yüisepcirrer пяв( льно! 8е1ец!1

pre

— л

На правая рувошгеу

Л Ctri TÛ07

'f

Куая«цова Олена Як1вна

ОптнмЬнсуч керуввкня режииаки вбср^гзккя пплнв ддя peaimnnnrt ßmrryiiie в!д час експлуатаап BBiaîijfcioî тежтю!

CneulMbtilcTb 05.22.14 "Ексолуа-пцйя гтогЛтрдного транспорту"

Автореферат

ji'iccpt-ardï га элобутга иауковсго ступеия каид1дата тсхк1чпез says

КяТэ 1997

Диссртац1ею « рукопис

Робота вяхонана а Ки1всъкому м1жнародноиу ун1версатет1 цив1лъно1 ав1ац11

Нвуковнй кер1вник: доктор техн1чннх наук, професор Соловйов АндрШ

Мпхолайовач

Н&укоовй консультант: доктор техн1чш : наук, професор Комароь АндрШ

Олександровяч

. Оф1ц1йн1 опонеитн: член-кореспондент HAH УкраТни, доктор техн1чняа наук, професор О.Ф.Лксьонов, кандидат техн1чинх наук, старший науховпй сп1ироб1тшш е.О.С1корсышЙ

Проз! дна орган1зац1я: УкраТисышй науково-досл1оиий ¡нститут нафтопереробка^4АСМАм

Захпст в1дбудеться " 23 " взресия 1997 року о 15 годиШ на зас!даи1й спец1ал1зоваио1 :ено1 Ради Д 01.35.04 црп Кв1вському и1жнародаойу ун1ьерснтет1 цпз!лыю1 asiaull за адрссою:

252058, KhId-58, проспект Космонавта Комарова, 1, корп.1, конференц-

зал.

3 дисертац1вю можна ознайомнтися в 01бд16тсц1 КМУЦА

Автореферат роз1слаиий " 20 " серпня 1997 року

ВченнЙ секретер спец1ал1зоваяо1 вчено1 Ради доктор техн1чнпх паук

l^jjJr" .М.С.Кулше

Загальна характеристика роботн В дисертац!! викладен! результат« досл!джень можливос-Ti створення метода визначення вм1сту смолистих речовии в авЬтШннх палнвах за величиною ïxHboï мзп;!тооггпг1но1 актнвностК

Досл!джено умовн опром!нення палива у л ьтрп ф i о л сто е 11 м та виднмим шшр0м1нюзаннпм i можлнпосп ouiiiKH здэтност! палнвпдо смолоутворення nia Д1ею цих випромшювань. Розроблспо i створено прнстрШ для визначення вм!сту смолистих речовии в реактнвннх палнвах, визначення 1хнього к!льк!стного значения з подЛчьшим пизначенням режнм!в контролю п!д час збер1ггння.

Актуальтсть роботн Ефггктивн1сть використання пов!тряного транспорту 1 безпека польот1в на багато залежить в!д якогт) рсаетнзного палива, якнм заправляються пов!трян1 судил. Одним э показштав якост! палива е отказник "bmîct фактичних смол". Цей поклзник входить у перел^ показник!в повного аналЬу як у tiauiift краш!, так i за кордоном.

Шдомо, що п!д час збер1гання реактивного палива вибутються змши у Його х!м!чному склад», внасл!док чоГо попршуютъея Його експлуатацШн! властивос-Н. Показинк "bmîct фа.сшчннх смол" характеризуе ступ!нь ропршешгя якосп i надШшсть збер1гання реактивного палива. Смолист! речовини, ЯК1 знаходятъея у палив!, пог!ршують термоокислювальну стаб1льн1сть палив, сприяють 1стоп!ому засм1чуванню ф'1льтр1в паливно! системи noBiTpHHoro судна { можуть вяклпкати припннення подач! палива у ДЕигунй. Смолист» речовини можна в1Докремити в!д вуглеводн!в палива за допомогого адсорбцИ або в1!''.аровуванням. Смоли, як» вццнлено в!д палива за допомогою адсорбент!в, називаютъ аЯсорбцитими. ïxiiiS bmî't у реактнвних палнЕ ; не нормусться стандартами. Смоли, як! ¡¡¡ддиено в!д палива випаровуванням п!д д1сю високо! температури певноГ к!лькост1 палива п1д струменем шепря або водяно! пари, iti.TbKic ь яких визначаеться методами виваэкения, назпвають фактичными. Ця назва умовна, тому що характеризуе суму смол 1 осад!в, як1 знаходяться на початку у палив! та утворюються в ньому шд час аиал!зу. Проте, стандартами нормусться само вм!ст фактичгшх смол в реактнвних палнвах. Для палива TC-t ne значения становить не б!льше 5 мг/100 см3, для палива РТ- не б1лыае 4 мг/ 100 см1, для палива Jet А за сп-цпснкашею D 1655-81- не йльше 7 мг/ 100 см3. В Дани Я час в нашШ'кра!ш вм!ст фактпчиих -мол визначаеться за ГОСТ 84i<''-85 t за ГОСТ 1567-87 та за кордоном за методом ASTM D 381-80. Ц1 метода мають млька недол!к!в. Похибка BHMipraBaiib досягае величина самого показника. При цьому вщхплення кожного впм!ряксго. значения s двох плралелышх визначень в!д ссреднього значена досягае 50%, веобх!дний досить великий терм!н часу для одного визначення х1лькос"п смол: BiH складае 2 годинп 40 хвилин, також назысий piseHb техиолопчнссп icHymnx метоядв та техн1ки безпеки.

Щ обставетт впкликаготь необх!дшсть створення точного автоматичного експрес-м- оду для внзяачения вм!сту смолистих речовии у реактивному палпв!. Такпй метод дай Си змогу викорпстовуватя електронио^обчислювальи! нашипп <ЕОМ) для обробки результата аналЫв та прийнятгя решения про

иадходження палива до заправки у пов1тряне судно i керування самим ироцесом заправки палива.

Стушнь досл1джешюст1 тематики дисертац! Í Магн!тооптична актившсть або ефект Фарадея добре вивчеио для твердих прозорих i редких речовин. В оргашчнШ xímíí цей ефект використовуеться для визначення концентрацП розчинено! речовшш в двохкомпонентиих cyMiuiax . Насюльки автору вщомо з досяжних джерел, для реактивних ПаЛ«в i floro компонентов цей ефект не вивчався. Не дослщжуваласъ залежшсть магштооптнчно! активное™ палив в!д OMÍcr- в них смолистих рсчовим. Таким чином вказана задача представляеться актуальною.

Декларант особистого внеску Метод запропонованннй в робот!, експериментальна установка, результата експерементальних досл!джень отримаш автором особисто.

Ц1ль роботн í аадач! досл1джепь Ц1Л1, роботн: внконати науково-техшчне обгрунтування можливост! створення прнлада для визначення вм!сту смолистих речовин в реактивному палив! i оц1нкн здатност! палива до смолоутворення залежно В1Д величина його млгштооптично! активность

Для досягнения вказаио! uUi в робот! вир1шувались там задач!:

1. Внконати апалЬ несправностей i вшмов палнвно! системи i паливио-регулюючо! апаратурн двнгушв, яК1 зумовле!п змшою показникш якост! палива шд час збер!гання.

2. Оцшитн склад i властивосп смолистих речовин i фактори, hkí впливають на Гхне утворешш в палив! гид час з6ер1гашш, а також вплив смол на над1Йн!сть i .ливно-регулюючо! апаратурн двигушв.

3. Розробнтн точний експрес-метод визначення вм!сту смолистих речовин в палиш, а також дослщити здатшсть палнв до смолоутворення.

4. Створити ripiicTpiií i внконати експериментальш досупдження з метою розробкн методики керування режимами збер1гання палнв для реактивних двнгун!в п1д час експлуатаци.

Об'ект досл!джень Об'ектами досл!дженъ були. o6paH¡ TOBapni aBianifini палива для реактивних двигун!в (РД) марки РТ i ТС-1, що виробляються нафтопереробною промислов1стыо Украши ¡ застосовуютъся в asiaun за иашого часу.

Предметом д0сл1джень е один з иайважливших показшшв akoctí "bmÍct факгичних смол" в палив! i здатшсть до смолоутворення та методи Тх визначення.

Наукова новизна

Вивчеио магштооптичну актившсть компонентно реактиного палива, то дае змогу з^обити висновок про незалеасшсть величин» мапнтооптнчно! актнвност! смолистих речовин в1д вуглеводневого складу палива.

Встановлепо лшШну залежись м!ж величиною магштооптнчно! активности смолистих речовин i Тхиьою концеитрашею в реактивному палив!, що дае змогу визначити Ixiiiíi bmíct в паливах будь яко! марки.

Вивчеио умови опромшення реактивного палива, за якнх отримаиб в!дтворюван! результата внмфювг.нь кута обертання площинн полярн'зацП

свггла в магн!тному пол!, що дае змогу застосувати такий способ окисления палив для оц1нки здатност! до смолоутворення.

Достов!рн1сть наукових результате тдтверджуеться значною к!льк1стю експеримен-тальнпх даних, що отримано на розробленому I створеному пристро1 в науково-дссл!днШ лабораторИ кафедри ф1зики КМУЦА. Точн1сть ощнкн вим!рювань складае 2,6%.

Практичне яначення Створено пристрШ та розроблено методику вилначення вм4сту смолистих речовик в реактивних паливах за величиною Тхньо! магн!тооптичноТ активност! ! здатносп до смолоутворення.

Впроваджеиня результатт роботи Резульп. и дисертацШно! роботи використовугаться в науково-досл!дн!й лабораторИ кафедри ф|зики КМУЦА для проведения наукових досл1джень. Робота була в план! проведения науково-досл!дних роб!т в цив1льн!й' ав!ац11. Матер(алн дисертацИ передано в ДержНД! ЦА, м. Москва.

Публ!каци

За матер1алами дисертащ! опубл!ковано 11 роб!т, оформлено заявку на винах!д, матер!али роботи увШшли в звгг госпдоговфиоТ НДР №869-91.

Ллроба.ин роботи

Матер1али дисертапИ були представлен! та обговорювались на XI зв!тнШ пауксво-техшчшй конференш! професорсько-викладацького складу КМУЦА (1990р.); на ХИ звотнШ науково-техжчтй конференцИ професорсько-в1кладацысого складу КМУЦА < 1991р.); па зас!данн! кафедри ф1зики КМУЦА (1994р.); на зв!тнШ науково-техн1чн!й конференш! наукових колектив!в КМУЦА за 1994р. (1995р.), на звггяШ науково-техЫчнШ конференцП КМУЦА (1996р.).

Структура та обсяг роботи Дисертад1я складаеться вступу, п»яти роздШв, эак1нчення, списку л1тературй ( 119 наймЕ-Мувакь).

Загалытй об.сяг роботи складае 147 сторонок, 41 рисунок, 21 таблиця включно.

Зм!ст роботи

У вступ! обгрунтовано актуальность роботи, впкладеш основш передумопи, як! визначають д!ль 1 задач! досл'шжень.

В першаму роэдш проанал!зован1 ¡снуюч! режима збер!гання палива, ви?чечо вплпв смолистих речовин на надШшсть роботи паливно! системи 'л!така 1 ¿вигуна, сформуяьадан! йль > задач! дослцисень.

В ¡лона, що для забезпечення безперебойно! робота в тдпрпемствах ЦА утворюють запася палива. Основш задачу як» вир!шують фах1вц! п!д час збер1ганяя палпва, полягають у забезпеченш збереження Л'хньо! кичьксют! I якосп. При цьому яюстъ палива ошнюеться за такими параметрами: наявМсть мехашчних до>пшок 1 води, стввиносн1сть вимогам ГОСТ. За нашогр часу В п1дприемствах ЦА Укромна котреяъ якост! палив для реактивних двигун)в регламентуеться « 1нструкц1ею по застосуванню 1 контролю якосп ав!ац!йних паливно-»Мстилыгех матерев 1 епешальних р!дин в цнв!льн!й ав!ацИ «, яка введена в дш ше 1.07.86 року наказом№ 265 м1шстра пнв1льно! ав1ац11 ¡сиуючого тош СРСР. В1дносно до шг! ¡нструкш! кожж три М1сяця збереженнй внконуеться коитрольннй андтз якосп , метою я кого е шизначеиня початку

змши якост! палива п;д час збер)гання. Анпл1зуючи робот» Большакова Г.Ф.,Сабл!но] З.О. та шших .остановлено, що показннком якосг1, якнй найб!льше шддаеться яккним змшам шд час збер!гання палива С ^вмк')-фактичних смол». До складу ¡снуючого контрольного анал)зу акосп палива цей показннк не входить 1 тому цей аналЬ не забезпечуе можлив)сть виявнти початок змши якост! палива шд час збер^гания, що зумовлюе певний рпзик при риконанш польопв. Внникае необх)дшсть в стщвдиосному керувашп як|ст ю палива п!д час збер1гашш.

На »¡летав! результат!!) роб!т Шскуцава В.О.,Зрелова В.Н., Черненко Ж.С., Василенко В.Т., Комарова А.О. та >нших проанал!зован! закономфност!. вилнву смолнстнх речовин на роботу паливно! снстемнл)така та двнгуна. Встановлено, що найб!льша к!лък!сть в!дмои агрептпз паливно! снстемн зумовлено утворениям В1дкладень, як) на 87-92% складдэться з тзердих осад)В смолистого типу. Шдитцеинй вм!ст смол в палии! зннжуе його термоокнелюдальну стабиынсть ! прнзводнть до нагароугворення на палнвних форсунках, эасм!чуванню паливннх ф!льтр)в, в результат! чого знижуеться над!йшсть паливно; систем)! лггака 1 двнгуна 1 шишка е реальна загроэа безпекн польотш.

и другому. розд!л! наведено огляд лаератури з пнтань складу та властнвостей смолнстнх речовин, фактор!в, що вялпвають на Тхне утворення п!д час збер!гання палива, проаналЬовано характер х1м1чних перетворень Ьуглеводшв та гстероатомних сполук п!д Д1ею ультрафшлетового 1 видимого шшромшювань.

В'1Домо, що молекулн смолнстнх речошш складаються ¡з атом'ш вуглецк^ водню, кненя, с! .1 и та азоту. Цс полярш сполукн, що ¡:ають кол!р, середня молекулярна маса 1х в 1,5-2 рази бичьша за модекуляриу масу вуглеводшп палина, густана блнзька до одцшшь

Вони х!м1ЧНо нестабьчып. Смолист) речовини чинять як негативннй так 1 познтншшй вплив на х)м1чн1 та екснлуатадШш властнвосп реактивннх палии. Смолист! речовини завждн присутш в палив!. 1хнШ яюсний склад залежнть в1д сорту палива ! ь!др!зияеться т!лы<н числом гетероатемш, - що м>стяться ■ В молекулах смолнстнх речовин. Зважаючн на подвшшш вплив смол нй властпвост) реактивного палива, 1х недошльно повшево пилучатн ¡з палнва.

Шд час збер1гання молекулн палнва тддаються хЬпчннм перетворен)шм, внаслиок яких утворюються смолист! речовшш. На -утворення смолнстнх речовин вплнвають так) факторн: х!м)чнкй склад палива, температура, концентрашя кн'сню, тдтоварна вода та металн, а так< ж евптю. Природн1 смоли с природннмн ¡нпб!торами окнелювання та гахнщають вуглевод)» палив в!д окнелювання. Як було наведено рашше, з п!двнщенням температурн палпва пЦвищуеться утворення в ньому смол. Швищцсть утпореиня смол зростае, якщо зМеньшуеться коефицент заповнення резервуара, в наслхдок чого зростг.е контакт палнва з киснем пов)тря.

В!домо, що метали катпл!зують та прискорюють смолоутворення в далнв!. Для зменьшення швндкост! коррозН'шнх пцоцесав застосовують спец1альне покриття внутр1шн1х поверхнь резервуар!и. А такояс систематично вилучають й>дстойну воду та ретельно очшцують резервуари 1в!д доиннх ' в!дстоЙннх забрудень. Шд час збер!гашш палива на св!тл! сротягом 20 дн!в в 3. рази

б

зб1льшилася його оптична густина.що вказуе на утворення в ньому смолистих речовин. Ав1апалива складаються 1з: алкашв, нпфтен!в, ароматнчних вуглеводн!в i гетероатомнпх сполук. У роботах Т.Ф.Большакова', В.С.Ватаго, Дж.Барлтоиа, Дж.Койла, Т.О.Беккера встановлено, що алканн ¡.нафтенов! вуглеводн! ноглинаюгь випромЫювання з довжиною хвил! меньше 180 нм. Ароматичн! та гетероатомн! спдлуки поглинають випромЫювання в !нтервал1 довжин хвиль 200-280 нм. Тому можливо прнпустнти, що молекули яроматпчних та гетероатомних сполук вступають в xímí'íiií реакцП п1д д1ею улътраф1олетового i видимого внпромшювань та беруть участь у смолоутворенн!.

В третьему роздыг проанал!зовано ¡снуюч! м«годи визначення вм!сту смолистих речовин 1 показан! Тхн1 недолжи; опис.-uii теоретичрп основи метода, що розробляеться, конструкция пристрою i методика роботи, наведено результата досл!джень.

За, нашого часу вм!ст' смолистих речовин в aBi.mifbinx паливах визначаеться адсорбшйнпм, оптнчним методами та методом внпарування вуглеводтв. АдсорбшйниЯ i оптичний методи мають достатньо внсоку точжсть вим!рювання, але застосовуються пльки з доел ¡дн их шлей. Стандартними методами в наш!й KpaÍHÍ е методи за ГОСТ 1567-83 i за ГОСТ 8489-85, I зарубшний ASTM D 381-80. Hi методи мають так! недолги: низьку точн!сть визначення, при малих концентраШях смол похкбка метода cni вв^дносна до велочини самого показника, довгой час вим|рювання, ниэький р!вень технолопчиостН. Проводились досл!дження по створенню ' метода для визначення вм!сту смолистих речовин залежно в1д д!електричннх характеристик реактивного палива. Дослиження не доведен! до приборного Bapiamry. В досл!дних ц|лях для ощнкп здатност! палива до смолоутворення впкор топують методи, як! основан! яа окисленш палива в р!зних умовах. Критериями OQtHKH здатносН до смолоутворення палива в цих методах е юлыасть скол, що утворилися. Щ метода мають довгий час випробуваиня палива та п!двищену температуру.

Речовина, яка знаходяться в сталому магн!тному псш набирае здатност! обертати площину полярязауИ лШШнополяризованого св!Тла. Це явите мае яазву магн1тооптпчноТ актпвност! або ефекту Фарадея. Кут обертання площиня полярыэааН светла в магнитному пол! > для po34HHiB nponopuieH концентрацИ розчиНеноГ речовинп с, довжииг шляху св1тла в речовин! I та ¡ндукцП магттного поля Б: ф ~ V*c*t*B, де V-стала Верде.

Беручи до уваги закон аддитивност!, отрпмана робоча формула : с •» Афг + D , де A i D - стал!. Автором розроблено прг rpiií, прпнципова схема якого представлена на рис. 1. npoMiHb св!тла в!д лазера 1 проходить через палярнзатор 2 i попадае.в робочу KOMipxy 3. Струм в рс4очу KoMÍpKy 3 подаеться в1д джерела живлення 8. Дал! промшь св!тла через авал1 затор, який мае кутом!рний npnrrpift 4 попадае на конденсатор 5, a hotím па фотод!од 6. Величина фотоструму рееструеться зл допомопло придала 7.

Кокструийя робочо! ком!рки приведет на рис. 2. В робочШ ком!рц1 вяутр^шня частпня трубки солевоТда 12 являе собою кювету 8 гуди заливають зразок палива.

Рис. 1. Пркнщгаова схема пристрою для визначенкя шпсту смолнстих речовии: лазер; 2- поляризатор; 3- робоча комфка; 4- знал1затор з кутом1рним пристроем; 5 - конденсор; 6 • фотодюд; 7 - прилад для реестраца велнчшш фотоструму; 8 - джерело жпвлення солещмда.

1,9 - оптичн! скельця; 2,10 - уиильнення; 3 - канал для ¿шшвання зразка; 4,6 - штуцер; 5,11 • гайка; 7 • канал для заповнення зразка; 8 - кювета; 12 -солено!д.

Кювета - це пустив цгЫпдр 9 товстимн ст(нками та плоскопаралельнимИ тор''ями. Робоча ком1ркя мае канали для заповнення 7 та виливання зраэка; торц{ закричаються оптичними скельцями 1,9, якг притискають гайками 5,11. Конструкщя пристрою та методика робота забеспечуюгь похибку вимфювань кута обертання плошини поляризацц свггла.в магнитному полг становить 2,6%. Ав!ац!йн( пал ива для РД е складна сумш, яка складаеться ¡з вуглеводн!в, гетероатомннх сполук 1 смолистих речовин. До того ж гетероатомш сполуки М1стяться в дуже малШ млькост! ! 1хшм впливом на величину магжтооптнчно! активнбсН палива можно знехтувати. Тод! можна вважати, що до складу палив входять насичен! 1 ароматичи! вуглеводш, та смолист! речовини. Дослужено магн!тооптичну актнвшсть р!зних насичених вуглеводшв (нонан I ундекан) 1 ¡хньо! сумиш. Встановлено, що величина магжтооптнчно! активносИ р!зних насичених вуглеводшв окремота !хньо! сум!ш1 практично однакова.

1осл1Джено мапптооптичну актнвшсть розчинт ароматичного вуглеводня (п - ксилолу) в сумш! насичених вуглеводшв. Величина магштооптично! активност! розчин!в Ф л!н!йно зал ежить ви кЛшентрашТ с" ароматнчних вуглеводнт (рис. 3). На малюнку представлен! середш .адачення купй обертання <р 1з числа вимфювань п = 20. За допомогою метрду найменьших кпадратт отрнмано таке р!вняиня: ф - 289+2,ОС',

Досл'шжено малНтооптичну актпвн!сть розчишв смолистих речовин в насичених вуглеводневнх. Встановлено, що величина кута обертання <р площнни полярнзацн светла розчишв лшейно залежнть в!д концентрацн С смолистих речовин (рис. 4). На малюнку представлен! середш значения купп обертання ф !з числа вим!рг<!вань п =■ 20. За допомогою методу найменьших квадрат!в отримано таке р^вняння: <р ш 284-0,4С. ,

До того ж, магн!тооптсгша актнвшсть розчин!в смол однаковиГ концентрацн, але розчиненнх в р!зних насиченпх вуглеводневпх практично однакова.

Досл!джено маплтооптачну актнвшсть смолистих речовин, розчинених в сум1ип насичених 1 ароматпчнпх вуглеводшв. Встановлено, що магштооптична актившсть смолистих речовин не залежить в!д складу розчинника т лшШно зрастае при зб!лыпеши концентраца смол в розчнш. Складено модельну сум!Ш !з вуглеводшв. Величина магштооптична! активнос-п ще! сумш! 1 обессм&леного палива однакова. Ця модельна сум!ш складаеться 13 однакових части» нонану 1 ундекану I 25% п- Ксилолу. Встановлено, що величина магштооптнчноТ аетивност! смолистих речовин, яка розчинено в шй сумШ 1 в обессмоленому палив1 при однаковому вм1сту смол, однакова. Дослужено мапптооптичну актившсть зраэюв палива а рГзним вм1стом в них смолистих речовин. Досл1джувались р>зН1 зразкн палива РТ, в яких в:<1ст адсорбцШних смол (Саде1) складае 0; '30,6; 100,0; 121,2 1 202 мг/100см3. Отримано лш!йну залежшеть магштооптачноТ. активного смолистих речовин (дч>„) в!д ¡хнього втету в палив! (рис. 5 1 рис. Ь). На малюнках представлено середш зйачення куп в обертання д<р„ !з числа вим1рювань п"20. Статисппин дан! оброблено за допомогог методу найменьших квадрапв. В ¡кгервал! концентраций смол, ям досл1зжувалвсь отримано так! р1вняння:

АФп, - в.0 Сф„ + 0.4 ; - 03 С „ + 1.5.

^кут.Л.

но

у к

И у

10

ко

а.

Рис. 3 Залежшсть кута обертання <р в!д концентрацН С' ароматичного ..углеводневого (п-ксилол) в сум!ш1 нонана 1 ундекана.

укут. IВ-

МА

26О

25О

Ко

¡0 10 С/г/МОс**

Рас. 4 Залежн1сть кута обертання <р в!д концеитраци С смол в нонаш.

Л Уем, кут. ц8.

и

ко

.0

У хг

УЗ

■ щ

№1 п О......- "

/12/м&* о

£О

460 . СадО, из /Шп3

Рис. 6 Залежн1сть кута обертання РлС. 5 Залежшсть кута обертання Дф«, Дфш смол В1Д концентраци смол в!д концентраци адсорбцШних

фактичлих смол Сф„ в палив!. смол С№ в палпв!.

В четвертому poadijii наведено результате досл!дження умов Опро-мЫення реактивного палива ультраф!олетоьим i видимим випромшюваннямн. В1домо, що на XÍMÍ4HÍ перетворения шд Д1ею ультрафюлетового i видимого в'шром'шювань впливають матер1ал реактору, товшила шару речовини час опромшення. СкЛО поглинае ультрафшлетове випромшювання, тому в ц!й часгаш спектра треба викорисчзззувати кварц. Тому для досл!джень виготовлено герметично закритий кварцевий реактор. За законом Бугера можна знайти, що 90% випромШювання поглииаеться шаром речовини товщиной 1 мм. Тому для поновлення реакш'йного шару зразок в реак" pi постШно перем!шуетъся. Джерелом ввпромШОДання е ртутна лампа ПРК-2. ВипромШювання проходить через бокову поверхню реактора, час опромшення стаиовить 15 хвилин. Виконуються два посл!дов»пх опром!нення в р!эннх реакторах. Паливо переливаеться в посудят \э темного скла i через 15 хвилин визначаеться кут обертання площини поляризацп cb¡t«s>. Встановлено, що за таких умой опромшення реактивного палива отримано результата вим1рювань кута обертання площини-поляризацп светла', що Ыдтворюються. Дослщжено зразки иасичеиих вуглеводн!в (ионан 1 ундекан) i Тхня cy.Miui з ароматичннми (п-ксилол) до i niaw опромшення. Встановлено, що величина мапитооптично! активност! р1зних пуглеводная насичено! групп 1 ТхньоТ сум! »ni з ароматичним практично не зм!нюеться п!сля опромшення цнх зразк'т. Дослужено магн!тооптичну актившсть товарного" палива РТ до i п':ля опром!иення. По рис. 5 можиа визиачита к!льк!"сиий вм!ст смолистих речовин в опром!неному палив!.; Вона nopiBHioe 6,4 мг/100см3. Паралельно в цьому зразку внзначено bmíct фактичних смол за ГОСТ 8489-85. В1н дор!вшое 9,0 мг/100см3. В межах похибки метод/ за ГОСТ 8489-85 результата корелюють.

В iiятому роадш наведено загальн! в!домосп про керування режимами збер!ганпя палива, розглядайгея можлив* змша над1Йност! робота ' nacociB палпвноГспстемл. л!така, я*тцо вони пращоють на палнв! з п!двтценою здапистю до смолоутворешш, сформулыузаио основн! принципн оптим!зац!Г керування режимами збер1Пшяя палива,

Палива для РД в хМчноиу сгавленн! е достатиьо стабиль«-!; продукти. Проте п!д Д1сю зовт'щн!х фактор!в шд час експлуатацП 1хня як!сть постШно поНршуеться.; Щд flieio зовшшн!х фактор!в паливо окислюеться i повшспо позбавитися npotteccin ' окислейня i утворення смол п!д час збер1гаиня принцйяово пеможливо. 1х можлнво т!льки упов!льннти спец!альними заходами, Rkí заетосовуютьея п!д час збер!гатш. Керування режимами збережетм ) полагав в здШснеин! Д1Я, як1 обраио 1з безл!ч можлпвих на Шдстав! пев|Ш» ¡Р(}>0рмац11 i. спряйоваНйх на тдтримання якос-ri палива в!дпов1дно до Ц1Л1-керування- В-' лабораторних умовах збер!гання палива встанечлепо, що запропоноваиий метод оценки здатиост! до смолоутвореиня палива дозволяе вйявитв початок зм!ни якост! палива i прогнозувати можливр додаткове утвореИня смвлиЬтих речовпн аа реальних умов збвр!гання палив*. 3 л!тературних джерелдщомо, що зм1на вб емного ККД nacociB, як1 працюють на паливах з п!двтденою здатн!стю до смолоутвореиня" в значнШ Mipi зростае з п1втценням к!лькост! утвореннх смолистих забруднень. На п1дстав( стати стичних даннх, що розглядаються энайдено, що зм!на концентрацИ C(t) смолистчх редавин-пад час збертгання <t) визначаеться р!внянням: C(t)- 5.3 +

2.3 • 10 4 t. КоефШснти пЩбраш за методов] найиеиыпвх кваарат'ш i становлятъ середн1 значения, що враховують заЫб збер)ганля палива, клЫатичну зону, Х1М1чний склад початково! Нафти i марку палива. На п1дстав( в!домнх автору лггературтх дж^рел штенсившсть иесправностей i вщмов ГТД через забруднення палива дор^внюе Х«10 5 1/год, змша наД1Йност1 P(t) Hacocia визначаеться за екпононШальним законом: P(t) е

Сп1льне розглядання цих двох .•атистичних законом>рностей дозволяе внзиачитн оптнмальний режим Херування, який складае задачу, що врахоауе найкращим чином вшхилення результате змши властивостей палива i змшу надШност! об'екта. Викорнсъовуючи критерий оптим!защ1 Xt) у значеин!: K(t) ••P(t) • C(t) внзнзчено оптнмальний режим контролю здатност! до смолоутворення палива. На рис.7 представлена схема визначення оптимального режима контролю hkoctí палива. Оптнмальний ркдом контролю t 2000 грд наближаеться до значения t » 2200 год , коли в палив! м!ститься практично гранична концентрац1я смолистих речовии С=5.8 мг/ 100см3. (снування пологого оптимума i мала змша критерия cjmiMÎ3aoiï ûK(t) » 0.03 в межах от t= 500 год до t= 3000, коди в палив! утворюеться гранично дозволена к!льк1сть смол Сф=6.0 мг/ 100см3,дозволяе вцбрати в зазначених межах рерюдичшеть контролю, узгоджую ч it э кл!матичннми та Ьнцими умовами збер1гання 1 яюстю палива на початку збермання. Як приклад виконано розрахунок i п >буг'вано граф. íHi залежное?! а метою визначення впливу забрудненого палива на роботу акаал. о-педшневпго насосу. BLsomo, що розпод!л забруднень в палив! визначаеться за лога;- -фм!чним законом, тому зм!на коефщ!епта зниження ККД «acocie .K^/ito також наведено в логар1фм!чних координатах {рис.8 ). Результата, що отримано по виз: аченню оптимальна*; режим1В контролю яко cri, палива сповна у тодж}кт>ся з даними по визначенню надШност! насосш.що працюють на забрудненому палит (ряс. 8 ). Дозволений bmîct смол C(t)„ зум . иное значения ККД uacociariv •> 0.9,-а практично граничне C(t) "5.8 мг/100см3 може зумовнти зм*ну ККД до величина Hv и 0.8, що вважаеться за техшчиими умовами параметрпчною в1дмовок>, проте при цьому насос не втрачае повшетю працездатного стану.

Таким чином, cnUwie врахування зм!нв аластивостей налива nia ча£ збср1гання i змшц ""HaairtfjocTi паливнах Uacocle д^воляе здШснювати об е^стивне корування режимами контролю якаей палива иа bmíct в ' кьому смолистих забруднюючвх до.ч:шок. ■

' Основш аисновкн

1. Щд час анализу характеру весправ остей i о!дмоь палнвно! система i раливно-регулюючо! апаратури двшуна вепшовлеио.що значнаТхня к1льк1сть Пов>язана ласм>чувчнням палившпе ф1льтр1в { шдкачуючих nacociB палазно! системи двнгуна вшеладекнями, що складаються иа 67'92% а твердих осада в смолистого типу. LU : вщкладешш утворюються в—ааслшок окислювальннх реретворень смолистих речовии *f. гетероатонних сполук, що м!стяться в палнвах для РД. V

2. Oixiiieiio склад^вяастивостгсмолистих речовин, що м!стяться в палив! для РД:

а) молекула смолистих речовии складаються з атомов вутлещо, во^яю, кнекю, cipicij та азоту, оалежно в!д сорту валвва «моли в1зр!зняються лшие к!льк1стю в. молекул! гсгероатон!в;

Рис. 7 Схема зизначення оптимального режиму контроля якосг! палпвп.

см

^ 4..

<V

1

2 030 Jsao

^■fmo ч,-

F00

IctjK^-f ■упм—цда \ \—

1 LL| \

-

c(t)°e0-

Ai 0,k 0? 0,9 ¿¡y$-

Рис. 8 Схема зизначення змИш log kn для насоса, який працюе на забрудненому палив!.

б) смоли завждк присутш в палив! ! повне Тхне видзлення исбамсано тому, що BMicr Ix в певшй к!лькосТ1 полшшуе експлуатащйн! властввост! палива;

в) дозволение bmîct смол ^ паливах марок ТС-1 - не б!льше 5.0 мг/ЮОсм3, РТ- не больше 4.0 мг/100см3, Jet А-1 - не б|льше 7 мг/100см3.

3. Шд час збер1гання п1д д!ею кисню повггря, температуря, ßp-ди, метал ¡в 1 свала додатково утворюються смолист! речовини » палив! для РД.

4. НадШшсть авшййнвх двигун!в ьизначаеться як конструкшею 1 умовами застосування, так ! як!сто вживаного палива. Основними елементами в!дкладень на палившие фс сунках е цгглець -48-50%, ки-ень - 26-31%, с!рка -7-9%, азот • 0.4% i водень - 5%, з яких складаються продукт» окисления смолистих речовин i гетероатомннх сполук.

5. Розроблено метод i пристрШ для визначення BMicry смолистих речовин i ощнки здатност! до смолоутворення палива за величиною мапптооптично! активное™ палива. Пгчибка вим1рювань складае 2.6%. Час вим!рювань в 4 рази меньший, Н1Ж по ГОСТ 8489-85. Дост^рЫстъ результатов шдтверджуетъся великою юльккщо експериментальннх даних, що отр чано в кауково-досл!днШ лабораторп кафедри фгзнки К. УЦА. Експериментальн» дан! п1дрядн! нормальному закону розщдалу випадкових величин. Дисперая становить о - 8 кут. хвилин.

6. Дослщжена магатооптачг актнвшсть компопенттв палива для РД. Встановлецо, l^fl1

а) величина ^агн!тооптнчно| активност! смолистих. речовин в 1цтервал1 концентрацШ ароматичнпх вуглеводн!в в товарному палив1 в!д 10% до 21% не залежнть в!д вуглеводневого складу та внзначаеться т! льки концснтращею смол;

б) в штервал! концентраций адсорбшйних Сш смол я палев» в!д О до 202 мг/100см3 i, вшюв!дно, факгичних С^ в1д 0 до 9 мг/100см3 залежн!сть С ein кута обертання палива (р, визначаетьс>: за допомогою р!внянь:

C« - -33 «р,+ 1100 ; «0.2 q», + 35 . Коеф1щенти в цих р!вняннях визначено за методом найменьших квадрат!в.

7. Досл1джено умови окисления палева ультрафюлетовим i ви дпмш вцпромшювдннями. Встановлсно, що '

а) залропоноваш умощ» опромШення палива дозволяють отрщаати тдтвореш результата вимгрювадь величина магн!тооптично! активност! ;

б) п!сля опромшення практично не зм1яюеться величина ма1*1т9Ьптично1 активное™ вуглеводшв, що входять до «сладу aoiaaiftHoro палива для РД;

в) за цих умов в товарному палин! додатково утворюються смолист! речовини.

8. Проан&пзовано !снуюч! режими зберкаяля палива в експлуатацп. Остановлено,що:

т) основням показником, що пЦдаетъся яиспим змЫам п!д час збф!ганяя палива е «BMicr фактичних смол :

б) эбгльшення концентра ail C(t) смолистих речовин в палив! nia час 9бер!гання (t) ню бутн визначено за формулою:

" Ç(t) - S.3+2.3 «10Vt.

КоефШенти знайденоааметодом вайневышх квадратов.

0. Розроблеко ¡гетодпку керувания режимам» збер!гання палива для РД: '

а) в лабораториях умовах збер1гания палива для РД встоновлеко, що запропонованнй метод ohIhkiî здатност! до ¿смолоутворення палива дозволяе ;ллвитн початок зм1ни якост1 палива п1д час âôepirgjo.fïï-:

б) оптимум пер1одичиост1 контролю якост1 палива шд час збер!гашш за реалышх умов знайдено за мгу.снмалышм значениям функцП K(t) " P(t) * C(t), де P(t) - lMOBipHlcTb бгзв!дмовно1 робота наливних насос!в i C(t) -концентращя смолпстпх рачовин п1д час збер1гання.

в) мала зм!на критср1я оптпм1зацИ AK(t) 0.03 в межах часу збер1гання в!д t"500 год до t=30G0 год дозволяе внбрати в зазначеннх межах перюдичн1сть контролю, узгоджуючи iï э реалышмн ,-мовами збер1гашш палива п!д час ексклуатацЦ' aBianittucî техщЕд._____________________:________

За матерЬлакн диеертаци опублшопаш так! робота

1. Соловьев А.Н., Налов Б.А., Копончук Е.П., Кузнецова E.JÎ. "Определетгй содержания смол в авиационном топливе оптическим методом" // "Вопросы химмотологии и эксплуатации авиационной наземной техники"- Киев: КНИГА, 1992.-е 31-35.

2. Кузнецова Е.Я., Конолчук Е.П. "Определение содержание смол в авиационном.топливе магнитооптическим методом" //сб. к*уч. тр. "Вопросы ::пммотологин и эксплуатации авиационной наземной техники"- Киев: КМУГА,Ш05 г.5-144 с.

3. Кузнецова Е.Я. "Влияние, ближнего ультрафиолетового п видимого излучения на процесс смолообразования в топливе РТ"// сб. науч. тр. "Вопросы химмотологии п эксплуатация авиационной наземной техники"-Киев: КМУГА, 199G г.,-144 с.

4. Регииченко О.В., Кузнецова Е.Я. "Расчет себестоимости полного анализа качества реактивных топлие"// гЗ.каучняч. "Исследование эксплуатационных свойств авиаГСМ п спсп.яидкостей''.- Киев: КНИГА, 1987 r„c.è7-89. ■ " . .

5. Резтпеико О.Л., Кузнецова Е.Я. "Сравнительный технико-экономический анализ'существующей и усовершенствованной схем контроля кач'й'гва топлнз для реактивных двигателей"// сб.научи.тр. "Исследование процессов подготовки, применения и контроля качества авнаГСМ п спецжндкостей",-Киев: КНИГА, 1988 г.,с.114-118.

6. Кононова Л.H., Хмельницкая М.Ф., Кузнецова Е.Я. "Методические вопросы оценки технико-экономической эффективности выполнения анализа качества реактивных топлив с учетом пепользуемых схем контроля"/'/ сб.научн.тр. "Пес-едование процессов подготовки, применения н контроля качества авиаГСМ и спецжидкостей".- Киев: КИНГА, 1989 г.,с.107-111.

7. Соловьев А.Н., Малов Б.А., Кузнецова Е.Я., Конончук Е.П. "Устройство для исследования магнитооптических свойств жидких смесей", номер гяяпкя 93121693, завл. 12.01.CJ3 г.,дата принятая решения о выдаче патента 20.12.Sé t.

8. Соловьев А.H., Конончук Е.П., Кузнецова Е.Я. "Исследования возможности оценки склонности топлив к смолообразованию оптическим методом", тезисы докладов XI отчетной НТК профессорско-преподавательского КНИГА за 1989 г., Киев, КНИГА,1990 г.

9. Соловьев А.Н., Малов Б.А., Конончук Е.П. Кузнецова Е.Я. "Определение содержания смолистых . веществ в топливах для реактивных двигателей оптическим методом" тезисы докладов XII отчетной НТК профессорско-преподавательского КНИГА за 1990 .., Киев, КИНГА,1991.

10. Кузнецова Е.Я. "Исследование смолообразования в топливе РТ под действием ближнего ультрафиолетового и видимого излучения', стр.131. Тези допов!дей, "Звпла науково-техн!чна конференция наукових колектшь1д ун1вергнтету за 1994 р.", 12-14 KBiTHfl 1995 р. Кшв, 1995 р. -

11.Кузнецова О.Я. "Визначення адатноей до смолоутворення реактив них палив п1д час збер1ганкй-", XVI зв1тна науково-тохн1чна кон ферешЦя ун!верситету за 1995р., тези доповщей, 12-17 кв!тня 1996 р.

Аноташк

Кузнецова Е.Я. Оптимизация управления режимами хранения топлива для реактивных двигателей при эксплуатации авиационной тех» кр. Диссертация на соискание ученой степени кандидата ; технических наук по специальности 05.22. U "Эксплуатация воздушного транспорта", Kin гкий международный университет гражданской авиации, Киев, 1997г. В работе представлены результаты исследований возможности создания прибора для определения содержания смолистых веществ р топливах для РД и оценки склонности к смлообразовашно по величине, ох магнитооптической активности. Установлено, что величина магнитооптической активности смолистых веществ' не зависит от углеводородного составатоплап и линейно возростает с увеличением концеитрациисмолвтол^иве. Предлагаемый метод оценки склонности к смолообразошшшатошшваПозволяет обнаружить начало изменения качества топлива при хранении. Совместный учет изменения свойств топлива и изменения надежности топливных насосов позволяет осуществлять объективное управление режимами контроля качества тошшва на содержание в нем смолистых загрязняющих примесей

Kuznetsova H.J. Optimisation operation of conditions storage of fuels for jet engine on exportation aviation technigue.

The thesis is for. candidate of technical sciences degree on a speciality 05.22.14 / "Operation ofanair transport" Kiev International University of Civil Aviati n, Kiev, 1997. In the wo - are submitted results of research opportunity making of a meter for the determination extent of tars substances'in aviation fuels and far valuation tendency to tars formation on valua them magnetooptlcal activity. It was established that yalue magnetoopticalactMty of tars'substances Is not dependent on hidrocarbon composition of fuels and lineanly increases with rise concentration of tars inti; luel. Prooosed method valuation tendency to tars formation of fuel allows detect start of alteration in the quality of fuels on storage. Joint accounting alteration in the property of fuel on storage and alteration in dependence of fuel pumps allows exefcise objective i^eraatloe of conditions fuel's quality control to content tars contaminating mix inco them.

Ключов! слова: ашацМнэ техшка, паливо для РД, смолист} ¡»човннп, здатв1сп> до смолоутворення, режима збер1гакня, «лтвмальне керування.