Frage:
Warum verwenden Düsentriebwerke Kerosin anstelle von Benzin?
yippy_yay
2015-03-05 04:13:37 UTC
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Könnten Sie einen Jet mit Benzin fahren? Warum verwenden alle Düsentriebwerke Kerosin?

Schreiben eines Kommentars, da ich nur eine teilweise Antwort habe: "Das PT6A-Triebwerk ist für den Betrieb mit allen kommerziellen Düsentreibstoffen JP-4, JP-5 und für maximal 150 Stunden während einer Überholungszeit mit allen Flugbenzinqualitäten zugelassen. Bestimmte Dieselkraftstoffqualitäten sind als alternative Kraftstoffe für die eingeschränkte Verwendung zugelassen. " http://www.pwc.ca/files/en/Know_your_PT6A.pdf
Eine bessere Frage ist, warum Autos eher mit Benzin als mit Kerosin betrieben werden.
Autos fahren mit Benzin oder Diesel (ähnlich wie Kerosin). Da beide Kolbenmotoren sind, sind die Unterschiede ziemlich groß, z. Dieselmotoren haben die doppelte Kompression von Benzinmotoren, unterschiedliche Zündungen und so weiter. Sie können den einen nicht mit dem anderen Kraftstoff fahren. Aber es ist nicht so klar, warum es bei Düsentriebwerken anders ist.
@sweber die Zündung für Düsen ist anders (in die bereits gezündete Kammer sprühen, anstatt in den Kolben zu komprimieren)
Natürlich. Ich meine: Bei Kolbenmotoren gibt es einen großen Unterschied zwischen Benzin und Diesel. Es scheint jedoch kein großer Unterschied zu sein, wenn Sie Kerosin / Diesel / Benzin in eine bereits brennende Flamme sprühen. Während der Unterschied für Kolbenmotoren offensichtlich ist, gilt dies nicht für Jets. Wir wissen bereits, dass der PT6A Avgas und Kerosin nimmt. Also verstehe ich Arons Kommentar nicht.
Jedes Mal, wenn ich Leute "Kerosin" als Düsentreibstoff sagen höre, scheint es einfach komisch. Ich bin auf einem Bauernhof aufgewachsen; Ich weiß, was Kerosin ist. Es ist das Zeug, das du in eine Laterne steckst, damit du sehen kannst, wie du nachts rausgehst und die Kuh melkst. Es ist viel weniger flüchtig als beispielsweise Benzin. Es brennt langsam und (relativ) kühl, was es großartig für eine Laterne macht, aber - ich würde mir vorstellen - schrecklich für Kraftstoff. Ist das eine andere Art von Kerosin?
@MasonWheeler es ist das [gleiche Zeug] (http://en.m.wikipedia.org/wiki/Kerosene) (siehe dritten Absatz)
@raptortech97: Warum ist also etwas, das - zumindest auf den ersten Blick - ein Kraftstoff von viel geringerer Qualität zu sein scheint als Benzin, das in einer Anwendung verwendet wird, die einen viel höheren Energiebedarf aufweist als selbst die schwersten Benzinmotoren?
@raptortech97: Ich habe keine Energiedichte gesagt. Ich sagte, dass der Energiebedarf * (die erforderliche Leistung) für die Luftfahrt viel höher ist als für den Bodentransport. Warum also einen Kraftstoff mit geringerer Dichte verwenden? Das scheint ineffizient.
Militärische Turbinentriebwerke sind für den Betrieb mit allem von Avgas bis Heizöl ausgelegt, sind jedoch für den Betrieb mit JP4 / JP5 (ungefähr das Gewicht von Kerosin) optimiert. Wenn Sie einen dieser anderen Kraftstoffe verwenden, müssen die Motoren anschließend umfassend gewartet werden. Düsentreibstoff hat eine höhere Energiedichte als Benzin: http://en.wikipedia.org/wiki/Energy_density#Energy_densities_of_common_energy_storage_materials
@raptortech97 - Düsentreibstoff * hat * eine geringfügig [höhere Energiedichte] (https://en.wikipedia.org/wiki/Energy_density) als Benzin, sowohl nach Gewicht als auch nach Volumen: 46 MJ / kg und 37,4 MJ / l gegenüber 44,4 / 32,4 für Benzin (und 48 / 35,8 für Dieselkraftstoff)
@Johnny danke für die Korrektur. Ich muss wirklich aufhören, so viel mit dem Mund zu rennen
@MasonWheeler Sie planen, Paraffinraketen (Kerzenwachs) herzustellen. Das Zeug in einem Streichholzkopf ist genauso wie Brandbomben im Militär. Nur weil etwas * unschuldig * aussieht, heißt das nicht, dass es in allen Anwendungen vorhanden ist. Eine Laterne kann stundenlang brennen - stellen Sie sich vor, dass Energie innerhalb von Sekunden (mit) freigesetzt wird.
@Johnny Wenn ich im Internet schaue, bekomme ich alle möglichen spezifischen Energien. [Diese Seite] (https://people.hofstra.edu/geotrans/eng/ch8en/conc8en/energycontent.html) zeigt Benzin bei 45,8 und Kerosin bei 46,3, aber Düsentreibstoff niedriger bei 43,3.
[Diese Site] (http://www.appropedia.org/Energy_content_of_fuels) zeigt die gleichen #. [Diese Site] (http://hypertextbook.com/facts/2003/EvelynGofman.shtml) zeigt verschiedene Nummern aus verschiedenen Quellen. Sie scheinen alle eine andere - und niedrigere - Zahl für Düsentreibstoff aufzuweisen als für Kerosin.
@MasonWheeler: _Liquid_ Kerosin verbrennt viel langsamer als _Liquid_ Benzin. Es hat auch einen viel niedrigeren Dampfdruck und einen viel höheren Flammpunkt als Benzin. Wenn es als feiner Nebel in ein im Wesentlichen tobendes Feuer gesprüht wird, brennt es genauso schnell und so leicht wie Benzin. Somit funktioniert Kerosin genauso gut wie Düsentreibstoff wie Benzin (tatsächlich funktioniert es aufgrund seines niedrigeren Dampfdrucks und damit des geringeren Auskochens, wodurch die Kraftstoffverluste verringert werden, wahrscheinlich erheblich besser) und ist weitaus sicherer zu handhaben. Der Versuch, Benzin für einen Flughafen voller Jets zu verwenden, wäre schrecklich gefährlich.
Sechs antworten:
paul
2015-03-05 06:39:54 UTC
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Sie können ein Turbinentriebwerk davon überzeugen, mit fast allem zu fahren, was brennen kann. Die Entscheidung, welcher Kraftstoff tatsächlich verwendet werden soll, hängt also von den Nebenfaktoren ab, einschließlich, aber nicht beschränkt auf:

  • Verfügbarkeit
  • Kosten
  • Emissionen
  • Temperatur im heißen Abschnitt
  • chemische Reaktionen mit Motorteilen

Spezifische Beispiele:

  • Kohlenstaub ist ziemlich schwer zu behandeln Pumpen Sie herum, und die Rampies mögen es nicht,
  • flüssigen Wasserstoff (der im Space Shuttle verwendet wird) zu schaufeln. Er erfordert viel Speicherplatz und hat die böse Angewohnheit, alles einzufrieren, was er berührt, wie Rampies.
  • Ethylacetylendecaboran ist unangenehm giftig (wieder Rampies Union) und die Verbrennungsnebenprodukte waren ziemlich abrasiv für die Innereien des Motors.
  • Trimethylaluminium würde die Motorkomplexität verringern (keine Zünder erforderlich), da es die unangenehme Angewohnheit hat, sich sofort zu entzünden Bei Kontakt mit Luft sind Leckagen daher ziemlich gefährlich.
  • Erdgas wird üblicherweise als Turbinenbrennstoff in Pumpstationen verwendet: Es ist bereits vorhanden und daher "frei". Die erforderlichen Druckbehälter machen die Verwendung als Flugzeugtreibstoff unpraktisch.

Kerosin wurde also im Grunde zum Standardturbinenkraftstoff, weil es:

  • billig: Kerosin herstellt einen ziemlich großen Teil des Rohöls. Wenn Sie Ihre Kraftstoffmenge in Tonnen messen, machen ein paar Cent pro Liter einen Unterschied.
  • sicher zu handhaben: relativ ungiftig, entzündet sich nicht so leicht
  • lagerfähig und transportabel bei unedlen Strukturmetallen verstopft
  • den Motor nicht
Könnten Turbinen nicht einfach auf Rampies laufen?
Es ist bekannt, dass die größeren Motoren gelegentlich an ihnen naschen.
Macht eine Veränderung von Vögeln, nehme ich an. Schade, dass das umweltfreundliche Freiland-Triebwerk mit Vogelantrieb nicht wirklich viel Erfolg hatte.
Industriegasturbinen können und können mit fast allem betrieben werden. Es gibt einen Strom namens "Raffineriegas", der übersetzt "etwas leichter als Pentan, das die Raffinerie nicht will und nicht speichern kann". Dies schließt Wasserstoff, Kohlenmonoxid und Kohlenwasserstoffe ein. Häufig werden sie mit Inerten wie Stickstoff gemischt (Gemische aus Kohlenwasserstoff und Stickstoff sind schwer zu trennen). Es wird erwartet, dass dieselbe Turbine mit Kero- oder Gasöl betrieben wird, wenn dies im Überschuss ist, oder zum Starten. Zur NOX-Kontrolle wird auch Wasser injiziert. Das einzige Problem ist, wie Sie sagen, keine festen Rückstände zu hinterlassen, die den Motor verstopfen.
@NobodySpecial: Gib mir auch ein paar Rampies, ich liebe alle Arten von Kuchen ... Ein bisschen ernster: Wird Kerosin wirklich als Gleitmittel verwendet? Ich habe das zum ersten Mal gehört, aber es klingt logisch.
@PatricHartmann - Kerosin und Diesel müssen Schmiereigenschaften haben, damit die Hochdruck-Kraftstoffeinspritzpumpen in Selbstzündungsmotoren (Gasturbine, Dieselkolben) nicht auseinanderfallen - sonst können sie nicht geölt werden!
Vielleicht schön zu erwähnen, * warum * Kolbenmotoren so wählerisch sind: Benzin sollte * nur * zünden, wenn Sie einen Funken daran halten; Diesel sollte sich * sofort * entzünden, wenn er in einen heißen Zylinder gesprüht wird. In einem Strahltriebwerk wird Kraftstoff ohnehin in apokalyptische Verbrennungsbedingungen gesprüht, so dass man einen weniger "wählerischen" Kraftstoff haben kann.
@sanchises: Benzin ist leichter zu entzünden als Diesel oder Kerosin. Der Grund, warum ein funkengezündeter Motor nur mit Benzin betrieben werden kann, ist, dass der Funke den schwereren Kraftstoff überhaupt nicht entzündet oder zu langsam brennt. Im Selbstzündungsmotor ist die Temperatur viel höher, so dass sogar Diesel gezündet wird. Dies erhöht übrigens auch den thermodynamischen Wirkungsgrad (weshalb Dieselmotoren etwa ein Drittel weniger verbrauchen als Benzinmotoren).
@UnrecognizedFallingObject: Vielen Dank für die Klarstellung! Es macht jetzt Sinn, ich hatte nur nie wirklich über dieses Problem nachgedacht. Vielen Dank, dass Sie dies klarer gemacht haben.
Was ist ein Rampy?
@MarcusJ-Slangbegriff für Bodenpersonal; d.h. die Leute, die die Flugzeuge laden und entladen, sie auf der Rampe mit Treibstoff füllen usw. (oder auf dem Vorfeld, je nachdem, wo auf der Welt Sie sich befinden)
Ich verstehe, ich bin Muricaner, habe diesen Begriff noch nie gehört, aber ich weiß nicht viel über Luftfahrt oder Flughäfen, aber ich bin interessiert. :) :)
Ich dachte, das größte Problem mit Kohlenstaub als Turbinenbrennstoff sei, dass er Asche produzierte, die die Schaufeln beschädigte.
UnrecognizedFallingObject
2015-03-06 07:13:12 UTC
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In einem modernen Turbofan-Motor wird Kraftstoff nicht nur im Motor verbrannt und zum Schmieren von Teilen wie Kraftstoffpumpen und Steuerungen verwendet, sondern auch als Hydraulikflüssigkeit Dies wird auch verwendet, um Dinge wie Einlassleitschaufeln und variable Statorschaufeln in vielen Motoren sowie exotischeres Zubehör wie bewegliche Düsen und Einlassrampen anzutreiben.

Dies bedeutet, dass Benzin häufig nicht vorhanden ist Dies wird von größeren Flugturbinen toleriert, da es bei einer so niedrigen Temperatur siedet, dass es in feldhydraulischen (oder anderen Kraftstoffsystem-) Teilen abkocht und deren Betrieb stört, zusätzlich zu den Schmier- und Bleiverunreinigungsproblemen, die es offensichtlich darstellen würde. Selbst weit geschnittene Düsentreibstoffe wie JP-4 und Jet-B dürfen aufgrund der damit verbundenen Volatilitätsprobleme nicht in größeren Turbofans eingesetzt werden (dies ist ein Zitat aus dem Abschnitt 777 QRH Limitations):

Die Verwendung von JP-4- und Jet B-Kraftstoffen ist verboten.

Thomas McKelvey
2015-03-05 06:10:55 UTC
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Aus meiner Ausbildung geht hervor, dass die Grenzwerte für die Verwendung von Avgas durch PT6 mit seiner Fähigkeit zusammenhängen, die Kraftstoffpumpen des Motors zu schmieren, und mit der Bleiverunreinigung des heißen Abschnitts, die sich aus dem Avgas ergibt. Ich kann nichts über die Toleranzen anderer Triebwerke sagen, aber einige militärische Düsentreibstoffe haben viel flüchtigere Komponenten als reine Kerosin- und Schiffsgasturbinen, die mit Diesel betrieben werden. Der Brennstoff einer Turbine hängt nicht immer davon ab, was sie verbrennen kann, sondern davon, wie praktisch und wirtschaftlich es ist, sie zu speisen.

diogenes
2015-06-17 23:32:10 UTC
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Entschuldigung, wenn dies tangential ist, aber andere Eigenschaften von Kerosin (auch bekannt als Kerosin) als Turbinenbrennstoff angesprochen wurden. Meines Wissens basieren alle "Düsentreibstoffe" (für den Einsatz in Flugzeugen) auf Kerosin.

Eine weitere Eigenschaft von Düsentreibstoff, die nicht erwähnt wurde, ist der Gefrierpunkt, an dem die Viskosität aufgrund von Wachsbildung sowie Pumpen und Filtern abfällt beginnen zu verstopfen. Gewöhnliches Kerosin (wie es in Laternen und Raumheizgeräten verwendet wird) muss selten mit Temperaturen unter Null (z. B. -40 ° C) und einer Höhe von 30.000 Fuß umgehen.

Wichtig ist auch die Flüchtigkeit, die bei niedrigen Temperaturen verringert werden kann und die Verbrennung behindert.

siehe http://www.shell.com/global/products-services/solutions -für Unternehmen / Luftfahrt / Shell-Aviation-Kraftstoffe / Kraftstoffe / Typen / Civil-Jet-Kraftstoff-Typen.html für verschiedene Kraftstoffe und deren Gefrierpunkte.

Tom Johnson
2015-03-06 06:52:10 UTC
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Die sehr hohen Temperaturen von Strahltriebwerken führen dazu, dass Benzin ein schlechter Kraftstoff ist, da es dazu neigt, zu schnell zu verbrennen. Kerosin, das an einigen Stellen routinemäßig als "Kraftstofföl" bezeichnet wird, vermeidet Vorzündungsprobleme (und einige Sicherheitsrisiken), genau wie Gas mit höherer Oktanzahl das Klopfen der Zündkerze verhindert. Die ultimative Steuerung der Zündung erfolgt durch die Verwendung von Dieselkraftstoff (der an einigen Stellen auch routinemäßig als Heizöl bezeichnet wird). Deshalb verwenden große Lastkraftwagen Diesel: Diese Steuerung bietet ihnen die beste Kraftstoffeffizienz, die ihre Motoren haben können. Aber Diesel lässt kein Düsentriebwerk laufen. Benzin ist für ein Düsentriebwerk zu flüchtig. Dieselkraftstoff ist für einen Jet nicht GENUG flüchtig.

Das Problem beim Betrieb von Diesel in einem Strahltriebwerk sind die Zünder - das Triethylboransystem des SR-71 würde Diesel problemlos entzünden! (Diesel funktioniert in der SR-71 aus verschiedenen anderen Gründen nicht durch den Umschlag, aber das Zündsystem in diesem Flugzeug gehört nicht dazu, und ich vermute, dass ein J58 im Notfall mit Diesel fahren würde, wenn auch mit einem schwerwiegenden begrenzte Flughülle.)
Die extreme Verbrennungsrate von Benzin macht es aus einem viel einfacheren Grund zu einem schlechten Kraftstoff: Der Unterschied in den Verbrennungsraten ist bei den flüssigen Kraftstoffen noch deutlicher. Eine Flamme breitet sich auf der Oberfläche eines Benzinbeckens etwa sechsmal so schnell aus wie über einem Kerosinbecken, und Benzin hat auch einen viel höheren Dampfdruck und einen Flammpunkt unter den normalsten Umgebungstemperaturen (!). Sogar Jet B, eine Mischung aus Kerosin und Benzin, hat Sicherheitsprobleme aufgrund der übermäßigen Begeisterung von Benzin, Feuer zu fangen. reines Benzin ist viel zu gefährlich, um als Düsentreibstoff verwendet zu werden.
Paul
2015-08-10 02:04:00 UTC
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Als ich in der Royal Navy war, haben wir Olympus-Gasturbinen für schnelle Leistung und Geschwindigkeit betrieben. Dies waren zufällig die gleichen Turbinen, die Concord im Dienst benutzte. Wir haben sie mit Marine Quality Diesel betrieben und hatten keine Probleme.

Auch hier könnten die Temperaturen ein echtes Problem sein, und die Tatsache, dass Sie mit Kraftstoffen mit höherer Oktanzahl mehr Leistung erhalten, mit all der Technologie, die Sie heutzutage für eine billigere Alternative halten würden.

Selbstzündungskraftstoffe (zumindest in Dieseln) werden mit Cetan bewertet - wie jeder, der Jet-A in seinen Avgas-Trinker gegeben hat, Ihnen sagen wird, hat Jet-A genau 0 Oktan!
fantastische Infos!


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