Question:
Pourquoi les moteurs à réaction utilisent-ils du kérosène plutôt que de l'essence?
yippy_yay
2015-03-05 04:13:37 UTC
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Pourriez-vous faire fonctionner un jet avec de l'essence? Pourquoi tous les moteurs à réaction utilisent-ils du kérosène?

Publier un commentaire parce que je n'ai qu'une réponse partielle: "Le moteur PT6A est approuvé pour fonctionner avec tous les carburants pour avions commerciaux, JP-4, JP-5 et pour un maximum de 150 heures pendant toute période de révision avec toutes les qualités d'essence d'aviation. Des qualités spécifiques de carburant diesel sont approuvées comme carburants de remplacement à usage restreint. " http://www.pwc.ca/files/en/Know_your_PT6A.pdf
Une meilleure question est de savoir pourquoi les voitures fonctionnent à l'essence plutôt qu'au kérosène.
Les voitures fonctionnent à l'essence ou au diesel (ce qui est similaire au kérosène). Comme les deux sont des moteurs à pistons, les différences sont assez grandes, par ex. Les moteurs diesel ont deux fois plus de compression que les moteurs à essence, un allumage différent, etc. Vous ne pouvez pas faire fonctionner l'un avec l'autre carburant. Mais on ne sait pas trop pourquoi c'est différent pour les moteurs à réaction.
@sweber l'allumage des jets est différent (pulvérisation dans la chambre déjà allumée plutôt que compression dans le piston)
Bien sûr. Je veux dire: pour les moteurs à pistons, il y a une grande différence entre l'essence et le diesel. Cependant, il ne semble pas y avoir de grande différence si vous pulvérisez du kérosène / du diesel / de l'essence dans une flamme déjà allumée. Ainsi, si la différence pour les moteurs à pistons est évidente, ce n'est pas pour les jets. On le sait déjà, le PT6A prend du gaz avg et du kersosène. Donc, je ne comprends pas le commentaire d'Aron.
Chaque fois que j'entends les gens dire «kérosène» comme carburant pour avion, cela me semble bizarre. J'ai grandi dans une ferme; Je sais ce qu'est le kérosène. C'est ce que vous mettez dans une lanterne pour que vous puissiez voir sortir et traire la vache la nuit. C'est beaucoup moins volatil que, disons, l'essence. Il brûle lentement et (relativement) froid, ce qui le rend idéal pour une lanterne, mais - j'imagine - horrible pour le carburant. S'agit-il d'un autre type de kérosène?
@MasonWheeler c'est la [même chose] (http://en.m.wikipedia.org/wiki/Kerosene) (jetez un œil au troisième paragraphe)
@raptortech97: Alors pourquoi est-ce que quelque chose qui - à première vue du moins - semble être un carburant de bien moins bonne qualité que l'essence utilisée dans une application qui pose une demande d'énergie beaucoup plus élevée que même les moteurs à essence les plus lourds?
@raptortech97: Je n'ai pas dit densité d'énergie. J'ai dit que la * demande * d'énergie (la production requise) est beaucoup plus élevée pour l'aviation que pour le transport terrestre, alors pourquoi utiliser un carburant de moindre densité? Cela semble inefficace.
Les moteurs à turbine militaires sont conçus pour fonctionner sur tout, du gaz avg au mazout, mais sont optimisés pour fonctionner au JP4 / JP5 (environ le poids du kérosène). Si vous utilisez l'un de ces autres carburants, les moteurs nécessiteront un entretien approfondi par la suite. Le carburéacteur a une densité d'énergie plus élevée que l'essence: http://en.wikipedia.org/wiki/Energy_density#Energy_densities_of_common_energy_storage_materials
@raptortech97 - Le carburéacteur * a * une légère [densité d'énergie] (https://en.wikipedia.org/wiki/Energy_density) que l'essence, à la fois en poids et en volume: 46 MJ / kg et 37,4 MJ / l contre 44,4 / 32,4 pour l'essence (et 48 / 35,8 pour le diesel)
Merci @Johnny pour la correction. J'ai vraiment besoin d'arrêter tellement de faire couler ma bouche
@MasonWheeler Ils prévoient de fabriquer des fusées à la paraffine (cire de bougie); le truc dans une tête d'allumette est tout comme des bombes incendiaires dans l'armée. Ce n'est pas parce que quelque chose * semble * innocent que c'est dans toutes les applications. Une lanterne peut brûler pendant des heures - imaginez que l'énergie est libérée (avec) en quelques secondes.
@Johnny La recherche sur le Web me donne toutes sortes d 'énergies spécifiques. [Ce site] (https://people.hofstra.edu/geotrans/eng/ch8en/conc8en/energycontent.html) montre l'essence à 45,8 et le kérosène à 46,3, mais le kérosène est inférieur à 43,3.
[Ce site] (http://www.appropedia.org/Energy_content_of_fuels) montre les mêmes #. [Ce site] (http://hypertextbook.com/facts/2003/EvelynGofman.shtml) montre plusieurs nombres différents provenant de différentes sources. Ils semblent tous montrer un nombre différent - et plus faible - pour le carburéacteur que pour le kérosène.
Le kérosène @MasonWheeler: _Liquid_ brûle beaucoup plus lentement que l'essence _liquid_. Il a également une pression de vapeur beaucoup plus faible et un point d'éclair beaucoup plus élevé que l'essence. Lorsqu'il est pulvérisé sous forme de brouillard fin dans ce qui est essentiellement un feu qui fait rage, il brûle aussi vite et aussi facilement que l'essence. Ainsi, le kérosène fonctionne aussi bien que le carburéacteur que l'essence (en fait, il fonctionne probablement beaucoup mieux, en raison de sa pression de vapeur plus faible, et donc de son évaporation plus faible, ce qui réduit les pertes de carburant), et est beaucoup plus sûr à manipuler. Essayer d'utiliser de l'essence pour un aéroport plein de jets serait affreusement dangereux.
Six réponses:
paul
2015-03-05 06:39:54 UTC
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Vous pouvez persuader un moteur à turbine de fonctionner avec à peu près tout ce qui peut brûler. Ainsi, la décision quant au carburant à utiliser dépend des facteurs secondaires, y compris, mais sans s'y limiter:

  • disponibilité
  • coût
  • émissions
  • température de la section chaude
  • réactions chimiques avec des pièces de moteur

Exemples spécifiques:

  • La poussière de charbon est assez difficile à pomper et les rampes n'aiment pas pelleter
  • l'hydrogène liquide (utilisé dans la navette spatiale) nécessite beaucoup de stockage et a la mauvaise habitude de geler tout ce qu'il touche, comme les rampes.
  • l'éthylacétylènedécaborane est désagréablement toxique (union rampante à nouveau) et les sous-produits de combustion étaient plutôt abrasifs pour les entrailles du moteur
  • le triméthylaluminium réduirait la complexité du moteur (aucun allumeur nécessaire) car il a la mauvaise habitude de s'enflammer instantanément au contact de l'air, les fuites sont donc plutôt dangereuses.
  • Le gaz naturel est couramment utilisé comme carburant pour turbine dans les stations de pompage: il est déjà là et donc «gratuit». Les récipients sous pression requis rendent son utilisation peu pratique comme carburant d'avion.

Le kérosène est donc devenu le carburant standard pour les turbines car il est:

  • bon marché: le kérosène rend une fraction assez importante de pétrole brut. Lorsque vous mesurez votre charge de carburant en tonnes, quelques centimes par litre font une différence.
  • sûr à manipuler: relativement non toxique, ne s'enflamme pas si facilement
  • stockable et transportable dans les métaux de construction courants
  • n'obstrue pas le moteur
Les turbines ne pourraient-elles pas fonctionner sur des rampes?
Les plus gros moteurs sont connus pour les grignoter occasionnellement.
Cela change les oiseaux, je suppose. Dommage que le moteur à réaction écologique à volaille libre n'ait pas vraiment eu beaucoup de succès.
Les turbines à gaz industrielles peuvent fonctionner et fonctionnent avec à peu près n'importe quoi. Il existe un flux appelé «gaz de raffinerie» qui se traduit par «quelque chose de plus léger que le pentane que la raffinerie ne veut pas et ne peut pas stocker». Cela comprend l'hydrogène, le monoxyde de carbone et les hydrocarbures. Souvent, ils sont mélangés avec des inerts comme l'azote (les mélanges d'hydrocarbures et d'azote sont difficiles à séparer.) On s'attend à ce que la même turbine fonctionne au kero ou au gazole lorsque celui-ci est en excès, ou pour le démarrage. De l'eau est également injectée pour le contrôle des NOX. Le seul problème, comme vous le dites, est de ne pas laisser de résidu solide qui obstruerait le moteur.
@NobodySpecial: Donnez-moi aussi des rampies, j'aime toutes sortes de tartes ... Un peu plus grave: la kérosine est-elle vraiment utilisée comme lubrifiant? J'ai entendu cela la première fois mais cela semble logique.
@PatricHartmann - Le kérosène et le diesel doivent avoir des propriétés de lubrification pour empêcher les pompes d'injection de carburant haute pression des moteurs à allumage par compression (turbine à gaz, piston diesel) de s'effondrer - elles ne peuvent pas être huilées autrement!
Peut-être agréable de mentionner * pourquoi * les moteurs à pistons sont si pointilleux: l'essence ne doit * que * s'enflammer lorsque vous tenez une étincelle dessus; le diesel doit s'enflammer * immédiatement * lorsqu'il est pulvérisé dans un cylindre chaud. Dans un moteur à réaction, le carburant est de toute façon pulvérisé dans des conditions de combustion apocalyptiques, de sorte que l'on peut avoir un carburant moins «pointilleux».
L'essence @sanchises: est plus facile à enflammer que le diesel ou le kérosène. La raison pour laquelle le moteur à allumage par étincelle ne peut fonctionner qu'avec de l'essence est que l'étincelle n'enflammerait pas du tout le carburant le plus lourd ou brûlerait trop lentement. Dans le moteur à allumage par compression, la température est beaucoup plus élevée et enflamme même le diesel. Incidemment, cela augmente également l'efficacité thermodynamique (c'est pourquoi les diesels ont une consommation d'environ un tiers inférieure à celle des moteurs à essence).
@UnrecognizedFallingObject: Merci beaucoup pour cette clarification! Cela a du sens maintenant, je n'ai jamais vraiment pensé à ce problème. Merci d'avoir rendu cela plus clair.
Qu'est-ce qu'un rampy?
Terme d'argot @MarcusJ pour le personnel au sol; c'est-à-dire les gars qui chargent et déchargent les avions, les remplissent de carburant, etc. sur la rampe (ou le tablier, selon l'endroit où vous vous trouvez dans le monde)
Je vois, je suis Murican, je n'ai jamais entendu ce terme auparavant, mais je ne sais pas trop sur l'aviation ou les aéroports, mais cela m'intéresse. :)
Je pensais que le plus gros problème avec la poussière de charbon comme combustible pour turbine était qu'elle produisait des cendres qui endommageaient les pales.
UnrecognizedFallingObject
2015-03-06 07:13:12 UTC
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Dans un moteur à double flux moderne, le carburant n'est pas seulement brûlé dans le moteur et utilisé pour lubrifier des pièces telles que les pompes à carburant et les commandes, il est utilisé comme fluide hydraulique également - ceci est utilisé pour alimenter des éléments tels que les aubes de guidage d'admission et les aubes de stator variables dans de nombreux moteurs, ainsi que des accessoires plus exotiques tels que des buses mobiles et des rampes d'admission.

Cela signifie que l'essence n'est souvent pas toléré par les turbines d'aviation de plus grande taille, car il bout à une température si basse qu'il pourrait s'évaporer à l'intérieur des pièces du système d'alimentation en carburant (ou autre système d'alimentation en carburant) et interférer avec leur fonctionnement, au sommet des problèmes de lubrification et d'encrassement du plomb qu'il poserait évidemment. Même les carburants à réaction large comme le JP-4 et le Jet-B sont interdits dans certains turboréacteurs plus gros en raison des problèmes de volatilité qu'ils posent (ceci est une citation de la section 777 QRH Limitations):

L'utilisation de carburants JP-4 et Jet B est interdite.

Thomas McKelvey
2015-03-05 06:10:55 UTC
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D'après ma formation, les limites sur l'utilisation du PT6 de l'avgas sont liées à sa capacité à lubrifier les pompes à essence du moteur, et l'encrassement du plomb de la partie chaude qui résultera du gaz av. Je ne peux pas parler des tolérances des autres moteurs, mais certains carburants pour avions militaires ont des composants beaucoup plus volatils que le kérosène et les turbines à gaz marines fonctionnant au diesel. Le carburant d'une turbine n'est pas toujours déterminé par ce qu'elle peut brûler, mais par ce qu'il est pratique et économique de l'alimenter.

diogenes
2015-06-17 23:32:10 UTC
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Toutes mes excuses si c'est tangentiel mais d'autres propriétés du kérosène (alias kérosène) en tant que carburant pour turbine ont été évoquées. À ma connaissance, tous les «carburants pour avions» (destinés à un usage aérien) sont à base de kérosène.

Une autre propriété du carburéacteur qui n'a pas été mentionnée est le point de congélation où la viscosité diminue à cause de la formation de cire et des pompes et filtres commencent à se boucher. Le kérosène ordinaire (tel qu'il est utilisé dans les lanternes et les appareils de chauffage) doit rarement faire face à des températures inférieures à zéro (par exemple -40 ° C) et à 30000 pieds d'altitude.

La volatilité qui peut être réduite à basse température et empêcher la combustion est également importante.

voir http://www.shell.com/global/products-services/solutions -for-business / aviation / shell-aviation-fuels / fuels / types / civil-jet-fuel-grades.html pour différents carburants et leurs points de congélation.

Tom Johnson
2015-03-06 06:52:10 UTC
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Les températures très élevées des moteurs à réaction font que l'essence est un carburant médiocre car elle a tendance à brûler trop vite. Le kérosène, qui est couramment appelé "Fuel OIL" à certains endroits, évite les problèmes de pré-allumage (et certains risques pour la sécurité) tout comme le gaz à indice d'octane élevé évite le cognement des bougies. Le contrôle ultime de l'allumage provient de l'utilisation du carburant diesel (que l'on appelle AUSSI régulièrement le carburant à certains endroits), et c'est pourquoi les gros camions utilisent le diesel: ce contrôle leur donne le meilleur rendement énergétique que leurs moteurs peuvent avoir; mais Diesel ne fera pas fonctionner un moteur à réaction. L'essence est trop volatile pour un moteur à réaction; Le carburant diesel n'est pas assez volatil pour un avion à réaction.

Le problème avec le diesel dans un moteur à réaction, ce sont les allumeurs - le système de triéthylborane du SR-71 enflammerait le diesel sans problème! (Le diesel ne fonctionnera pas dans le SR-71 à travers son enveloppe pour diverses autres raisons, mais le système d'allumage de cet avion n'en fait pas partie, et je soupçonne qu'un J58 fonctionnerait au diesel en cas d'urgence, bien qu'avec un enveloppe de vol limitée.)
Le taux de combustion extrême de l'essence en fait un carburant médiocre pour une raison beaucoup plus simple: la différence des taux de combustion est encore plus visible dans les carburants liquides. Une flamme se propage sur la surface d'une piscine d'essence environ six fois plus vite que sur une piscine de kérosène, et l'essence a également une pression de vapeur beaucoup plus élevée et un point d'éclair inférieur à la plupart des températures ambiantes normales (!). Même Jet B, qui est un mélange de kérosène et d'essence, a des problèmes de sécurité dus à l'excès d'enthousiasme de l'essence pour prendre feu; l'essence pure est beaucoup trop dangereuse pour être utilisée comme carburant aviation.
Paul
2015-08-10 02:04:00 UTC
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Nous avons utilisé des turbines à gaz Olympus pour une puissance et des vitesses rapides lorsque j'étais dans la Royal Navy. Il s'agissait des mêmes turbines que Concord utilisait lorsqu'elle était en service. Nous les avons utilisés sur Marine Quality Diesel et n'avons eu aucun problème.

Encore une fois, c'est peut-être que la température - temps pourrait être un vrai problème, et le fait que vous obteniez plus de puissance avec des carburants à indice d'octane plus élevé, avec toute la technologie de nos jours, vous penseriez que ce serait une alternative moins chère.

Les carburants à allumage par compression (au moins dans les moteurs diesel) sont évalués par le cétane - comme tous ceux qui ont mis Jet-A dans leur buveur de gaz avg vous le diront, Jet-A a exactement 0 indice d'octane!
info fantastique!


Ce Q&R a été automatiquement traduit de la langue anglaise.Le contenu original est disponible sur stackexchange, que nous remercions pour la licence cc by-sa 3.0 sous laquelle il est distribué.
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