سوخت جت
سوخت جت یکی از انواع مهم سوخت‌های مورد استفاده در صنعت هوانوردی است که برای تأمین انرژی موتورهای جت هواپیماها استفاده می‌شود. سوخت جت دارای ویژگی‌ها و ترکیبات خاصی است که آن را برای استفاده در شرایط سخت پرواز مناسب می‌سازد. در ادامه، اطلاعات کاملی در مورد انواع، ترکیبات، ویژگی‌ها و استانداردهای سوخت جت آورده شده است.
1. انواع سوخت جت
Jet A و Jet A-1
- Jet A: بیشتر در ایالات متحده استفاده می‌شود و نقطه انجماد آن حدود -40 درجه سانتیگراد است.
- Jet A-1: استاندارد جهانی است و نقطه انجماد آن حدود -47 درجه سانتیگراد است. این سوخت به دلیل دمای انجماد پایین‌تر، در مناطق سردسیر و برای پروازهای بلندمدت مناسب‌تر است.
Jet B
- سوختی با پایه نفتی است که دارای ترکیبی از نفت سفید و بنزین می‌باشد. این سوخت نقطه انجماد بسیار پایینی دارد (حدود -60 درجه سانتیگراد) و در شرایط بسیار سرد و برای پروازهای نظامی و تجاری خاص استفاده می‌شود.
JP-8
- یک نوع سوخت نظامی است که مشابه Jet A-1 می‌باشد اما دارای افزودنی‌های بیشتری برای جلوگیری از یخ‌زدگی و خوردگی است. این سوخت توسط ناتو استفاده می‌شود.
JP-5
- سوخت جت نظامی است که دارای نقطه انجماد و نقطه فلش بالا است و برای استفاده در هواپیماهای ناو هواپیمابر طراحی شده است.
2. ترکیبات سوخت جت
سوخت جت معمولاً ترکیبی از هیدروکربن‌های مختلف از جمله پارافین‌ها، نفتن‌ها و آروماتیک‌ها است. این ترکیبات به دقت تنظیم می‌شوند تا ویژگی‌های لازم برای کارکرد ایمن و مؤثر در شرایط مختلف پروازی فراهم شود.
- پارافین‌ها: هیدروکربن‌های اشباع با زنجیره‌های مستقیم یا شاخه‌دار.
- نفتن‌ها: هیدروکربن‌های اشباع با ساختار حلقوی.
- آروماتیک‌ها: هیدروکربن‌های حاوی یک یا چند حلقه بنزنی که در افزایش قدرت ضد‌خوردگی سوخت نقش دارند.
3. ویژگی‌های سوخت جت
- نقطه انجماد: دمایی که در آن سوخت به حالت جامد تبدیل می‌شود. برای سوخت جت این دما باید بسیار پایین باشد تا در ارتفاعات بالا که دما بسیار پایین است، سوخت کارایی خود را از دست ندهد.
- نقطه فلش: دمایی که در آن سوخت می‌تواند بخارهای قابل اشتعال تولید کند. نقطه فلش سوخت جت باید بالا باشد تا خطر اشتعال در دمای محیط کاهش یابد.
- چگالی: چگالی سوخت جت باید در محدوده مشخصی باشد تا بتواند انرژی مورد نیاز برای موتورهای جت را تأمین کند.
- قدرت ضد‌خوردگی: سوخت جت باید دارای افزودنی‌های ضد‌خوردگی باشد تا از آسیب به سیستم‌های سوخت‌رسانی جلوگیری کند.
- پایداری حرارتی: سوخت جت باید در دماهای بالا پایداری خود را حفظ کند و تجزیه نشود.
4. استانداردهای سوخت جت
- ASTM D1655: استانداردی برای سوخت‌های جت تجاری است که ترکیب، ویژگی‌ها و آزمون‌های مورد نیاز برای سوخت جت را مشخص می‌کند.
- DEF STAN 91-91: استاندارد بریتانیایی برای سوخت جت A-1 که به طور گسترده در جهان پذیرفته شده است.
- MIL-DTL-83133: استاندارد نظامی ایالات متحده برای سوخت JP-8.
- NATO F-34: استاندارد ناتو برای سوخت JP-8.
5. افزودنی‌های سوخت جت
- ضد یخ: برای جلوگیری از تشکیل یخ در سیستم سوخت‌رسانی.
- ضد خوردگی: برای محافظت از سیستم‌های سوخت‌رسانی و موتور.
- ضد اکسیداسیون: برای جلوگیری از تجزیه شیمیایی سوخت در دماهای بالا.
- بهبوددهنده‌های عدد سیتان: برای افزایش کیفیت احتراق.
6. مسائل زیست‌محیطی و ایمنی
سوخت جت با تولید آلاینده‌هایی مانند CO2، NOx و ذرات معلق به محیط‌زیست آسیب می‌رساند. تلاش‌های جهانی برای کاهش اثرات زیست‌محیطی سوخت‌های جت شامل توسعه سوخت‌های جایگزین مانند سوخت‌های زیستی و سوخت‌های مصنوعی است.
آنالیز سوخت جت A-1
- چگالی در 15°C: چگالی سوخت در دمای 15 درجه سانتیگراد باید بین 0.775 تا 0.840 گرم بر سانتی‌متر مکعب باشد.
- نقطه جوش اولیه و نهایی: سوخت باید نقطه جوش اولیه حداقل 150°C و نقطه جوش نهایی حداکثر 300°C داشته باشد تا محدوده جوش مناسبی برای احتراق کارآمد فراهم شود.
- نقطه اشتعال: نقطه اشتعال حداقل 38°C است که دمایی است که در آن سوخت می‌تواند مخلوط قابل اشتعال با هوا تشکیل دهد.
- نقطه انجماد: نقطه انجماد حداکثر -47°C است که اطمینان می‌دهد سوخت در ارتفاعات بالا که دما بسیار پایین است، به حالت مایع باقی می‌ماند.
- ویسکوزیته در -20°C: ویسکوزیته نباید بیش از 8.0 mm²/s در -20°C باشد تا ویژگی‌های جریان مناسب در شرایط سرد را تضمین کند.
- محتوای گوگرد: محتوای گوگرد نباید بیش از 0.3% وزنی باشد تا انتشار دی‌اکسید گوگرد و خوردگی به حداقل برسد.
- عدد دود: عدد دود حداقل 25 mm است که نشان‌دهنده کیفیت خوب احتراق با تولید دود کم می‌باشد.
- محتوای آروماتیک و نفتنیک: محتوای آروماتیک نباید بیش از 25% حجمی باشد، در حالی که محتوای نفتنیک باید حداقل 30% حجمی باشد تا تعادل شیمیایی و پایداری مناسب فراهم شود.
- محتوای هیدروژن: محتوای هیدروژن باید حداقل 13.4% وزنی باشد که به محتوای انرژی کلی سوخت کمک می‌کند.
- پایداری حرارتی: سوخت باید آزمون پایداری حرارتی را گذرانده باشد تا اطمینان حاصل شود که می‌تواند دماهای بالا را بدون تخریب تحمل کند.
- آب و رسوبات: حداکثر محتوای آب و رسوبات 30 mg/L است تا خلوص سوخت و جلوگیری از مسدود شدن سیستم‌های سوخت‌رسانی را تضمین کند.
- آزمایش میکروبی: سوخت باید آزمون‌های میکروبی را گذرانده باشد تا اطمینان حاصل شود که از آلودگی میکروبی که می‌تواند باعث تخریب سوخت و مشکلات عملیاتی شود، عاری است.
آنالیز سوخت جت A
- چگالی در 15°C: چگالی سوخت در دمای 15 درجه سانتیگراد باید بین 0.775 تا 0.840 گرم بر سانتی‌متر مکعب باشد.
- نقطه جوش اولیه و نهایی: سوخت باید نقطه جوش اولیه حداقل 150°C و نقطه جوش نهایی حداکثر 300°C داشته باشد تا محدوده جوش مناسبی برای احتراق کارآمد فراهم شود.
- نقطه اشتعال: نقطه اشتعال حداقل 38°C است که دمایی است که در آن سوخت می‌تواند مخلوط قابل اشتعال با هوا تشکیل دهد.
- نقطه انجماد: نقطه انجماد حداکثر -40°C است که اطمینان می‌دهد سوخت در ارتفاعات بالا که دما بسیار پایین است، به حالت مایع باقی می‌ماند.
- ویسکوزیته در -20°C: ویسکوزیته نباید بیش از 8.0 mm²/s در -20°C باشد تا ویژگی‌های جریان مناسب در شرایط سرد را تضمین کند.
- محتوای گوگرد: محتوای گوگرد نباید بیش از 0.3% وزنی باشد تا انتشار دی‌اکسید گوگرد و خوردگی به حداقل برسد.
- عدد دود: عدد دود حداقل 25 mm است که نشان‌دهنده کیفیت خوب احتراق با تولید دود کم می‌باشد.
- محتوای آروماتیک و نفتنیک: محتوای آروماتیک نباید بیش از 25% حجمی باشد، در حالی که محتوای نفتنیک باید حداقل 30% حجمی باشد تا تعادل شیمیایی و پایداری مناسب فراهم شود.
- محتوای هیدروژن: محتوای هیدروژن باید حداقل 13.4% وزنی باشد که به محتوای انرژی کلی سوخت کمک می‌کند.
- پایداری حرارتی: سوخت باید آزمون پایداری حرارتی را گذرانده باشد تا اطمینان حاصل شود که می‌تواند دماهای بالا را بدون تخریب تحمل کند.
- آب و رسوبات: حداکثر محتوای آب و رسوبات 30 mg/L است تا خلوص سوخت و جلوگیری از مسدود شدن سیستم‌های سوخت‌رسانی را تضمین کند.
- آزمایش میکروبی: سوخت باید آزمون‌های میکروبی را گذرانده باشد تا اطمینان حاصل شود که از آلودگی میکروبی که می‌تواند باعث تخریب سوخت و مشکلات عملیاتی شود، عاری است.
آنالیز سوخت جت B
- چگالی در 15°C: چگالی سوخت در دمای 15 درجه سانتیگراد باید بین 0.75 تا 0.84 گرم بر سانتی‌متر مکعب باشد.
- نقطه جوش اولیه و نهایی: سوخت باید نقطه جوش اولیه حداقل 132°C و نقطه جوش نهایی حداکثر 288°C داشته باشد تا محدوده جوش مناسبی برای احتراق کارآمد فراهم شود.
- نقطه اشتعال: نقطه اشتعال حداقل -20°C است که دمایی است که در آن سوخت می‌تواند مخلوط قابل اشتعال با هوا تشکیل دهد.
- نقطه انجماد: نقطه انجماد حداکثر -60°C است که اطمینان می‌دهد سوخت در ارتفاعات بالا که دما بسیار پایین است، به حالت مایع باقی می‌ماند.
- ویسکوزیته در -20°C: ویسکوزیته نباید بیش از 8.0 میلی‌متر مربع بر ثانیه در -20°C باشد تا ویژگی‌های جریان مناسب در شرایط سرد را تضمین کند.
- محتوای گوگرد: محتوای گوگرد نباید بیش از 0.3% وزنی باشد تا انتشار دی‌اکسید گوگرد و خوردگی به حداقل برسد.
- عدد دود: عدد دود حداقل 20 میلی‌متر است که نشان‌دهنده کیفیت خوب احتراق با تولید دود کم می‌باشد.
- محتوای آروماتیک و نفتنیک: محتوای آروماتیک نباید بیش از 25% حجمی باشد، در حالی که محتوای نفتنیک باید حداقل 30% حجمی باشد تا تعادل شیمیایی و پایداری مناسب فراهم شود.
- محتوای هیدروژن: محتوای هیدروژن باید حداقل 13.4% وزنی باشد که به محتوای انرژی کلی سوخت کمک می‌کند.
- پایداری حرارتی: سوخت باید آزمون پایداری حرارتی را گذرانده باشد تا اطمینان حاصل شود که می‌تواند دماهای بالا را بدون تخریب تحمل کند.
- آب و رسوبات: حداکثر محتوای آب و رسوبات 30 میلی‌گرم بر لیتر است تا خلوص سوخت و جلوگیری از مسدود شدن سیستم‌های سوخت‌رسانی را تضمین کند.
- آزمایش میکروبی: سوخت باید آزمون‌های میکروبی را گذرانده باشد تا اطمینان حاصل شود که از آلودگی میکروبی که می‌تواند باعث تخریب سوخت و مشکلات عملیاتی شود، عاری است.