شیمی سوخت جت

[rohamavation]

سوخت موتورهای جت اغلب از ترکیبات هیدروکربنی تشکیل شدن. گازوئیل نفت جت یا هیدروکربن‌های مشابه از جمله موادی هستن که به عنوان سوخت در موتورهای جت استفاده میشن. مهمترین مولفه‌های شیمیایی سوخت جت عبارتند از هیدروژن و کربن و هیدروژن‌زنی (hydrogenation) آنها.
1. هیدروژن (Hydrogen):
هیدروژن یکی از اجزای اصلی سوخت موتورهای جت است. در اثر احتراق هیدروژن با اکسیژن هوا ترکیب شده و آب تولید می‌کند. این روند احتراق باعث ایجاد حرارت و افزایش فشار در محفظه احتراق میشه.
2. کربن (Carbon):
کربن نیز یک مولفه مهم در سوخت موتورهای جته. در فرآیند احتراق کربن با اکسیژن ترکیب میشه و دی‌اکسید کربن (CO2) تولید میگرده. این فرآیند احتراق کمیت زیادی انرژی حرارتی ایجاد میکن که سپس به انرژی حرکتی تبدیل میشه.
3. هیدروژن‌زنی (Hydrogenation):
برخی از سوخت‌های موتورهای جت مانند نفت جت هیدروژن‌زنی شده‌اند. در این فرآیند هیدروژن به مواد نفتی اضافه میشه تا ترکیبات سبک‌تر و باکیفیت‌تری برای استفاده در موتورهای جت ایجاد بشه.
4. اضافات (Additives):
سوخت موتورهای جت ممکن است به افزودنی‌ها (additives) نیز نیاز داشته باشد. این افزودنی‌ها ممکن است برای بهبود خصوصیات احتراق جلوگیری از افتکاک در سیستم‌ها و بهبود کیفیت سوخت مورد استفاده قرار گیرند.
تو سوختِ موتورهای جت اینجور موادهای افزودنی رو می‌زارن که کارایی و خصوصیات سوخت رو بهتر کنن یا مشکلاتی که ممکنه پیش بیان رفع کنن. این افزودنی‌ها می‌تونن تو زمینه‌های مختلفی مثل استقرار احتراق پاکیزگی موتور محافظت از سیستم‌ها و تجهیزات و کاهش آلودگی محیط زیست استفاده بشن. بعضی از افزودنی‌های معمول تو سوخت موتورهای جت اینجوری هستن:
١. افزودنی‌های ضد یخ:
این افزودنی‌ها رو به سوخت اضافه میکنن تا دمای انجماد سوخت رو کاهش بدن و از ایجاد یخ در سیستم سوخت جلوگیری کنن. این مسئله خیلی مهمه چون یخ می‌تونه سیستم‌های سوخت رو مسدود کنه و عملکرد موتور رو تحت تأثیر بذاره.
٢. افزودنی‌های ضد افتکاک:
بعضی از افزودنی‌ها برای جلوگیری از افتکاک در سیستم‌های سوخت و احتراق به سوخت اضافه می‌شن. افتکاک ممکنه ناشی از تجمع رسوبات و ذرات باشه که اثر احتراق می‌شن.
٣. افزودنی‌های پاکسازی:
این افزودنی‌ها برای پاک‌سازی و از بین بردن رسوبات و ذرات معلق در سوخت یا سیستم‌های احتراق اضافه میشن. این کار باعث میشه کیفیت سوخت بهتر بشه و عملکرد موتور رو بهبود بده.
٤. افزودنی‌های افزایش کیفیت احتراق:
برخی از افزودنی‌ها طراحی شدن که کیفیت احتراق رو بهبود بدن و انتشار آلاینده‌ها رو کم کنن. این افزودنی‌ها میتونن شامل ترکیباتی باشند که تو حرارت بالا تجزیه میشن و به عنوان کاتالیزورها عمل کنن.
٥. افزودنی‌های ضد حرارت:
تو شرایط با دماهای بالا که تو موتورهای جت پیش میاد افزودنی‌های ضد حرارت میتونن برای کنترل دمای سوخت و سیستم‌های احتراق استفاده بشن.
این افزودنی‌ها برای بهبود عملکرد افزایش عمر موتور کاهش آلودگی و افزایش بهره‌وری مصرف سوخت استفاده می‌شن.
این چند تا موادی که تو سوخت موتورهای جت می‌ریزن یه نوع اضافه کاری هستن که برای بهتر شدن خصوصیات و عملکرد سوخت یا حل مشکلاتی که ممکنه پیش بیان استفاده می‌شن. این اضافات چیزهایی مثل افتکاک جلوگیری می‌کنن که به خاطر اکسیداسیون مواد تو سوخت سوخت افت کنه و خراب بشه. این اکسیداسیون همزمان با اکسیژن هوا اتفاق می‌افته و فرآیند اکسایش رو ایجاد می‌کنه. این فرآیند می‌تونه باعث تولید رادیکال‌های آزاد بشه و تغییرات شیمیایی ناخواسته‌ای تو سوخت ایجاد کنه. این مواد اضافی کمک می‌کنن که این اکسیداسیون کاهش پیدا کنه و سوخت خوب بمونه.
برای مثال تعدادی از این مواد اضافی شامل چیزهای زیر هستن:
١. BHT (بوتیل هیدروکسی تولوئن):
BHT یه ماده آلیه‌ست که مثل آنتی‌اکسیدان عمل می‌کنه. اینو به سوخت اضافه می‌کنن تا از اینکه سوخت افت کنه و از اکسیداسیون مواد جلوگیری کنه.
٢. MTBE (متیل ترت بوتیل اتر):
MTBE یه ماده اکسیژنه‌ست که به عنوان آنتی‌اکسیدان و ضد افتکاک تو بنزین استفاده می‌شه. این ترکیب به سوخت کمک می‌کنه که با اکسیژن هوا بهتر ترکیب بشه و افتکاک کمتر بشه.
٣. آلفا-توکوفرول (ویتامین E):
آلفا-توکوفرول یه ترکیب آلیه‌ست که به عنوان یه آنتی‌اکسیدان تو سوخت استفاده میشه. این ترکیب به تأخیر اکسیداسیون مواد در سوخت کمک میکنه.
استفاده از این اضافات ضد افتکاک می‌تونه به عنوان یه راه حل موثر برای بهبود پایداری و کیفیت سوخت موتورهای جت تو شرایط مختلف دما و فشار باشه.
این مواد اضافی که تو سوخت موتورهای جت می‌ریزن یه سری افزودنی پاکسازی‌ان. این افزودنی‌ها برای پاک کردن و از بین بردن رسوبات و ذرات معلق در سوخت یا سیستم‌های احتراق استفاده می‌شن. این کار باعث می‌شه که سوخت بهتر باشه و عملکرد موتور بهتر بشه.
برای مثال تعدادی از این افزودنی‌های پاکسازی می‌تونن شامل چیزهای زیر باشن:
١. آنتی فومینگ (ضد جوش):
این افزودنی‌ها جلوی تشکیل حباب و جوش در سیستم‌های سوخت رو می‌گیرند. این حباب‌ها ممکنه توسط ذرات و رسوبات در سوخت ایجاد بشن و به عملکرد موتور آسیب بزنند.
٢. مواد تمیزکننده (کلینر):
این مواد برای از بین بردن رسوبات و کثیفی‌های موجود در سوخت یا سیستم‌های احتراق استفاده میشن. این کار باعث پاک شدن لوله‌ها فیلترها و سیستم‌های سوخت میشه.
٣. مواد آنتی یخ:
این افزودنی‌ها جلوی ایجاد یخ در سوخت را میگیرن. یخ میتونه سیستم‌های سوخت را مسدود کرده و عملکرد موتور را تحت تأثیر قرار بده.
٤. مواد ضد نشتی (سیلندر رینگ):
این مواد برای جلوگیری از نشت سوخت از سیلندر رینگ‌ها و قطعات دیگر درون موتور استفاده میشن.
این مواد اضافی که تو سوخت موتورهای جت اضافه می‌شن به منظور افزایش کیفیت احتراق هستن. این افزودنی‌ها می‌تونند بهبود بخشیدن به فرآیند احتراق کاهش آلاینده‌ها و افزایش بهره‌وری مصرف سوخت رو در نظر بگیرن.
برخی از این افزودنی‌های افزایش کیفیت احتراق ممکنه شامل موارد زیر باشن:
١. کاتالیزورها:
برخی از افزودنی‌ها که عمدتاً شامل فلزات نیکل پلاتین یا روی هستند به عنوان کاتالیزورها عمل می‌کنند. این مواد می‌توانند فرآیند احتراق را بهبود بخشیده و به افزایش کارایی موتور کمک کنند.
٢. مواد آلی محلول:
برخی از افزودنی‌ها از ترکیبات آلی مختلف تشکیل شده‌اند که می‌توانند در فرآیند احتراق موثر باشند. این مواد ممکنه در حضور حرارت بالا تجزیه بشند و به عنوان کاتالیزورها عمل کنند.
٣. تنظیم‌کننده‌های احتراق:
برخی از افزودنی‌ها به عنوان تنظیم‌کننده‌های احتراق عمل می‌کنند و میزان احتراق را کنترل می‌کنند. این مواد می‌توانند به بهبود توزیع یکنواخت سوخت در محفظه احتراق کمک کنند.
٤. تقویت‌کننده‌های احتراق:
برخی از افزودنی‌ها به عنوان تقویت‌کننده‌های احتراق شناخته میشن که می‌توانند میزان انرژی حاصل از احتراق را افزایش دهند.
٥. مواد تثبیت‌کننده احتراق:
برخی از افزودنی‌ها برای افزایش پایداری فرآیند احتراق و جلوگیری از جابه‌جایی غیرهندسی سوخت درون محفظه احتراق مورد استفاده قرار می‌گیرند.
افزودنی‌های ضد حرارت در سوخت موتورهای جت ممکن است برای کنترل دمای سوخت و سیستم‌های احتراق در شرایط با دماهای بسیار بالا مورد استفاده قرار گیرند. این افزودنی‌ها به منظور جلوگیری از افزایش دما به حدی که ممکن است باعث مشکلات عملکرد موتور یا آسیب به سیستم‌ها بشه اضافه میشن. برخی از افزودنی‌های ضد حرارت و کنترل دما شامل موارد زیر میشن:
افزودنی‌های خنک‌کننده (Coolants):
این افزودنی‌ها به عنوان مایعات خنک‌کننده عمل می‌کنند و به کاهش دمای سوخت و سیستم‌های احتراق کمک می‌کنند. از این مواد به عنوان یک نقطه اجرایی در سیستم خنک‌کننده استفاده میشه.
افزودنی‌های ضد حرارت و محافظت از مواد:
برخی از افزودنی‌ها ضد حرارت هستند و می‌توانند مواد در برابر دماهای بالا محافظت کنند. این مواد می‌توانند از تجزیه سریع و ناخواسته مواد در شرایط حرارتی شدید جلوگیری کنند.
افزودنی‌های مقاوم در برابر حرارت:
برخی از افزودنی‌ها با خصوصیات مقاوم در برابر حرارت طراحی شدن و می‌تونند در شرایط با دماهای بسیار بالا ساختار مولکولی خود را حفظ کرده و از تغییرات ناخواسته جلوگیری کنند.
افزودنی‌های حفاظتی در برابر اکسیداسیون:
افزودنی‌های ضد اکسیداسیون ممکن است برای جلوگیری از اکسیداسیون یا اکسیدشدن ناخواسته مواد در دماهای بالا به سوخت اضافه شوند.
افزودنی‌های ضد یخ حرارتی:
در شرایط دمایی پایین این افزودنی‌ها به عنوان ضد یخ عمل می‌کنند و در عین حال مقاومت در برابر دماهای بالا را نیز فراهم می‌کنند.
مؤلفه‌های اصلی سوخت جت هواپیماهای تجاری عبارتند از:
جت A (جت Avtur):
جت A یک نوع سوخت جت متداول در هواپیماهای تجاریه. این سوخت معمولاً از نفت خام استخراج میشه و بر اساس استانداردهای مختلفی مانند DEF STAN 91-91 یا ASTM D1655 تولید میشه. این سوخت دارای خصوصیات خاصی است که باعث سازگاری با موتورهای هواپیما میشه.
جت A-1 (جت Avtur-1):
جت A-1 نیز یک نوع سوخت جت است که مشخصات فنی خاصی دارد. این سوخت اغلب در مناطق سرد تر استفاده میشه و در مقایسه با جت A دارای نقطه انجماد پایین‌تری است.
سوخت جت B (Jet B):
این نوع سوخت جت حاوی مخلوطی از نفت خام و بنزین است. سوخت جت B به خاطر دمای انجماد پایین‌تر و خصوصیات خاص مواقع خاصی مثل مناطق سرد تر یا برخی هلیکوپترها استفاده میشه.
سوخت مورد استفاده در جنگنده‌ها به عنوان "سوخت جت نظامی" شناخته میشه. این سوخت‌ها عمدتاً برای استفاده در موتورهای هواپیماهای نظامی طراحی و تولید میشن و خصوصیاتی دارند که با شرایط عملیات نظامی سازگار هستند.
نوعی از سوخت‌های جت نظامی عبارتند از:
JP-4 (Jet Propellant-4):
JP-4 یکی از سوخت‌های جت نظامی است که به طور گسترده در هواپیماهای نظامی استفاده میشه. این سوخت دارای نقطه اشتعال پایین‌تر و قابل اشتعال به طور آسان‌تری است. همچنین دارای خصوصیات مناسب برای عملیات در شرایط تاپانک‌ها (فرودگاه‌های نظامی) است.
JP-5 (Jet Propellant-5):
JP-5 یک سوخت جت نظامی است که معمولاً در فرودگاه‌های نظامی در دریاها و هواپیماهای نیروی دریایی ایالات متحده استفاده میشه. این سوخت دارای نقطه انجماد پایین‌تری نسبت به JP-4 است.
JP-8 (Jet Propellant-8):
JP-8 یکی از سوخت‌های جت نظامی رایج است که به عنوان جایگزین به JP-4 وارد شده است. این سوخت دارای خصوصیات امنیتی بهتر پایداری حرارتی بالا و بازدهی بهتر در موتورهای نظامی است.
این سوخت‌ها بر اساس استانداردهای نظامی مانند MIL-DTL-83133 و MIL-DTL-5624 تولید و مورد استفاده قرار می‌گیرند. انتخاب نوع سوخت بستگی به نوع موتورها شرایط عملیاتی نیازهای عملیات نظامی و امکانات فنی هواپیماها دارد. این سوخت‌ها علاوه بر انرژی فراهم شده برای موتورها به افزونگی‌ها نیز افزوده میشن تا بهبودهای مختلفی مثل کنترل حرارت ضد افتکاک و جلوگیری از یخ‌زدگی فراهم کنند.