Топливо для импульсного детонационного двигателя


 


Владельцы патента RU 2484123:

Федеральное государственное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого МО РФ (RU)

Изобретение относится к топливу для импульсного детонационного двигателя на основе синтетического высокоплотного горючего Т-10, отличающемуся тем, что с целью повышения его детонационной активности в горючее дополнительно введен продетонатор - трет-бутилгидропероксид (% масс): горючее Т-10 99-99,3%; трет-бутилгидропероксид 0,7-1%. Технической задачей является создание топлива для импульсного детонационного двигателя с увеличенной чувствительностью к детонационному импульсу и улучшенными условиями его детонационного сжигания в камере импульсного детонационного двигателя при введении в него трет-бутилгидропероксида в качестве продетонатора.

 

Изобретение относится к топливам для реактивных двигателей, в частности к составам углеводородных топлив, содержащих присадки (продетонаторы), повышающие детонационную чувствительность углеводородного топлива.

Известно, что одним из наиболее эффективных методов повышения детонационной способности является введение в топливо активирующих добавок - продетонаторов [1], к которым относятся органические пероксиды.

Известна добавка к углеводородному топливу [4], состоящая из галогенизированного углеводорода, гидропероксида (гидропероксида кумила или третичного гидропероксида бутила), нафталина или алкил производных нафталина и органического растворителя, добавляемая к углеводородному топливу типа мазута, дизельного топлива или бензина в количестве 1-2 части на тысячу и улучшающая стартовые особенности дизельного топлива и далее улучшающая эффективность сгорания. Данное изобретение предполагалось использовать в качестве добавки к топливу для двигателей внутреннего сгорания.

Известна добавка к бензину и дизельному топливу [3], состоящая из спирта, толуола и пероксида водорода в пропорции 16/18/1, для повышения октанового и цетанового числа и увеличения эффективности сжигания топлива. Данное изобретение предполагалось использовать также в качестве добавки к углеводородному реактивному топливу.

Наиболее близким аналогом заявляемого технического решения является «Топливо для импульсного детонационного двигателя» [5]. Имея существенные преимущества перед предшествовавшими аналогами, указанному техническому решению присущи некоторые недостатки: пероксид бензоила, используемый в добавке, является ароматическим соединением, повышающим нагарообразующую способность топлива, кроме этого данная присадка является твердым веществом, нерастворимым в углеводородных горючих, требующим предварительного растворения в бензоле, который также является ароматическим соединением, и, в случае использования данной присадки к топливу для импульсно-детонационного двигателя, скорость детонационного горения топлива будет снижаться из-за образования нагара на стенках камеры сгорания.

Технической задачей настоящего изобретения является создание топлива для импульсного детонационного двигателя с увеличенной чувствительностью к детонационному импульсу и улучшенными условиями его детонационного сжигания в камере импульсного детонационного двигателя при введении в него добавки, состоящей из трет-бутилгидропероксида 0,7-1%,

для получения состава углеводородного топлива импульсного детонационного двигателя на основе синтетического высокоплотного горючего Т-10 (масс. %):

горючее Т-10 99-99,3%;
трет-бутилгидропероксид 0,7-1%.

Сравнительный анализ технического решения с известным показывает, что заявляемое техническое решение отличается тем, что топливная композиция содержит трет-бутилгидропероксид. Трет-бутилгидропероксид по сравнению с пероксидом бензоила обладает меньшей нагарообразующей способностью и не требует дополнительного растворения для введения в топливо. Также трет-бутилгидропероксид обладает более высоким продетонационным эффектом, повышающим чувствительность топлива к детонационному импульсу.

Топливную композицию согласно данному изобретению готовят путем непосредственного введения расчетного количества присадки непосредственно в горючее.

Активирующий эффект трет-бутилгидропероксида обусловлен заменой первичного разложения углеводорода горючего более энергетически выгодной реакцией разложения продетонатора. По литературным данным [2] разложение продетонаторов происходит с энергией активации 0,15…0,19 МДж/моль вместо 0,37…0,49 МДж/моль в случае углеводородов. Кроме того, наряду с первичным разложением углеводородов возможна замена углеводородных радикалов атомами кислорода, которые служат центрами высокотемпературного воспламенения.

Присадка трет-бутилгидропероксида к горючему Т-10 оказывает влияние на увеличение кислотности топливной композиции в целом вследствие окисления углеводородного топлива и несколько снижает температуру воспламенения топливной композиции.

Полезность присадки трет-бутилгидропероксида к горючему Т-10 станет очевидна из следующего примера.

ПРИМЕР

Приготовлена согласно данному изобретению топливная композиция с следующим составом (% масс):

горючее Т-10 99-99,3%;
трет-бутилгидропероксид 0,7-1%.

В качестве топливно-воздушной смеси использовали стехнометрическую смесь паров приготовленной топливной композиции на основе горючего Т-10 с воздухом.

Активность топливной композиции была оценена по скорости детонационного горения топливо-воздушной смеси в стехиометрическом соотношении в нагретой до 200°С полузамкнутой цилиндрической детонационной камере, при инициировании взрывающейся от электрического разряда алюминиевой проволочкой с энергией инициирования 49-50 Дж.

По экспериментальным данным скорость детонационного горения предлагаемого состава детонационно чувствительного топлива для импульсных детонационных двигателей составляет не менее 2000 м/с, что в 1,4 раза выше скорости детонационного горения чистого горючего Т-10 в тех же условиях.

По экспериментальным данным при увеличении содержания трет-бутилгидропероксида в топливе скорость горения растет до максимальной величины, которая достигается при растворении трет-бутилгидропероксида в горючем Т-10 в соотношении 1 масс %. При дальнейшем повышении концентрации трет-бутилгидропероксида в горючем Т-10 продетонационный эффект повышается незначительно, но также увеличивается кислотность топливной композиции, что усложняет эксплуатационные свойства.

Данную топливную композицию предполагается использовать в импульсных детонационных двигателях авиационной и ракетно-космической техники.

Представленная топливная композиция решает проблему создания детонационно чувствительного углеводородного топлива для импульсных детонационных двигателей на основе синтетического высокоплотного горючего Т-10.

Источники информации

1. Лернер М.О. «Химические регуляторы горения моторных топлив». - М.: «Химия», 1979.

2. Соколик А.С. «Самовоспламенение, пламя и детонация в газах», М.: АН СССР, 1960.

3. Патент US №4294586, 13.10.1981 г.

4. Патент US №4286969, 01.09.1981 г.

5. Патент РФ №2387701, 7.10.2008 г.

Топливо для импульсного детонационного двигателя на основе синтетического высокоплотного горючего Т-10, отличающееся тем, что в горючее дополнительно введен продетонатор - трет-бутилгидропероксид, %:

горючее Т-10 99-99,3%
трет-бутилгидропероксид 0,7-1%.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к смеси алкиловых эфиров жирных кислот для применения в качестве сырья для получения биотоплива, содержащей по меньшей мере 50% масс. .

Изобретение относится к способу получения многофункциональной присадки к автомобильным бензинам на основе оснований Манниха, полученных взаимодействием алкильных производных гидроксиароматических соединений, полиоксиметилена - параформа и соединения, содержащего аминогруппу.

Изобретение относится к способу получения многофункциональной присадки к автомобильным бензинам на основе оснований Манниха, полученных взаимодействием алкильных производных гидроксиароматических соединений, полиоксиметилена - параформа и соединения, содержащего аминогруппу.

Изобретение относится к нефтехимической промышленности, в частности к способу повышения стабильности биодизельного топлива при хранении с введением антиокислительной присадки.

Изобретение относится к области присадок к топливам, в частности к способу повышения стабильности дизельного биотоплива при хранении. .
Изобретение относится к нефтепереработке и нефтехимии и может быть использовано для изготовления комплексной добавки к бензину. .
Изобретение относится к нефтепереработке и нефтехимии и может быть использовано для изготовления комплексной добавки к бензину. .
Изобретение относится к антидымной присадке, включающей координационное соединение редкоземельных элементов - декааква-2-сульфобензоат эрбия. .
Изобретение относится к масляной композиции, содержащей базовое масло, и полимерную добавку, улучшающую индекс вязкости. .
Изобретение относится к топливной энергетике и может быть использовано для сокращения потерь летучих углеводородов и попутных газов при добыче и переработке нефти, для повышения пожарной безопасности углеводородов.

Изобретение относится к области нефтепереработки и нефтехимии, точнее к получению полимерных депрессорных присадок для низких температур к дизельному топливу. .
Изобретение относится к нефтепереработке, а также к автомобильной промышленности. .

Изобретение относится к области органического синтеза, в частности к способу получения разветвленных алканов общей формулы С nН2n+2, где n=4-10. .

Изобретение относится к топливной композиции для применения в реактивных двигателях, газовых турбинах, ракетных двигателях или дизельных двигателях, включающая, в определенных количествах: (а) алкилароматические соединения формулы (I), (b) топливные добавки, и (с) обычные смеси топливных компонентов для реактивного двигателя, газовой турбины, ракетного двигателя и дизельного двигателя, предпочтительно очищенных смесей топливных компонентов с ультранизким количеством серы или смесей топливных компонентов Фишера-Тропша, которая по существу свободна от полициклических соединений, главным образом, от полициклических ароматических заместителей и существенно свободна от непрореагировавшего бензола.

Изобретение относится к применению азотсодержащего диспергирующего средства в качестве антиокислительной добавки для дизельной топливной композиции, включающей биотопливо.
Наверх