détermination du Point de congélation des AVGAS et du carburéacteur
selon le site Web de la Federal Aviation Administration (FAA), L’essence Aviation, Avgas, est le dernier carburant de transport contenant encore du plomb. Le plomb, un métal lourd toxique, est utilisé comme agent antidétonant dans les Avgas sous forme de plomb tétraéthyle, TEL, (CH3CH2)4Pb. Le plomb est dispersé dans l’atmosphère lors de la combustion de L’Avgas., Dans le but de réduire les émissions de plomb, la FAA des États-Unis et L’Environmental Protection Agency, L’EPA, travaillent ensemble pour éliminer ces émissions des avions à moteur à piston à essence. Les Avgas de remplacement sans plomb admissibles peuvent également entraîner des changements dans les caractéristiques du point de congélation.
à très basse température, les carburants d’aviation développeront des cristaux d’hydrocarbures solides. Le test du point de congélation des carburants d’aviation a été mis au point pour déterminer la température à laquelle ces cristaux disparaissent complètement., Le test du point de congélation est important pour les carburants d’aviation, car entraver le flux de carburant peut avoir des effets catastrophiques pour les aéronefs, tels que l’interférence avec l’atomisation du carburant. Dans le passé, les experts qui ont élaboré les spécifications du carburant et les méthodes d’essai conçues pour tester ces spécifications ont déterminé qu’en altitude, le carburant utilisé dans les avions à piston connaissait rarement les basses températures couramment rencontrées à des altitudes plus élevées par les avions à turbine diesel., Cependant, les points de congélation de L’Avgas peuvent être affectés négativement en raison de certains composants présents dans les Avgas actuels, soit par mélange, soit par contamination.
Les températures du point de congélation du gaz Avgas se situent généralement autour de -100°C ou moins, alors que les spécifications du carburéacteur exigent un point de congélation maximal de -40°C (Jet A) ou -47°c (Jet a-1). En fait, la spécification pour tester le point de congélation des Avgas, ASTM D910, nécessite simplement de déclarer la température du point de congélation sous la forme « report -58°C si aucun cristal n’est détecté »., Nous avons constaté que le point de congélation de L’Avgas peut être affecté par la contamination ou par l’ajout d’aromatiques, en particulier d’aromatiques symétriques.
avant le développement de l’analyseur automatisé de point de congélation, tel que L’OptiFZP de PAC, atteindre des températures très basses était difficile au mieux et au minimum, dangereux lors de l’utilisation de solutions de liquide de refroidissement à base de glace carbonique/alcool. La glace carbonique / acétone, le naphta de pétrole, le méthanol ou l’éthanol ne peuvent refroidir qu’à environ -69°C. En dessous de cette température, de l’azote liquide doit être utilisé., L’OptiFZP utilise un refroidisseur Stirling, qui fonctionne sur la compression cyclique et l’expansion de l’hélium, le milieu de transfert de chaleur. L’OptiFZP peut facilement et rapidement atteindre des températures inférieures à -100°C sans avoir besoin de refroidisseurs externes.
dans certains cas, le point de congélation de L’Avgas est inférieur à -100°C. Cela signifie que la cristallisation ne se produit pas même lorsque ces basses températures sont atteintes. La Figure 1 montre le graphique de L’OptiFZP d’un de ces échantillons Avgas. Dans ce cas, aucun cristal ne s’est formé même
à -120°C.,
FIGURE 1:
ce qui affecte significativement le point de congélation de L’Avgas, ce sont les composants qui varient considérablement des alkylates de pétrole utilisés dans les mélanges actuels. Un exemple est l’effet sur la température du point de congélation des Avgas contaminés par le carburéacteur. Un client a eu un problème réel avec le carburant d’avion contaminant son Avgas. Afin de déterminer l’effet de la contamination du carburéacteur sur le point de congélation, le client a dosé son Avgas avec Jet A-1.
Les résultats sont présentés dans le Tableau 1. Les résultats sont représentées graphiquement dans la FIGURE 2.
le TABLEAU 1.
la FIGURE 2.,
le graphique de la FIGURE 2 montre que de faibles niveaux d’Avgas contaminant le carburéacteur peuvent être détectés avec L’OptiFZP parce que l’instrument peut aller à des températures très basses et que le système de détection à deux détecteurs capte les gros et les petits cristaux.
Les aromatiques symétriques affectent également la cristallisation dans les Avgas. Pour une solution contenant 10% de benzène dans Avgas, les petits cristaux initiaux ont été détectés par le détecteur principal D’un OptiFZP à -98,7°C et des cristaux plus gros se sont accumulés et ont été détectés par le détecteur secondaire à -104,9°C. Cependant, le dernier grand cristal a fondu à -49.,0°C mais les derniers cristaux plus petits ont fondu à -39,0°C. Pour le carburéacteur normal, la différence entre la formation de cristaux et la fusion de cristaux est d’environ 5 ou 6°C. Pour les cristaux gros et fins, la différence de température de fusion ne peut être que de quelques degrés ou quelques dixièmes de degrés. La FIGURE 3 montre un graphique typique du point de congélation pour le carburéacteur sur un OptiFZP. La différence entre la température la plus froide à laquelle les cristaux sont formés et le point de congélation est de 6,4°C.,
pour les Avgas, nous avons constaté que la différence entre la température de formation des cristaux et la température de fusion des derniers cristaux peut être supérieure à 60°C. La FIGURE 4 montre le graphique du point de cristallisation-fusion sur L’OptiFZP pour 10% de benzène dans les Avgas. Nous nous attendons à ce même comportement pour tout aromatique symétrique. Alors que nous cherchons des remplacements pour les Avgas 100LL, les variations de composition de ces carburants d’aviation peuvent entraîner des changements inattendus aux points de congélation attendus., L’OptiFZP, utilisant un système à deux détecteurs et la capacité d’atteindre des températures super froides sans avoir besoin de refroidisseurs externes, est bien adapté pour étudier ce phénomène.