fryspunkt bestämning av AVGAS och jetbränsle
per Federal Aviation administrations (FAA) webbplats, flygbensin, Avgas, är den sista återstående blyinnehållande transportbränsle. Bly, en giftig, tungmetall, används som ett anti-knockmedel i Avgas i form av tetraetylbly, TEL, (CH3CH2)4PB. Bly sprids ut i atmosfären vid förbränning av Avgas., Med målet att minska blyutsläppen arbetar Förenta staternas FAA och Environmental Protection Agency, EPA, tillsammans för att eliminera dessa utsläpp från bensinkolvmotorflygplan. Kvalificerade blyfria alternativa Avgas kan också leda till förändringar i fryspunkten egenskaper.
vid mycket låga temperaturer kommer flygbränslen att utveckla fasta kolvätekristaller. Fryspunkten testet för flygbränslen utvecklades för att bestämma temperaturen vid vilken dessa kristaller helt försvinner., Fryspunkten testet är viktigt för flygbränslen eftersom hindrande av bränsleflödet kan få katastrofala effekter för flygplan såsom att störa finfördelningen av bränslet. Tidigare experter som utvecklat bränsle specifikationer och testmetoder för att testa dessa specifikationer fastställt att på hög höjd, bränsle som används i kolvflygplan sällan upplevt de låga temperaturer som vanligen påträffas vid högre höjder av turbin dieseldrivna flygplan., Avgas fryspunkter kan dock påverkas negativt på grund av vissa komponenter som finns i dagens Avgas antingen genom blandning eller genom förorening.
temperaturer på Avgasfrysningspunkten ligger vanligtvis runt -100 ° C-området eller lägre, medan specifikationer för flygbränsle kräver en fryspunkt på högst -40 ° C (Jet A) eller -47°C (Jet A-1). I själva verket specifikation för att testa fryspunkten för Avgas, ASTM-D910, helt enkelt kräver rapportering fryspunkt temperatur som ”rapport < -58°C om inga kristaller upptäcks”., Vi fann att fryspunkten för Avgas kan påverkas av förorening eller med tillsats av aromater, särskilt symmetriska aromater.
innan den automatiska fryspunktsanalysatorn, t.ex. Pac: s OptiFZP, utvecklades var det i bästa fall svårt att nå mycket låga temperaturer och åtminstone farligt vid användning av kylvätskelösningar av is/alkohol. Torris / aceton, petroleumnafta, metanol eller etanol kan endast svalna till omkring -69°C. Under denna temperatur måste flytande kväve användas., OptiFZP använder en Stirling chiller, som arbetar på den cykliska kompression och expansion av helium, värmeöverföringsmediet. OptiFZP kan enkelt och snabbt uppnå temperaturer under -100 ° C utan behov av externa kylaggregat.
det finns vissa fall där fryspunkten för Avgas är lägre än -100°C. Detta innebär att kristallisering inte sker även när dessa låga temperaturer uppnås. Figur 1 visar grafen från OptiFZP för ett av dessa Avgas-prover. I detta fall bildades inga kristaller även
vid -120 ° C.,
figur 1:
vad som på ett meningsfullt sätt påverkar Avgas-fryspunkten är komponenter som väsentligt varierar från petroleumalkylaterna som används i dagens blandningar. Ett exempel är effekten på fryspunkten temperaturen hos Avgas förorenad med jetbränsle. En kund hade en verklig fråga med jetbränsle förorenar sin Avgas. För att bestämma effekten av jetbränsleförorening på fryspunkten doserade kunden sin Avgas med Jet A-1.
resultaten visas i Tabell 1. Resultaten visas i Figur 2.
tabell 1.
figur 2.,
diagrammet i Figur 2 visar att låga nivåer av jetbränsle som förorenar Avgas kan detekteras med OptiFZP eftersom instrumentet kan gå till mycket låga temperaturer och två-detektorns detekteringssystem plockar upp både stora och små kristaller.
symmetriska aromater påverkar också kristalliseringen i Avgas. För en lösning innehållande 10% bensen i Avgas detekterades de initiala små kristallerna av Huvuddetektorn för en OptiFZP vid -98,7 ° C och större kristaller uppbyggda och detekterades av sekundärdetektorn vid -104,9°C. Den sista stora kristallen smälte emellertid vid -49.,0 ° C men de sista mindre kristallerna smälte vid -39,0 ° C. För normalt jetbränsle är skillnaden mellan kristallbildning och kristallsmältning runt 5 eller 6°C. För stora och fina kristaller kan smälttemperaturskillnaden vara bara några grader eller några tiondelar grader. Figur 3 visar en typisk fryspunkt graf för flygbränsle på en OptiFZP. Skillnaden mellan den kallaste temperaturen som kristaller bildas och fryspunkten är 6,4 ° C.,
för Avgas fann vi att skillnaden mellan temperaturkristallerna bildas och temperaturen den sista kristallen smälter kan vara större än 60°C. figur 4 visar kristalliserings-smältpunktsgrafen på OptiFZP för 10% bensen i Avgas. Vi förväntar oss samma beteende för alla symmetriska aromatiska. När vi flyttar för att hitta ersättare för 100LL Avgas, kan kompositionsvariationerna av dessa flygbränslen orsaka oväntade förändringar av förväntade fryspunkter., OptiFZP, med hjälp av ett tvådetektorsystem och förmåga att nå Super kalla temperaturer utan behov av externa kylaggregat, är väl lämpad för att studera detta fenomen.