¿Por qué los motores a reacción usan queroseno en lugar de gasolina?

¿Podrías hacer funcionar un jet con gasolina? ¿Por qué todos los motores a reacción usan queroseno?

Publico un comentario porque solo tengo una respuesta parcial: "El motor PT6A está aprobado para operar con todos los combustibles comerciales para aviones, JP-4, JP-5 y por un máximo de 150 horas durante cualquier período de revisión con todos los grados de gasolina de aviación. Grados específicos de combustible diesel están aprobados como combustibles alternativos para uso restringido". pwc.ca/files/en/Know_your_PT6A.pdf
Una mejor pregunta es por qué los automóviles funcionan con gasolina en lugar de queroseno.
Los coches funcionan con gasolina o diésel (que es similar al queroseno). Como ambos son motores de pistón, las diferencias son bastante grandes, por ejemplo, los motores diésel tienen el doble de compresión que los motores de gasolina, diferente encendido, etc. No se puede hacer funcionar uno con el otro combustible. Pero no está tan claro por qué es diferente para los motores a reacción.
@sweber, el encendido de los chorros es diferente (rociar en la cámara ya encendida en lugar de comprimir en el pistón)
Por supuesto. Quiero decir: para los motores de pistón, hay una gran diferencia entre gasolina y diésel. Sin embargo, no parece haber una gran diferencia si rocía queroseno/diésel/gasolina en una llama que ya está encendida. Entonces, si bien la diferencia para los motores de pistón es obvia, no lo es para los jets. Ya lo sabemos, el PT6A lleva avgas y queroseno. Entonces, no entiendo el comentario de Aron.
Cada vez que escucho a la gente decir "queroseno" como combustible para aviones, me parece extraño. Crecí en una granja; Sé lo que es el queroseno. Es lo que pones en un farol para que puedas ver para salir a ordeñar la vaca por la noche. Es mucho menos volátil que, digamos, la gasolina. Se quema lentamente y (relativamente) frío, lo que lo hace ideal para una linterna, pero, me imagino, horrible como combustible para motores. ¿Es este un tipo diferente de queroseno?
@MasonWheeler es lo mismo (mira el tercer párrafo)
@raptortech97: Entonces, ¿por qué algo que, al menos a primera vista, parece ser un combustible de mucha menor calidad que la gasolina utilizada en una aplicación que plantea una demanda de energía mucho mayor que la que enfrentan incluso los motores de gasolina más pesados?
@ raptortech97: No dije densidad de energía. Dije que la demanda de energía (la producción requerida) es mucho mayor para la aviación que para el transporte terrestre, entonces, ¿por qué usar un combustible de menor densidad? Eso parece ineficiente.
Los motores de turbina militares están diseñados para funcionar con todo, desde avgas hasta aceite de calefacción, pero están optimizados para funcionar con JP4 / JP5 (aproximadamente el peso del queroseno). Si usa uno de esos otros combustibles, los motores requerirán un mantenimiento extenso después. El combustible para aviones tiene una densidad de energía más alta que la gasolina: en.wikipedia.org/wiki/…
@raptortech97 - El combustible para aviones tiene una densidad energética ligeramente superior a la de la gasolina, tanto en peso como en volumen: 46 MJ/kg y 37,4 MJ/l frente a 44,4/32,4 de la gasolina (y 48/35,8 del combustible diésel)
@Johnny gracias por la corrección. Realmente necesito dejar de correr tanto mi boca
@MasonWheeler Están planeando hacer cohetes de parafina (cera de vela); lo que hay en la cabeza de una cerilla es como las bombas incendiarias en el ejército. El hecho de que algo parezca inocente no significa que lo esté en todas las aplicaciones. Una linterna puede arder durante horas; imagine que la energía se libera (con) en segundos.
@Johnny Mirando en la web me da todo tipo de diferentes números de energía específicos. Este sitio muestra gasolina en 45.8 y queroseno en 46.3, pero combustible para aviones más bajo en 43.3.
Este sitio muestra los mismos números. Este sitio muestra varios números diferentes de diferentes fuentes. Todos parecen mostrar un número diferente, y más bajo, para el combustible para aviones que para el queroseno.
@MasonWheeler: El queroseno líquido se quema mucho más lentamente que la gasolina líquida . También tiene una presión de vapor mucho más baja y un punto de inflamación mucho más alto que la gasolina. Cuando se rocía como una fina niebla en lo que es esencialmente un fuego furioso, se quema tan rápido y tan fácilmente como la gasolina. Por lo tanto, el queroseno funciona tan bien como el combustible para aviones como lo haría la gasolina (en realidad, probablemente funcione considerablemente mejor, debido a su menor presión de vapor y, por lo tanto, menor evaporación, lo que reduce las pérdidas de combustible), y es mucho más seguro de manejar. Intentar usar gasolina para un aeropuerto lleno de jets sería horriblemente peligroso.

Respuestas (6)

Puede persuadir a un motor de turbina para que funcione con casi cualquier cosa que pueda arder. Entonces, la decisión de qué combustible usar realmente depende de los factores secundarios que incluyen, entre otros:

  • disponibilidad
  • costo
  • emisiones
  • temperatura de la sección caliente
  • reacciones químicas con partes del motor

Ejemplos específicos:

  • El polvo de carbón es bastante difícil de bombear, y a los rampajos no les gusta palear
  • el hidrógeno líquido (utilizado en el transbordador espacial) requiere mucho almacenamiento y tiene la desagradable costumbre de congelar todo lo que toca, como rampas.
  • el etilacetilenodecaborano es desagradablemente tóxico (la unión de rampas nuevamente) y los subproductos de la combustión fueron bastante abrasivos para las entrañas del motor
  • el trimetilaluminio reduciría la complejidad del motor (no se necesitan encendedores) porque tiene la desagradable costumbre de encenderse instantáneamente al entrar en contacto con el aire, por lo que las fugas son bastante peligrosas.
  • El gas natural se usa comúnmente como combustible de turbinas en las estaciones de bombeo: ya está allí y, por lo tanto, es "gratis". Los recipientes a presión requeridos hacen que su uso como combustible para aviones sea poco práctico.

Entonces, el queroseno básicamente se convirtió en el combustible estándar para turbinas porque es:

  • barato: el queroseno constituye una fracción bastante grande del petróleo crudo. Cuando mide su carga de combustible en toneladas, unos pocos centavos por litro marcan la diferencia.
  • seguro de manejar: relativamente no tóxico, no se enciende tan fácilmente
  • almacenable y transportable en metales estructurales comunes
  • no obstruye el motor
¿No podrían las turbinas simplemente funcionar con rampas?
Se sabe que las locomotoras más grandes las comen ocasionalmente.
Hace un cambio de las aves, supongo. Lástima que el motor a reacción alimentado por aves de corral, respetuoso con el medio ambiente, no haya tenido mucho éxito.
Las turbinas de gas industriales pueden funcionar y funcionan con casi cualquier cosa. Hay una corriente llamada "gas de refinería" que se traduce como "cualquier cosa más ligera que el pentano que la refinería no quiere ni puede almacenar". Esto incluye hidrógeno, monóxido de carbono e hidrocarburos. Con frecuencia, se mezclan con inertes como el nitrógeno (las mezclas de hidrocarburos y nitrógeno son difíciles de separar). Se espera que la misma turbina funcione con kero o gasóleo cuando hay un exceso, o para el arranque. También se inyecta agua para el control de NOX. El único problema, como dices, es no dejar un residuo sólido que obstruya el motor.
@NobodySpecial: Dame algunas rampas también, me encantan todo tipo de tartas... Un poco más serio: ¿El queroseno realmente se usa como lubricante? Escuché esto la primera vez pero suena lógico.
@PatricHartmann: el queroseno y el diésel deben tener propiedades de lubricidad para evitar que las bombas de inyección de combustible de alta presión en los motores de encendido por compresión (turbina de gas, pistón diésel) se desmoronen; de lo contrario, ¡no se pueden engrasar!
Tal vez sea bueno mencionar por qué los motores de pistón son tan exigentes: la gasolina solo debe encenderse cuando se mantiene una chispa; el diesel debe encenderse inmediatamente cuando se rocía en un cilindro caliente. En un motor a reacción, el combustible se rocía en condiciones de combustión apocalípticas de todos modos, por lo que uno puede tener un combustible menos 'quisquilloso'.
@sanchises: La gasolina es más fácil de encender que el diesel o el queroseno. La razón por la cual el motor encendido por chispa solo puede funcionar con gasolina es que la chispa no encendería el combustible más pesado o se quemaría demasiado lentamente. En el motor de encendido por compresión, la temperatura es mucho más alta, por lo que enciende incluso el diesel. Por cierto, esto también aumenta la eficiencia termodinámica (razón por la cual los motores diésel tienen un consumo un tercio menor que los motores de gasolina).
@UnrecognizedFallingObject: ¡Muchas gracias por la aclaración! Tiene sentido ahora, simplemente nunca había pensado en este problema. Gracias por hacer esto más claro.
¿Qué es un rampante?
Término de la jerga de @MarcusJ para el personal de tierra; es decir, los tipos que cargan y descargan los aviones, los llenan de combustible, etc. en la rampa (o plataforma, según en qué parte del mundo se encuentre)
Ya veo, soy muricano, nunca había escuchado ese término antes, pero no sé mucho sobre aviación o aeropuertos, pero estoy interesado. :)
Pensé que el mayor problema con el polvo de carbón como combustible para turbinas era que producía cenizas que dañaban las palas.

En un motor turboventilador moderno, el combustible no solo se quema en el motor y se usa para lubricar piezas como las bombas de combustible y los controles, sino que también se usa como fluido hidráulico ; se usa para impulsar elementos como las paletas guía de entrada y el estator variable. paletas en muchos motores, así como accesorios más exóticos como boquillas móviles y rampas de entrada.

Esto significa que las turbinas de aviación más grandes a menudo no toleran la gasolina, ya que hierve a una temperatura tan baja que podría evaporarse dentro de las piezas del sistema hidráulico de combustible (u otro sistema de combustible) e interferir con su funcionamiento, además de los problemas de lubricidad y contaminación por plomo que genera. obviamente plantearía. Incluso los combustibles para aviones de corte amplio, como JP-4 y Jet-B, están prohibidos para el servicio en algunos turboventiladores más grandes debido a los problemas de volatilidad que plantean (esta es una cita de la sección Limitaciones del 777 QRH):

Está prohibido el uso de combustibles JP–4 y Jet B.

Según mi formación, los límites del uso de avgas en el PT6 están relacionados con su capacidad para lubricar las bombas de combustible del motor y el ensuciamiento con plomo de la sección caliente que resultará del avgas. No puedo decir acerca de las tolerancias de otros motores, pero algunos combustibles para aviones militares tienen componentes mucho más volátiles que el queroseno puro y las turbinas de gas marinas que funcionan con diésel. El combustible de una turbina no siempre se decide por lo que puede quemar, sino por lo que es práctico y económico para alimentarla.

Disculpas si esto es tangencial, pero se mencionaron otras propiedades del queroseno (también conocido como queroseno) como combustible para turbinas. Que yo sepa, todos los "combustibles de reacción" (destinados al uso de aeronaves) se basan en queroseno.

Otra propiedad del combustible para aviones que no se mencionó es el punto de congelación donde la viscosidad cae debido a la formación de cera y las bombas y los filtros comienzan a obstruirse. El queroseno común (como el que se usa en las lámparas y calentadores de ambiente) rara vez tiene que lidiar con temperaturas bajo cero (por ejemplo, -40 °C) y una altitud de 30 000 pies.

También es importante la volatilidad que puede reducirse a bajas temperaturas e impedir la combustión.

consulte http://www.shell.com/global/products-services/solutions-for-businesses/aviation/shell-aviation-fuels/fuels/types/civil-jet-fuel-grades.html para conocer los diferentes combustibles y su congelación puntos.

Usamos turbinas de gas Olympus para obtener potencia y velocidades rápidas cuando estaba en la Royal Navy. Estas resultaron ser las mismas turbinas que usó Concord cuando estaba en servicio. Los usamos Marine Quality Diesel y no tuvimos problemas.

Nuevamente, puede ser que las temperaturas podrían ser un problema real, y el hecho de que obtiene más potencia de los combustibles de mayor octanaje, con toda la tecnología en estos días, pensaría que sería una alternativa más barata.

Los combustibles de encendido por compresión (al menos en los diésel) están clasificados por cetano, como cualquiera que haya tenido Jet-A instalado en su bebedor de avgas le dirá, ¡Jet-A tiene exactamente una clasificación de octano 0!
fantástica información!

Las temperaturas muy altas de los motores a reacción hacen que la gasolina sea un combustible pobre porque tiende a quemarse demasiado rápido. El queroseno, que habitualmente se llama "Fuel OIL" en algunos lugares, evita los problemas de preignición (y algunos riesgos de seguridad) al igual que el gas de mayor octanaje evita el golpeteo de las bujías. El máximo control de encendido proviene del uso de combustible diésel (que TAMBIÉN se llama rutinariamente Fuel Oil en algunos lugares), y es por eso que los camiones grandes usan diésel: ese control les brinda la mejor eficiencia de combustible que sus motores pueden tener; pero Diesel no hará funcionar un motor a reacción. La gasolina es demasiado volátil para un motor a reacción; El combustible diesel no es SUFICIENTEMENTE volátil para un jet.

El problema con el funcionamiento de diesel en un motor a reacción son los encendedores: ¡el sistema de trietilborano del SR-71 encendería el diesel sin problemas! (Diesel no funcionará en el SR-71 a través de su envolvente por varias otras razones, pero el sistema de encendido en ese avión no es uno de ellos, y sospecho que un J58 funcionaría con diésel en caso de emergencia, aunque con un severamente sobre de vuelo limitado.)
La tasa de combustión extrema de la gasolina la convierte en un combustible pobre por una razón mucho más simple: la diferencia en las tasas de combustión es aún más notoria en los combustibles líquidos. Una llama se extenderá sobre la superficie de un charco de gasolina unas seis veces más rápido que sobre un charco de queroseno, y la gasolina también tiene una presión de vapor mucho más alta y un punto de inflamación por debajo de la temperatura ambiente más normal (!). Incluso el Jet B, que es una mezcla de queroseno y gasolina, tiene problemas de seguridad debido al entusiasmo excesivo de la gasolina por incendiarse; la gasolina pura es demasiado peligrosa para usarla como combustible para aviones.
¿Por qué los motores a reacción usan queroseno en lugar de gasolina?
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