Термоконверсия авиационных масел

Сегодня к авиационной технике предъявляются жесткие требования по повышению надежности, долговечности и экологичности. Надежность эксплуатации авиационной техники зависит не только от ее конструктивных и технологических особенностей, но и от того, насколько авиационные масла, топлива и технические жидкости отвечают по качеству предъявляемым к ним требованиям во время работы. В процессе эксплуатации авиационных двигателей масла подвергаются термическому воздействию, в результате чего их свойства и состав меняются, что может негативно сказаться на работе двигателя в целом. Наиболее перспективным способом повышения термической устойчивости авиационных масел представляется разработка новых и улучшение существующих составов масел. В связи с этим целесообразно проанализировать кинетические характеристики термоконверсии масел, что позволит прогнозировать их устойчивость в широком температурном интервале. В работе изучена кинетика термического разложения авиационных масел МС-8П, ТН-98 и ТН-600, применяемых на разных типах воздушных судов в гражданской авиации Республики Беларусь, методом термогравиметрического анализа. Состав образцов масел исследован методами ИК-спектроскопии, хромато-масс-спектроскопии. Сравнительный анализ результатов исследования новых масел и масел, слитых из двигателей воздушных судов, свидетельствует о том, что даже при незначительных перегревах в процессе эксплуатации происходит изменение углеводородного состава, изменяется в некоторой степени содержание основных классов углеводородов. Исследования термолиза масел показывают, что возможные перегревы после останова двигателя соответствуют температурам начала разложения. Продукты термического превращения углеводов масел будут способствовать образованию дефектов элементов узлов трения. В результате обработки экспериментальных данных термоконверсии авиационных масел МС-8П, ТН-98 и ТН-600 были определены механизмы их разложения, а также макрокинетические параметры, позволяющие достаточно точно оценить влияние температурных режимов эксплуатации масел на скорость их конверсии. Это представляется полезным при моделировании работы авиационных двигателей и прогнозировании изменений показателей качества масел в условиях их эксплуатации.

1. Авиация: Энциклопедия / Под ред. Г.П. Свищева. М.: Большая российская энциклопедия, 1994. 736 с.

2. Коняев Е.А., Немчиков М.Л. Химмотология авиационных масел и гидравлических жидкостей. М.: МГТУ ГА, 2008. 81 с.

3. Новиков Д.К., Факлеев С.В. Опоры и уплотнения авиационных двигателей и энергетических установок: учеб. пособие [Электронный ресурс] // Самара: Изд-во Самар. гос. аэрокосм. ун-та, 2011. 122 с. URL: http://repo.ssau.ru/handle/Uchebnye-posobiya/Opory-i-uplotneniya-aviacionnyh-dvigatelei-i-energeticheskih-ustanovok-Elektronnyi-resurs-elektron-ucheb-posobie-55052 (дата обращения: 11.01.2023).

4. Данилов В.Ф., Литвиненко А.Н. Масла, смазки и специальные жидкости. Елабуга: Изд-во филиала К(П)ФУ, 2013. 216 с.

5. Трянов А.Е., Гришанов О.А., Виноградов А.С. О тепловой защите масляных полостей опор создаваемых ГТД // Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета им. академика С.П. Королева. 2009. № 3-1 (19). С. 318–328.

6. Тарасов М.И., Кича Г.П. Кинетика старения моторного масла в судовых дизелях при непрерывном и периодическом его доливе для компенсации угара // Вестник Астраханского государственного технического университета. Серия: Морская техника и технология. 2023. № 1. С. 7–14. DOI: 10.24143/2073-1574-2023-1-7-14

7. Kissinger H.E. Reaction kinetics in differential thermal analysis // Analytical Chemistry. 1957. Vol. 29, no. 11. Pp. 1702–1706. DOI: 10.1021/ac60131a045

8. Akahira T., Sunose T.T. Joint Convention of Four Electrical Institutes // Research Report. Chiba Institute of Technology. 1971. Vol. 16. Pp. 22–31.

9. Friedman H. Kinetics of thermal degradation of char-forming plastics from thermogravimetry. Application to a phenolic plastic [Электронный ресурс] // Journal of Polymer Science Part C: Polymer Symposia. 1964. Vol. 6, iss. 1. Pp. 183–195. DOI: 10.1002/polc.5070060121 (дата обращения: 11.01.2023).

10. Flynn J.H., Wall L.А. A quick, direct method for determination of activation energy from thermogravimetric data // Polymer Letters. 1966. Vol. 4. Pp. 323–328. DOI: 10.1002/pol.1966.110040504

11. Ozava T. A new method of analyzing thermogravimetric data // Bulletin of the Chemical Society of Japan. 1965. Vol. 38, no. 11. Pp. 1881–1886. DOI: 10.1246/bcsj.38.1881

12. Coats A.W., Redfern J.P. Kinetics parameters from thermogravimetric data // Nature. 1964. Vol. 201. Pp. 68–69. DOI: 10.1038/201068a0

13. Criado J.V. Kinetic ansalysis of DTA data from master curves // Thermochimica Acta. 1978. Vol. 24, no. 1. Pp. 186–189.

14. Malko M.V. An innovate method of thermogravimetric data analysis / M.V. Malko, S.V. Vasilevich, A.V. Mitrofanov, V.E. Mizonov // Известия высших учебных заведений. Серия: Химия и химическая технология. 2021. Т. 64, № 3. С. 24–32. DOI: 10.6060/ivkkt.20216403.6348

15. Vyazovkin S., Wight Ch.A. Model-free and model-fitting approaches to kinetic analysis of isothermal and nonisothermal data // Thermochimica Acta. 1999. Vol. 340–341. Pp. 53–68. DOI: 10.1016/S0040-6031(99)00253-1

16. Han Yu. Theoretical study of thermal analysis kinetics. A thesis Doctoral Dissertation. USA: Lexington. Kentuki, 2014. 91 p.

17. Ebrahimi-Kahrizsangi R., Abbasi M.H. Evaluation of reliability of Coats-Redfern method for kinetic analysis of non-isothermal TGA // Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2008. Vol. 18, iss. 1. Pp. 217–221. DOI: 10.1016/S1003-6326(08)60039-4

18. Козлов А.Н. Кинетический анализ термохимической конверсии твердых топлив / А.Н. Козлов, Д.А. Свищев, Г.И. Худякова, А.Ф. Рыжков // Химия твердого топлива. 2017. № 4. C. 12–21. DOI: 10.7868/S0023117717040028

19. Braun R.L. Pyrolysis kinetics for lacustrine and marine source rocks by programmed micropyrolysis / R.L. Braun, A.K. Burnham, J.G. Reynolds, J.E. Clarkson // Energy Fuels. 1991. Vol. 5, no. 1. Pp. 192–204. DOI: 10.1021/ef00025a033

20. Иванова Л.В., Сафиева Р.З., Кошелев В.Н. ИК-спектрометрия в анализе нефти и нефтепродуктов // Вестник Башкирского университета. 2008. Т. 13, № 4. С. 869–874.

21. Тарасевич Б.Н. ИК спектры основных классов органических соединений: справочные материалы. М.: МГУ имени М.В. Ломоносова, 2012. 55 с.

22. Выхованец Е.П., Мосталыгина Л.В., Русаков Ю.С. Исследование эксплуатационных жидкостей автомобиля методом ИК-спектроскопии // Вестник Курганского государственного университета. Серия: Технические науки. 2013. № 29. С. 65–68.