Ein "nasser" Start einer KC-135 mit J57-Triebwerken – von USAF-Fotograf (USAF-Foto) [Public Domain], über Wikimedia Commons
Warum ist mit Wasser verunreinigter Kraftstoff schlecht, eine Wassereinspritzung jedoch nicht?
So wie ich es verstehe, senkt die Wassereinspritzung die Verbrennungstemperatur, was gut und schlecht ist, gut für eine kühle und dennoch erhöhte Leistungsabgabe / Massenstrom, schlecht für die Verschwendung von [unverbranntem] Kraftstoff.
Warum ist Wasser dann gefährlich, wenn Spuren davon im Kraftstoff gefunden werden? Was ist das Schlimmste, was außer schwarzem Auspuff und höherer Leistung passieren kann?
Die Wassereinspritzung in Strahltriebwerken und Kolbenmotoren wird mit Kraftstoff gemischt, bevor sie in die Brennkammer gelangt, daher denke ich, dass Kraftstoff, der bereits mit Wasser gemischt ist, nicht anders sein sollte. Natürlich liege ich falsch. Aber warum?
Wegen der Wassermenge im Kraftstoff, im Gegensatz zu einer vorsichtigen Wassereinbringung in den Verbrennungsprozess. Die typische Wasserverunreinigung ist in Kraftstofftanks schlimm, da Wasser dichter ist als Flugkraftstoffe und sich am Boden der Tanks absetzt. Flugkraftstoffe sind auch hydrophob (nicht polar) und vermischen sich daher nicht leicht mit Wasser. Daher setzt sich Wasser unvermischt am Boden der Tanks, in den Kraftstoffwannen oder Zuführungstrichtern ab, und wenn es in den Motor gelangt, wird er durch Kraftstoff verhungert und zum Abschalten gebracht. Bei kaltem Wetter kann dort auch Wasser in Kraftstoffleitungen gefrieren, was ebenfalls zu Kraftstoffmangel führt.
Kraftstoffproben sollten immer aus dem Gas entnommen werden, sowohl während der Lagerung als auch vor dem Fliegen des Flugzeugs, insbesondere nach Regenstürmen oder wenn das Flugzeug längere Zeit mit wenig Treibstoff in den Tanks in einer feuchten Umgebung am Boden gestanden hat. Kraftstoffproben sollten auch etwa 30 Minuten nach dem Auftanken entnommen werden, und das Gas sollte sich in den Tanks absetzen. Eine Vorflugprobe der Wasserverunreinigung, die aus den Tanksümpfen eines GA-Flugzeugs entnommen wurde, ist hier zu sehen.
Die Wassereinspritzung steuert jedoch sorgfältig die Wassermenge, die zusammen mit dem Kraftstoff am Verbrennungspunkt in den Motor gelangt, wodurch ein fortgesetzter Motorbetrieb ermöglicht wird.
Wassereinspritzung in Strahltriebwerken und Kolbentriebwerken wird mit Kraftstoff vermischt, bevor es in die Verbrennung eintritt
Das ist tatsächlich etwas falsch (oder zumindest ungenau) und ich denke, es trägt zu dem Missverständnis bei. Wasser und Kraftstoff werden niemals im herkömmlichen Sinne als Flüssigkeiten "gemischt". Ein Kraftstoffaerosol wird eingespritzt... Außerdem wird ein Wasseraerosol eingespritzt. Die Absicht besteht darin, eine typische Kraftstoffverbrennung zu haben, die auch in Anwesenheit von Wasser zum Kühlen der Verbrennung stattfindet. Dies ist aus physikalischer Sicht eine ziemlich wichtige Unterscheidung.
Ohne Hilfe vermischt sich Wasser normalerweise nicht mit dem verbleibenden Kraftstoff, sondern kann sich zu größeren Tröpfchen oder sogar Pfützen am Boden des Tanks verbinden.
Wasser im Kraftstoff gefriert und verursacht ein Verstopfen von Filtern und Düsen, was zu einem Entflammen des Motors führt. Deshalb wird Jet Fuel ein Anti-Icing-Additiv zugesetzt – damit das Wasser nicht zu Eis wird.
Wasser in den Kraftstofftanks kann gefrieren und möglicherweise Kraftstoffleitungen oder Filter verstopfen. Dies kann dazu führen, dass die Triebwerke zu wenig Schub erzeugen oder sogar ausflammen. Selbst wenn das Eis während des Reiseflugs in einer dünnen Schicht an den Innenflächen des Kraftstoffsystems haftet und den Kraftstofffluss nicht merklich behindert, kann es durch einen plötzlichen Anstieg des Kraftstoffflusses ( z. B. während der Landesequenz ) abgelöst werden eine Blockade weiter stromabwärts erzeugen.
Wasser, das für die Wassereinspritzung verwendet wird, verursacht dieses Problem nicht, da es und der Kraftstoff sich nur in den Motoren selbst befinden, die aufgrund der Eisbildung tendenziell etwas zu warm sind. Außerdem hat Wasser eine extrem hohe Wärmekapazität (was bedeutet, dass viel mehr Wärme hinzugefügt oder abgezogen werden muss, um die Temperatur einer bestimmten Wassermenge um einen bestimmten Betrag zu ändern, als die Temperatur der gleichen Menge ziemlich zu ändern jede andere Flüssigkeit um die gleiche Menge), was dazu führt, dass sie während des Fluges viel langsamer abkühlt als der Treibstoff; Der Wasseranteil in mit Wasser verunreinigtem Kraftstoff reicht nicht aus, um seine Wärmekapazität im Vergleich zu reinem Kraftstoff wesentlich zu ändern, aber reines Wasser ist eine ganz andere Sache.
Die Wassereinspritzung wird in die Brennkammer eingeführt, um die Temperatur zu kühlen, was eine höhere Drehzahl des Motors ermöglicht, was Ihnen mehr Schub verleiht. Dies geschieht, nachdem sich der Kraftstoff entzündet hat. Wasserverschmutzung bedeutet schlechte Zündung, wenn Wasser und Kraftstoff zu verbrennen versuchen, was zu einem möglichen Flammenausfall führt.
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