Chú thích:
1. Lối vào của không khí hoặc ống hút khí 2. Máy nén không khí đƣa vào buồng đốt hở 3. Trục quay turbin
4. Buồng đốt chính nhiện liệu
5. Turbin chính để biến một phần động năng của dòng khí thành chuyển động quay, làm quay turbin máy nén
6. Buồng đốt phụ nhiên liệu
2. Ảnh hƣởng của thành phần hóa học đến tính chất cháy của nhiên liệu phản lực phản lực
Nhiên liệu dùng trong động cơ phản lực đƣợc sản xuất trên cơ sở phân đoạn kerosen và phân đoạn naphta. Yêu cầu quan trọng của nhiên liệu phản lực là cần phải có tốc độ cháy cao, dễ dàng tự bốc cháy, có nhiệt năng lớn, cháy điều hoà, có ngọn lửa ổn định không bị tắt trong dòng không khí có tốc độ xoáy lớn. Về yêu cầu này thì thành phần của nhiên liệu cần có nhiều n- parafin mạch thẳng do chúng có nhiệt cháy cao hơn cả so với các loại naphtenic và aromatic hydrocacbon.
Mặt khác, vì động cơ máy bay phản lực hoạt động trên cao, nhiệt độ môi trƣờng rất thấp, để đảm bảo cho việc bơm nhiên liệu không bị tắc nghẽn, gián đoạn, yêu cầu rất khắt khe là nhiên liệu phải có điểm đông đặc từ -40o
C và không có nƣớc lẫn trong nhiên liệu. Vì các máy bay phản lực đều hoạt động trên cao, áp suất khí quyển giảm mạnh, để tránh tạo nút hơi do sự bốc hơi quá nhanh trong ống dẫn, nhiên liệu phải có áp suất hơi nằm giữa 140 – 219g/cm2. Đứng về mặt này, các hydrocacbon naphtenic tỏ ra ƣu việt hơn.
Còn các n-parafin có phần tử lƣợng lớn dễ tạo tinh thể làm tắc vòi phun và mất tính linh động, gây nguy hiểm cho máy bay.
Nhiệt năng khi đốt cháy các loại hydrocacbon giảm theo dãy sau: Parafinic > Naphtenic > Aromatic
Ngoài yêu cầu về nhiệt cháy, một yêu cầu khác không kém phần quan trọng là trong thành phần nhiên liệu phải đảm bảo sao cho khi cháy hoàn toàn không tạo cặn cốc bám trong buồng đốt. Về mặt này sự có mặt của các hydrocacbon aromatic gây ra sự tạo cốc dễ nhất, vì vậy trong thành phần nhiên liệu động cơ phản lực phải hạn chế hàm lƣợng hydrocacbon aromatic ở mức dƣới 20%. Mức độ tạo tàn và tạo cốc của các hydrocacbon sắp xếp theo dãy sau:
Aromatic > mono-olefin > iso-parafin, naphten > n-parafin
Để đánh giá khả năng tạo cặn tạo cốc của nhiên liệu thƣờng dùng chỉ tiêu chiều cao ngọn lửa không khói, đó là chiều cao tối đa của ngọn lửa không có khói tính bằng mm, khi đốt nhiên liệu trong đèn dầu tiêu chuẩn. Chiều cao ngọn lửa không khói càng cao chứng tỏ nhiên liệu cháy càng hoàn toàn. Chiều cao càng thấp, khả năng tạo cặn cacbon càng lớn. Các n-parafin có chiều cao ngọn lửa không khói cao nhất.
n-parafin > iso-parafin > naphten > aromat
Đối với nhiên liệu cho động cơ phản lực, yêu cầu tối thiểu của chiều cao ngọn lửa không khói phải đạt từ 20 – 25 mm.
Nhƣ vậy, trong thành phần kerosen, parafin và naphten là các cấu tử thích hợp nhất cho quá trình cháy trong động cơ phản lực, hàm lƣợng của chúng nằm trong khoảng : với parafin từ 30 đến 60% ; với naphten từ 20 đến 45%.
Ngoài thành phần hydrocacbon, trong nhiên liệu phản lực còn có chứa một số phụ gia nhƣ phụ giá chống oxy hoá, chống ăn mòn, chống đóng băng, chống tĩnh điện, chống vi khuẩn và khử các hoạt tính của kim loại. Phụ gia của nhiên liệu phản lực là một vấn đề rất quan trọng, đƣợc quy định trong tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 6426 :1998 đƣợc xây dựng trên cơ sở bản «Yêu cầu chất lƣợng nhiên liệu hàng không dùng cho hệ thống hoạt động chung».
Về nguyên tắc, nhà cung cấp nhiên liệu phản lực phải nắm rõ đƣợc đầy đủ các thông tin về sản phẩm do nhà máy lọc dầu cung cấp trƣớc khi quyết định bổ sung phụ gia. Đồng thời các hóa nghiệm kiểm tra chất lƣợng nhiên liệu cũng phải nắm rõ các thông tin này mới có thể kết luận nhiên liệu phù hợp hay không.
Những thành phần không phải hydrocacbon chứa trong nhiên liệu đều có ảnh hƣởng xấu đến tính chất sử dụng của nhiên liệu. Các hợp chất lƣu huỳnh khi cháy tạo ra SO2, SO3 gây ăn mòn ở nhiệt độ thấp, đồng thời còn gây cặn bám trong buồng đốt, chủ yếu là nến điện, vòi phun, tuye thoát sản phẩm cháy, gây trở ngại cho quá trình. Các hợp chất chứa oxy, nhƣ phenol, axít naphtenic đều làm tăng khả năng ăn mòn của các thùng chứa, ống dẫn nhiên liệu. Các chất chứa nitơ làm cho nhiên liệu kém ổn định, biến màu. Kim loại nặng, nhất là vândi, Nikel nằm trong sản phẩm cháy ở nhiệt độ cao, khi đập vào tuabin chính sẽ gây ra ăn mòn và phá hỏng các chi tiết của tuabin, vì vậy hàm lƣợng kim loại và tro trong nhiên liệu phải rất nhỏ, khoảng vài phần triệu.