喷气燃料中的水


图1 水在喷气燃料中的溶解度与温度之间的关系

图2 溶解水

图3 乳化水

的稀释能力主要取决于大气条件。比如温度、相对湿度、大气压等。任何条件变化都将导致燃料燃油中所含水分发生相应转移。

(1)温度

随着喷气燃料温度的升高,水在燃料中的溶解度也增大,温度降低,溶解度也随之减小。由于上述特性,当温度为周期性变化时,就产生了燃料的吸水和放水过程,当温度上升时,由于水的溶解度增大,原来饱和的含水燃料变为不饱和燃料,就在表面从空气中吸收水分,直到饱和,当油温下降时,水在燃料中的溶解度降低,水分从燃料中析出,逐渐沉积在容器底部,这种过程反复多次。

(2)相对湿度

燃料中的含水量和空气的相对湿度有关,两者的关系是在一定温度下,燃料中的含水量与所接触的空气的相对湿度成正比。空气的相对湿度越大,燃料中的含水量也越接近饱和,当燃料中的含水量未达饱和时,如空气的相对湿度大,燃料就从空气中吸收水分,反之如果空气比较干燥湿度小,则燃料中的水分也会蒸发到空气中去。换句话说,溶解在燃料中的水分与空气中的水蒸气处于平衡状态。

(3)大气压

当大气压力降低时,空气中水蒸气分压相应的减小,水在燃料中的溶解度也减小。

1.4 水在喷气燃料中存在形式

水在燃料中有三种存在形式,溶解水、乳化水(悬浮水)和游离水。

(1)溶解水是指燃料分子间存在的水,其尺寸一般在0.1μm以下,(见图2)。一般来说,水微溶于喷气燃料,在标准大气压下,饱和喷气燃料中溶解水的含量大约在40-80mg/l。水是喷气燃料的共有组成部分,是一种油-水稳定的组成形式,肉眼无法观察到,无法用任何外界的澄降、过滤、分离等机械方法降低其在喷气燃料中的含量。一般来说,少量的溶解水不会造成什么危害。喷气燃料可以允许的溶解水含量最大值为30ppm,当超过30ppm后,溶解水的含量会慢慢达到饱和,而未被溶解的水会以微小的水滴悬浮在油液里成为乳化水。

(2)乳化水是指高度分散在燃料中的水,其尺寸一般在100μm以下。(见图3)油里含有乳化水时,透明度会降低,浑浊、颜色发白甚至变成奶白色。乳化水的危害很大,因为它们可以自由地流动,污染整个系统里的油。乳化水的产生有多种方式,其一是溶解水由于外部环境的变化析出而产生,其二则是游离水和油经过泵机运转循环,因油-水界面张力较低,油和水由于外力的作用,会形成5~50μm的微小液滴,以浑浊状态存在于喷气燃料中。

大多数的乳化水,都是由大小不等的水-油/油-水颗粒所构成,在静止喷气燃料中,受重力影响的水-油/油-水颗粒会向下沉降,当阻力与重力达到平衡,此后水-油/油-水颗粒将不再降落,漂浮在油中,当水-油/油-水颗粒互相碰撞后,形成更大的水-油/油-水颗粒,此过程持续反复直至超过两相间界面张力,形成游离水沉降至罐底部,水-油/油-水颗粒愈小在油中愈不易沉降。