Межгосударственный стандарт ГОСТ 34240-2017 "Топлива авиационные. Оценка низшей теплоты сгорания" (введен в действие приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 3 октября 2017 г. N 1306-ст)

Межгосударственный стандарт ГОСТ 34240-2017
"Топлива авиационные. Оценка низшей теплоты сгорания"
(введен в действие приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 3 октября 2017 г. N 1306-ст)

 

Aviation fuels. Estimation of net heat of combustion

 

МКС 75.160.20

 

Дата введения - 1 июля 2019 г.
Введен впервые

 

Предисловие

 

Цели, основные принципы и основной порядок проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены в ГОСТ 1.0-2015 "Межгосударственная система стандартизации. Основные положения" и ГОСТ 1.2-2015 "Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, обновления и отмены"

 

Сведения о стандарте

 

1 Подготовлен Открытым акционерным обществом "Всероссийский научно-исследовательский институт по переработке нефти" (ОАО "ВНИИ НП") на основе собственного перевода на русский язык англоязычной версии стандарта, указанного в пункте 5

2 Внесен Межгосударственным техническим комитетом по стандартизации МТК 31 "Нефтяные топлива и смазочные материалы"

3 Принят Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 30 августа 2017 г. N 102-П)

За принятие проголосовали:

 

Краткое наименование страны по МК (ИСО 3166) 004-97

Код страны по МК (ИСО 3166) 004-97

Сокращенное наименование национального органа по стандартизации

Армения

AM

Минэкономики Республики Армения

Беларусь

BY

Госстандарт Республики Беларусь

Казахстан

KZ

Госстандарт Республики Казахстан

Киргизия

KG

Кыргызстандарт

Россия

RU

Росстандарт

Таджикистан

TJ

Таджикстандарт

Узбекистан

UZ

Узстандарт

Украина

UA

Минэкономразвития Украины

 

4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 3 октября 2017 г. N 1306-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 34240-2017 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 июля 2019 г.

5 Настоящий стандарт идентичен стандарту ASTM D 4529-17 "Стандартный метод оценки низшей теплоты сгорания авиационных топлив" ("Standard test method for estimation of net heat of combustion of aviation fuels", IDT).

Стандарт разработан подкомитетом ASTM D02.05 "Properties of fuels, petroleum coke and carbon material" ("Свойства топлив, нефтяных коксов и углеродного материала") Технического комитета ASTM D02 "Petroleum products and lubricants" ("Нефтепродукты и смазочные материалы").

Наименование настоящего стандарта изменено относительно наименования указанного стандарта ASTM для приведения в соответствие с ГОСТ 1.5 (подраздел 3.6).

При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных стандартов соответствующие им межгосударственные стандарты, сведения о которых приведены в дополнительном приложении ДА

6 Введен впервые

 

1 Область применения

 

1.1 Настоящий стандарт устанавливает оценку низшей теплоты сгорания при постоянном давлении, которую выражают в единицах СИ в мегаджоулях на килограмм.

1.2 Настоящий метод является расчетным и применяется только для жидких углеводородных топлив, полученных при переработке нефти и соответствующих требованиям спецификаций на авиационные бензины или авиационные топлива для турбореактивных и реактивных двигателей с ограниченными диапазонами кипения и составами, приведенными в примечании 1.

 

Примечание 1 - Оценку низшей теплоты сгорания углеводородного топлива по его анилиновой точке и плотности можно проводить только для топлива определенного класса, для которого установлена зависимость между указанными показателями при выполнении экспериментальных измерений с использованием представительных проб топлива этого класса. Однако даже в этом классе при оценке теплоты сгорания отдельных видов топлив может быть получена значительная погрешность. Топливо JP-8 имеет свойства, аналогичные свойствам топлив JP-5 и Jet А, хотя экспериментально это не проверялось, и его можно относить к этому же классу. Для установления корреляции настоящего метода использованы следующие виды топлив:

 

Топливо

Спецификация

авиационные бензины:

ASTM D 910

Сорт 80, UL82, UL87, 90, 91, UL91, 94, UL94,

ASTM D 6227

100/100LL/100VLL

ASTM D 7547

 

ASTM D 7592

авиационные турбинные топлива:

ASTM D 6615

Jet В, JP-4

MIL-DTL-5624

JP-5

MIL-DTL-5624

JP-8

MIL-DTL-83133

Jet A, Jet А-1

ASTM D 1655

 

ASTM D 7223

 

ASTM D 7566

 

1.3 Низшую теплоту сгорания можно оценить по ASTM D 1405 или ASTM D 3338. Метод по ASTM D 1405 предусматривает вычисление по одному из четырех уравнений, зависящих от вида топлива, с прецизионностью, установленной в этом методе; метод по ASTM D 3338 предусматривает вычисление по одному уравнению для авиационного топлива с прецизионностью, установленной в этом стандарте.

1.4 Значения, установленные в единицах СИ, считают стандартными. Значения в скобках приведены только для информации.

1.5 В настоящем стандарте не предусмотрено рассмотрение всех вопросов обеспечения безопасности, связанных с его использованием. Пользователь стандарта несет ответственность за обеспечение соответствующих мер безопасности и охраны здоровья и определяет целесообразность применения законодательных ограничений перед его использованием.

 

2 Нормативные ссылки

 

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

2.1 Стандарты ASTM*(1):

 

------------------------------

*(1) Уточнить ссылки на стандарты ASTM можно на сайте ASTM www.astm.org или в службе поддержки клиентов ASTM service@astm.org. В информационном томе ежегодного сборника стандартов (Annual Book of ASTM Standards) следует обращаться к сводке стандартов ежегодного сборника стандартов на странице сайта.

 

ASTM D 129, Test method for sulfur in petroleum products (general high pressure decomposition device method) [Метод определения серы в нефтепродуктах (общий метод разложения в устройствах высокого давления)]

ASTM D 240, Test method for heat of combustion of liquid hydrocarbon fuels by bomb calorimeter (Метод определения теплоты сгорания жидких углеводородных топлив в калориметрической бомбе)

ASTM D 611, Test methods for aniline point and mixed aniline point of petroleum products and hydrocarbon solvents (Метод определения анилиновой точки и смешанной анилиновой точки нефтепродуктов и углеводородных растворителей)

ASTM D 910, Specification for leaded aviation gasolines (Спецификация на этилированные авиационные бензины)

ASTM D 941, Test method for density and relative density (specific gravity) of liquids by Lipkin bicapillary pycnometer [Метод определения плотности и относительной плотности (удельного веса) жидкостей бикапиллярным пикнометром Липкина]*(2)

 

------------------------------

*(2) Отменен в 1993 г.

 

ASTM D 1217, Test method for density and relative density (specific gravity) of liquids by Bingham pycnometer [Метод определения плотности и относительной плотности (удельного веса) жидкостей пикнометром Бингхэма]

ASTM D 1250, Guide for use of the petroleum measurement tables (Руководство по применению таблиц измерения параметров нефти и нефтепродуктов)

ASTM D 1266, Test method for sulfur in petroleum products (lamp method) [Метод определения серы в нефтепродуктах (ламповый метод)]

ASTM D 1298, Test method for density, relative density (specific gravity), or API gravity of crude petroleum and liquid petroleum products by hydrometer method [Метод определения плотности, относительной плотности (удельного веса) или плотности в градусах API сырой нефти и жидких нефтепродуктов ареометром]

ASTM D 1405, Test method for estimation of net heat of combustion of aviation fuels (Метод оценки низшей теплоты сгорания авиационных топлив)

ASTM D 1655, Specification for aviation turbine fuels (Спецификация на авиационные турбинные топлива)

ASTM D 2622, Test method for sulfur in petroleum products by wavelength dispersive X-ray fluorescence spectrometry (Метод определения серы в нефтепродуктах волнодисперсионной рентгенофлуоресцентной спектрометрией)

ASTM D 3120, Test method for trace quantities of sulfur in light liquid petroleum hydrocarbons by oxidative microcoulometry (Метод определения следовых количеств серы в легких жидких углеводородах окислительной микрокулонометрией)

ASTM D 3338, Test method for estimation of net heat of combustion of aviation fuels (Метод оценки низшей теплоты сгорания авиационных топлив)

ASTM D 4052, Test method for density, relative density, and API gravity of liquids by digital density meter (Метод определения плотности, относительной плотности и плотности в градусах API жидкостей цифровым плотномером)

ASTM D 4294, Test method for sulfur in petroleum and petroleum products by energy dispersive X-ray fluorescence spectrometry (Метод определения серы в нефти и нефтепродуктах энергодисперсионной рентгенофлуоресцентной спектрометрией)

ASTM D 4809, Test method for heat of combustion of liquid hydrocarbon fuels by bomb calorimeter (precision method) [Метод определения теплоты сгорания жидких углеводородных топлив в калориметрической бомбе (точный метод)]

ASTM D 5453, Test method for determination of total sulfur in light hydrocarbons, spark ignition engine fuel, diesel engine fuel, and engine oil by ultraviolet fluorescence (Метод определения общей серы в легких углеводородах, топливе для двигателей с искровым зажиганием, топливе для дизельных двигателей и моторном масле ультрафиолетовой флуоресценцией)

ASTM D 6227, Specification for unleaded aviation gasoline containing a non-hydrocarbon component (Спецификация на неэтилированный авиационный бензин, содержащий неуглеводородный компонент)

ASTM D 6615, Specification for Jet В wide-cut aviation turbine fuel (Спецификация на широкофракционное авиационное турбинное топливо Jet В)

ASTM D 7039, Test method for sulfur in gasoline, diesel fuel, Jet fuel, kerosine, biodiesel, biodiesel blends, and gasoline-ethanol blends by monochromatic wavelength dispersive X-ray fluorescence spectrometry (Метод определения серы в бензине, дизельном топливе, реактивном топливе, керосине, биодизеле и биодизельных смесях и бензин-этанольных смесях монохроматической волнодисперсионной рентгенофлуоресцентной спектрометрией)

ASTM D 7223, Specification for aviation certification turbine fuel (Спецификация на сертифицированное авиационное турбинное топливо)

ASTM D 7547, Specification for hydrocarbon unleaded aviation gasoline (Спецификация на углеводородный неэтилированный авиационный бензин)

ASTM D 7566, Specification for aviation turbine fuel containing synthesized hydrocarbons (Спецификация на авиационные турбинные топлива, содержащие синтезированные углеводороды)

ASTM D 7592, Specification for specification for grade 94 unleaded aviation gasoline certification and test fuel (Спецификация на требования к сертифицированному неэтилированному авиационному бензину марки 94 и испытанию топлива)*(3)

2.2 Стандарты министерства обороны США*(4):

 

------------------------------

*(3) Отменен в 2016 г.

*(4) Электронную версию можно скачать на сайте ASSIST Quick Search (http://quicksearch.dla.mil).

 

MIL-DTL-5624, Turbine fuel, aviation, grades JP-4 and JP-5 (Авиационные турбинные топлива марок JP-4 и JP-5)

MIL-DTL-83133, Aviation turbine fuel, kerosene types, JP-8 (NATO F-34), NATO F-35, and JP-8+100 (NATO F-37) [Авиационное турбинное топливо керосинового типа JP-8 (NATO F-34), NATO F-35, and JP-8+100 (NATO F-37)]

 

3 Сущность метода

 

3.1 Анилиновую точку, плотность и содержание серы в образце определяют, используя соответствующие методы испытаний, а низшую теплоту сгорания вычисляют, используя значения, полученные при проведении испытаний с учетом установленных корреляций*(5), *(6), *(7).

 

------------------------------

*(5) Armstrong, G. Т., Fano, L., Jessup, R. S. Maraatz, S., Mears, T.W., and Walker, J. A., "Net Heat of Combustion and Other Properties of Kerosine and Related Fuels", Journal of Chemical and Engineering Data, National Institute for Standards and Technology, Washington, DC, Vol 7, No. 1, January 1962, pp. 107-117.

*(6) Cogliance, J. A., and Jessup, R. S., "Relation Between Net Heat of Combustion and Aniline-Gravity Product of Aircraft Fuels", ASTM Bulletin, ASTBA. No. 201. October 1954, p. 55 (TP 217); also the National Institute for Standards and Technology findings as reported by Armstrong, G. Т., Jessup, R. S., and Mears, T. W., "Net Heat of Combustion of Aviation Gasoline and its Correlation with Other Properties", Journal of Chemical and Engineering Data, Vol 3, 1958, pp. 20-28.

*(7) Nuttall, R. L., and Armstrong, G. Т., "Estimation of Net Enthalpies of Some Aviation Fuels Expressed in the International System of Units (SI)", NIST Technical Note 937, April 1977.

 

4 Назначение и применение

 

4.1 Настоящий стандарт применяют в качестве руководства в тех случаях, когда невозможно определить теплоту сгорания экспериментально и ее оценку по настоящему стандарту считают удовлетворительной. Оценка теплоты сгорания по настоящему стандарту не заменяет ее экспериментального определения (см. примечание 2).

 

Примечание 2 - Методы экспериментального определения высшей и низшей теплоты сгорания приведены в ASTM D 240 и ASTM D 4809.

 

4.2 Низшая теплота сгорания является эксплуатационной характеристикой всех авиационных топлив. Поскольку выхлопные газы авиационных двигателей содержат несконденсированные водяные пары, энергия, выделяемая топливом при испарении воды, не может компенсироваться, и для вычисления низшей теплоты сгорания она должна вычитаться из высшей теплоты сгорания. Для воздушного судна с высокими летно-техническими характеристиками, имеющего ограничения по массе, низшая теплота сгорания на единицу массы и масса загруженного топлива определяют общую безопасную дальность полета. Надлежащая работа авиационного двигателя также требует определенного минимума низшей теплоты сгорания на единицу объема потребляемого топлива.

4.3 Поскольку теплота сгорания углеводородных топливных смесей является медленно изменяющейся функцией физических свойств смесей, теплоту сгорания смесей часто можно оценить достаточно точно на основании плотности и анилиновой точки, определенных в производственных испытаниях без использования сложной аппаратуры, необходимой для калориметрии.

4.4 Эмпирическое квадратное уравнение для оценки низшей теплоты сгорания топлива, не содержащего серу, получено методом наименьших квадратов с использованием результатов точных измерений на образцах топлива, большинство которых соответствовало требованиям спецификаций, приведенных в примечании 1, выбранных таким образом, чтобы охватить весь диапазон значений их свойств. Для расширения диапазона значений плотностей и анилиновой точки выше и ниже диапазона значений для топлив, указанных в примечании 1, и предотвращения граничных эффектов дополнительно выбраны топлива, изготовленные по другим документам. Поправка на серу для топлив, содержащих серу, вычислена с помощью одновременного регрессионного анализа методом наименьших квадратов.

 

5 Проведение испытаний

 

5.1 Температуру анилиновой точки образца определяют по ASTM D 611 с точностью до 0,05 °С.

5.2 Плотность образца при температуре 15 °С определяют по ASTM D 941, ASTM D 1217, ASTM D 1298, или ASTM D 4052, или ASTM D 1250 с точностью до 0,5 кг/м3.

5.3 Содержание серы в образце определяют по ASTM D 129, ASTM D 1266, ASTM D 2622, ASTM D 3120, ASTM D 4294, или ASTM D 5453, или ASTM D 7039 с точностью до 0,02 % масс.

 

6 Вычисления

 

6.1 Вычисляют низшую теплоту сгорания по методу А или В.

6.1.1 Метод А (по формуле)

Подставляют определенные значения плотности в формулу (1) и вычисляют низшую теплоту сгорания Qp, МДж/кг, при постоянном давлении для образца топлива, не содержащего серу (см. примечание 3).

 

,

(1)

 

где - плотность образца при 15 °С, кг/м3;

А - температура анилиновой точки, °С.

 

Примечание 3 - Теплоту сгорания в единицах СИ выражают в Джоулях на килограмм, на практике более удобно использовать кратное число. Мегаджоуль на килограмм, МДж/кг, составляет 106 Дж/кг и обычно используется для выражения теплоты сгорания нефтяных топлив, особенно смесей, на которые распространяется настоящий стандарт.

 

6.1.2 Метод В (см. таблицу 1)

Выполняют линейную интерполяцию между горизонтальными строками, захватывающими в вилку значение плотности, и между графами, захватывающими в вилку значение анилиновой точки образца. Для получения значения Qp проводят линейную интерполяцию значений анилиновой точки в строке для вычисленных значений плотности.

6.2 Вычисляют низшую теплоту сгорания с поправкой на содержание серы по формуле

 

,

(2)

 

где S - содержание серы, % масс.

6.3 Вычисляют объемную низшую теплоту сгорания qp, МДж/дм3, по формуле

 

.

(3)

 

7 Оформление результатов

 

7.1 Записывают следующую информацию:

7.1.1 Результат вычисления низшей теплоты сгорания, МДж/кг, с точностью до 0,001.

7.1.2 Результат для объемной низшей теплоты сгорания qp, МДж/дм3, с точностью до 0,001 (при необходимости).

 

Таблица 1 - Низшая теплота сгорания

 

Плотность топлива, , кг/м3 10-3

Qp, Мдж/кг

А, °С

20

30

40

50

60

70

80

0,6500

42,8522

43,1941

43,5225

43,8376

44,1393

44,4276

44,7026

0,6600

42,8721

43,2064

43,5272

43,8347

44,1288

44,4095

44,6768

0,6700

42,8819

42,2087

43,5222

43,8223

44,1090

44,3824

44,6423

0,6800

42,8823

43,2020

43,5083

43,8013

44,0808

44,3470

44,5998

0,6900

42,8743

43,1870

43,4864

43,7723

44,0449

44,3042

44,5500

0,7000

42,8584

43,1644

43,4570

43,7362

44,0021

44,2545

44,4936

0,7100

42,8354

43,1348

43,4209

43,6935

43,9528

44,1987

44,4313

0,7200

42,8059

43,0990

43,3786

43,6449

43,8973

44,1373

44,3635

0,7300

42,7704

43,0573

43,3307

43,5908

43,8375

44,0708

44,2908

0,7400

42,7295

43,0103

43,2778

43,5318

42,7725

43,9997

44,2136

0,7500

42,6837

42,9586

43,2201

43,4683

43,7031

43,9245

44,1325

0,7600

42,6332

42,9024

43,1582

43,4007

43,6297

43,8454

44,0477

0,7700

42,5787

42,8423

43,0925

43,3294

43,5529

43,7630

43,9597

0,7800

42,5203

42,7785

43,0233

43,2547

43,4728

43,6775

43,8687

0,7900

42,4585

42,7114

42,9509

43,1771

43,3898

43,5892

43,7752

0,8000

42,3936

42,6413

42,8757

43,0967

43,3043

43,4985

43,6793

0,8100

42,3258

42,5685

42,7978

43,0138

43,2163

43,4056

43,5813

0,8200

42,2555

42,4933

42,7177

42,9287

43,1264

43,3106

43,4815

0,8300

42,1828

42,4158

42,6354

42,8417

43,0345

43,2140

43,3801

0,8400

42,1080

42,3363

42,5513

42,7528

42,9410

43,1158

43,2772

0,8500

42,0313

42,2551

42,4655

42,6624

42,8460

43,0163

43,1731

0,8600

41,9529

42,1722

42,3781

42,5707

42,7498

42,9156

43,0650

0,8700

41,8730

42,0879

43,2895

42,4777

42,6524

92,8136

42,9619

0,8800

41,7917

42,0024

42,1997

42,3836

42,5541

42,7112

42,8550

0,8900

41,7092

41,9157

42,1085

42,2886

42,4549

42,6079

42,7475

 

8 Прецизионность и смещение*(8)

 

------------------------------

*(8) Прецизионность установлена путем пересчета данных, полученных по ASTM D 1405, в единицы СИ и вычислениях с использованием результатов этого метода.

 

8.1 Прецизионность

Для оценки приемлемости результатов вычисления теплоты сгорания (с доверительной вероятностью 95 %) при использовании данных о температуре анилиновой точке, плотности и содержании серы в топливе, определенных по ASTM D 611, ASTM D 1298 и ASTM D 129 соответственно (см. примечание 4), используют следующие критерии.

8.1.1 Повторяемость

Расхождение результатами двух испытаний, полученных одним и тем же оператором на одной и той же аппаратуре при постоянных рабочих условиях на идентичном испытуемом материале в течение длительного времени при нормальном и правильном выполнении метода, может превышать следующие значения только в одном случае из 20:

- повторяемость - 0,012 МДж/кг или 5 британских тепловых единиц (BTU)/фунт.

8.1.2 Воспроизводимость

Расхождение двух единичных и независимых результатов, полученных разными операторами в разных лабораториях на идентичном испытуемом материале в течение длительного времени при нормальном и правильном выполнении метода, может превышать следующие значения только в одном случае из 20:

- воспроизводимость - 0,035 МДж/кг или 14 британских тепловых единиц (BTU)/фунт.

 

Примечание 4 - Прецизионность вычисления теплоты сгорания зависит от прецизионности используемых значений показателей качества топлива.

Примечание 5 - При оценке прецизионности объемной низшей теплоты сгорания для топлива с плотностью 810,0 кг/м3 руководствуются следующими данными:

- повторяемость - 9,7 МДж/м3;

- воспроизводимость - 28 МДж/м3.

 

8.2 Смещение

Смещение не установлено, т.к. отсутствуют общепринятые эталонные материалы, используемые для определения корреляции.

 

Откройте актуальную версию документа прямо сейчас или получите полный доступ к системе ГАРАНТ на 3 дня бесплатно!

Получить доступ к системе ГАРАНТ

Если вы являетесь пользователем интернет-версии системы ГАРАНТ, вы можете открыть этот документ прямо сейчас или запросить по Горячей линии в системе.


Межгосударственный стандарт ГОСТ 34240-2017 "Топлива авиационные. Оценка низшей теплоты сгорания" (введен в действие приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 3 октября 2017 г. N 1306-ст)


Текст ГОСТа приводится по официальному изданию Стандартинформ, Москва, 2017 г.


Дата введения - 1 июля 2019 г.


Текст ГОСТа приводится с учетом поправки, опубликованной в ИУС "Национальные стандарты", 2018 г., N 5