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Warum gefriert Kerosin nicht im Flug?


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Servus!

 

Ich habe gelesen dass Kerosin je nach Sorte bei ca.-70 Grad Celsius gefriert.Wie sieht es da während dem Flug in grösseren Höhen aus?Minus 80 Grad Celsius sind ja denke ich keine Seltenheit in grösseren Höhen.

Warum gefriert das Kerosin nicht in den Tanks?

Sind die Treibstofftanks beheizt?Wenn ja,wann wird diese Heizung eingeschaltet?Oder reicht die Abwärme der Triebwerke vielleicht zur Erwärmung aus?

 

Ist vielleicht ne komische Frage,würd mich aber brennend interessieren!

 

Gruss Dominik.

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Servus!

 

Ich habe gelesen dass Kerosin je nach Sorte bei ca.-70 Grad Celsius gefriert.Wie sieht es da während dem Flug in grösseren Höhen aus?Minus 80 Grad Celsius sind ja denke ich keine Seltenheit in grösseren Höhen.

Warum gefriert das Kerosin nicht in den Tanks?

Sind die Treibstofftanks beheizt?Wenn ja,wann wird diese Heizung eingeschaltet?Oder reicht die Abwärme der Triebwerke vielleicht zur Erwärmung aus?

 

Ist vielleicht ne komische Frage,würd mich aber brennend interessieren!

 

Gruss Dominik.

 

Ganz kurz:

 

So kalt wird es da oben nicht. -57C ist eigentlich das Kälteste (ja, ich weiss, geht auch kälter, aber ist nicht die Regel). Der Sprit im Tank darf (je nach Flugzeugtyp) eine bestimmte Temperatur nicht unterschreiten. Sagen wir mal -42C. Wenns dann daran kommt, und das dauert eine Weile (mehrere Stunden) bis der Tank so ausgekühlt ist, muss man entweder sinken oder, je nach Flugzeugtyp, verschiedene Tanks vermischen. Im äußersten Fall bleibt eigentlich nur, tiefere Regionen aufzusuchen. Kommt übrigens nicht sooo sehr oft vor, das der Sprit so kalt wird. Nur recht weit im Norden und im Winter.

Es gibt auch noch bei einigen Fliegern Wärmetauscher in den Flächen, wo zB heißes Öl aus den Triebwerken den Sprit aufheizt. Dann fällt die Temperatur nicht so schnell.

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Die Außentemperatur liegt in Reiseflughöhe bei -50 bis -60 Grad, und auch bei langen Flügen kommt man normalerweise nicht in die Nähe des Gefrierpunktes von Kerosin. Der liegt bei Jet A-1 (Standardtreibstoff) bei -47 Grad Celsius. Nur wenn der Sprit schon vor dem Betanken sehr kalt ist oder die Tanks von einem vorausgegangenen Flug noch kalt sind, könnte das vielleicht passieren. Dann muss man u.U. tiefer fliegen.

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Jet-A1 hat einen spezifierten Gefrierpunkt von -47 bzw. -48°C je nach Quelle. Für "meine" 737 ist die minimale Sprit-Temperatur mit -45°C oder Fuel Freezing Temp +3°C definiert.

 

Generell haben alle Flugzeuge die einige Zeit in Reiseflughöhe bleiben können entsprechende Vorrichtungen um den Sprit zu heizen. Gerne benutzt ist die Methode die Kühlung für die Hydrauliksysteme in die Sprit-Tanks zu plazieren. Damit kann der kalte Sprit die heisse Hydraulikflüssigkeit kühlen und gleichzeitig wird der Sprit geheizt.

 

Ich muss ehrlich sagen dass ich bisher noch keine niedrigere Temperatur als -65° im Reiseflug gesehen habe, -80° halte ich für entweder extrem selten oder gar nicht vorhanden. Dazu kommt noch dass die Tragflächenvorderkante deutlich wärmer als die echte Aussentemperatur ist so dass die Abkühlung im Tank gar nicht so wahnsinnig schnell ist.

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Gerne benutzt ist die Methode die Kühlung für die Hydrauliksysteme in die Sprit-Tanks zu plazieren. Damit kann der kalte Sprit die heisse Hydraulikflüssigkeit kühlen und gleichzeitig wird der Sprit geheizt.

 

Beispiele? Sowas hab ich noch nicht gehört! Es gibt etwas ähnliches' date=' nämlich direkt am Triebwerk. Dessen Öl wird mit Kerosin gekühlt. Aber hier geht es wie gesagt darum, dass Öl zu kühlen, nicht das Kerosin zu erwärmen. Im übrigen wird die Hydraulik im Normalfall nicht so heiss, dass sie gekühlt werden müsste.

 

Es gibt auch noch bei einigen Fliegern Wärmetauscher in den Flächen, wo zB heißes Öl aus den Triebwerken den Sprit aufheizt. Dann fällt die Temperatur nicht so schnell.

 

Auch hier würde ich gerne Beispiele wissen wollen...

 

Das einzige mir dahingehend bekannte System hat der A310 MRTT, wo die 3 zusätzlichen Kraftstoffpumpen im Centertank einen Wärmetauscher haben. Hier geht es aber darum, das Skydrol zu kühlen, und nicht den Sprit zu erwärmen.

 

Im allgemeinen bräuchte es einen sehr großen Wäremtauscher, um 50 Tonnen Kerosin zu erwärmen. Zumal der Sprit in den Tanks bei den meisten Fliegern auch nicht "austauschbar" ist, jedenfalls nicht im Flug. Somit bräuchte man je nach Muster 5 und mehr Wäremtauscher, für jeden Tank einen... Sehr unwahrscheinlich. Aber ich lasse mich gerne belehren, schliesse aber mit der Aussage, dass es ein solches System bei Airbus zumindest nicht gibt...

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Ich würde er vermuten das die Flugzeugtanks eine spezielle Kunststoffversiegulng o.Ä. haben

 

Nein Kraftstofftanks sind nur mit Primer angemalt und mit einer Dichtmasse gegen Lecks abgedichtet.

 

Wie meine Vorgänger schon geschrieben haben, gibt es ganz verschiedene Systeme welche den Kraftstoff vor zu tiefen Temperaturen schützen. Oftmals passiert dies in den Triebwerken. Dort wird meist Rücklaufender Kraftstoff als Kühlflüssigkeit für das Triebwerköl verwendet. Dieser "Rücklaufsprit" wird dann wieder mit dem in den Tanks gelagerten Sprit vermischt.

Ess gibt auch Systeme die einen Wärmetauscher in den Tanks haben. Dort fliesst dann warmes Hydrauliköl durch und (heizt somit den Tank) bzw. kühlt die Hydraulikflüssigkeit.

Es kommt auch regelmässig vor, dass der Kraftstoff in den Tanks gefriert. Dies ist z.T. auch gewollt. Da nur eine relativ dünne Schicht gefriert und somit als gutes Isolationsmaterial dient.

 

@ Acela: www.smartcockpit.com

Schau mal an, es gibt auch noch andere Flugzeuge als deine alten Airbus Kisten ;)0000

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Wie so oft bei Flugzeugen kann man nichts als allgemein gültig erklären.

Es gibt auch genug Muster wo nix im Tank "geheizt" wird und trotzdem der Sprit nicht zufriert.

Genauso gibt es auch Oil-to-Fuel Heater an den Triebwerken bzw. FCU`s, die nicht das Öl kühlen, sondern tatsächlich den Sprit vorwärmen.

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Gerne benutzt ist die Methode die Kühlung für die Hydrauliksysteme in die Sprit-Tanks zu plazieren. Damit kann der kalte Sprit die heisse Hydraulikflüssigkeit kühlen und gleichzeitig wird der Sprit geheizt.

 

Beispiele? Sowas hab ich noch nicht gehört! ...

b737heatexchangermz4.th.jpg

B737CL ATA 29

Heat Exchanger

A. Separate heat exchangers for systems A and B cool pump case drain fluid as the fluid returns to the reservoir. The two heat exchangers are composed of coils of finned aluminum tubing located in the wing fuel tanks using fuel as a coolant. The system heat exchangers are at the inboard end of the left and right main fuel tanks, respectively. The standby system is not fitted with a heat exchanger. A minimum of 250 gallons (1675 pounds/761 kilograms) of fuel is required in each main tank to provide hydraulic fluid cooling.

 

 

 

... Es gibt etwas ähnliches, nämlich direkt am Triebwerk. Dessen Öl wird mit Kerosin gekühlt. Aber hier geht es wie gesagt darum, dass Öl zu kühlen, nicht das Kerosin zu erwärmen. ...

Teilweise nicht nur das. Bei der 737CL wird der Sprit auch für die Servos und die MEC angeheitzt.

 

B737CL ATA73

... Servo fuel heater, which maintains fuel temperatures at a high

enough level to prevent ice from entering and damaging the MEC

servos. ...

 

Ingo

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Immerhin war das Aufheizen des Center Tanks der Grund für die Explosion.

 

Genaugenommen war das Aufheizen ein "Contributing Factor"

 

Probable Cause

 

The National Transportation Safety Board determines that the probable cause of the TWA flight 800 accident was an explosion of the center wing fuel tank (CWT), resulting from ignition of the flammable fuel/air mixture in the tank. The source of ignition energy for the explosion could not be determined with certainty, but, of the sources evaluated by the investigation, the most likely was a short circuit outside of the CWT that allowed excessive voltage to enter it through electrical wiring associated with the fuel quantity indication system.

 

Contributing factors to the accident were the design and certification concept that fuel tank explosions could be prevented solely by precluding all ignition sources and the design and certification of the Boeing 747 with heat sources located beneath the CWT with no means to reduce the heat transferred into the CWT or to render the fuel vapor in the tank nonflammable.

 

Quelle:

http://www.ntsb.gov/Publictn/2000/AAR0003.htm

http://www.ntsb.gov/Publictn/2000/AAR0003.pdf

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Oftmals passiert dies in den Triebwerken. Dort wird meist Rücklaufender Kraftstoff als Kühlflüssigkeit für das Triebwerköl verwendet. Dieser "Rücklaufsprit" wird dann wieder mit dem in den Tanks gelagerten Sprit vermischt.

 

Ersteres hatte ich ja schon gesagt. Der "Rücklaufsprit" bleibt aber "am" Triebwerk und wird nicht in den Tank zurückgepumpt. Wozu auch, die Überschussmengen sind so unerheblich, dass es einen Rücklauf, wie zum Beispiel am Auto, nicht benötigt...

 

@Bobbyfan, danke für das Bild, die Beschreibung bestätigt aber meine Aussage, dass Hauptzweck Kühlung der Hydraulik und nicht Erwärmung des Kraftstoffes ist. So ein kleiner Tauscher reisst da nicht viel...

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Die Temperatur ist an den Punkten, wo sich die Luft staut (z.B. Flügelvorderkanten) deutlich höher als die Umgebungstemperatur, bei Jet-Geschwindigkeiten ca. 30 Grad mehr.

Den "ram rise" kannst Du so berechnen: (TAS/87.1)^2. Beispiel: bei 450 KTAS hast Du 26,7 Grad ram rise. Theoretisch jedenfalls...

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Der "Rücklaufsprit" bleibt aber "am" Triebwerk und wird nicht in den Tank zurückgepumpt. Wozu auch, die Überschussmengen sind so unerheblich, dass es einen Rücklauf, wie zum Beispiel am Auto, nicht benötigt...

Nur weil du es nicht kennst, heißt es nicht, das es das nicht gibt.

A320 Fam. und A340 hat "Rücklaufsprit".

 

@Bobbyfan, danke für das Bild, die Beschreibung bestätigt aber meine Aussage, dass Hauptzweck Kühlung der Hydraulik und nicht Erwärmung des Kraftstoffes ist. So ein kleiner Tauscher reisst da nicht viel...

Nein. Deine Aussage war, das du noch nicht von einem System gehöhrt hast, welches die Hydraulik im Kerosintank kühlt:

Gerne benutzt ist die Methode die Kühlung für die Hydrauliksysteme in die Sprit-Tanks zu plazieren. Damit kann der kalte Sprit die heisse Hydraulikflüssigkeit kühlen und gleichzeitig wird der Sprit geheizt.

Beispiele? Sowas hab ich noch nicht gehört! Es gibt etwas ähnliches, nämlich direkt am Triebwerk. Dessen Öl wird mit Kerosin gekühlt. Aber hier geht es wie gesagt darum, dass Öl zu kühlen, nicht das Kerosin zu erwärmen. Im übrigen wird die Hydraulik im Normalfall nicht so heiss, dass sie gekühlt werden müsste.

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Touché...

 

Ich hätte statt Aussage vielleicht Vermutung schreiben sollen... Das trifft es eher. Und meine Vermutung war in diesem Fall ja auch richtig...

 

Dazu hätte ich gleich die Frage, was im Hydrauliksystem einer 737 einen Wärmetauscher notwendig macht?

 

Ist das Kraftstoffrücklaufsystem Muster- oder Triebwerksabhängig? Ich kann mir die Notwendigkeit noch nicht so recht erklären, nach der Art "ohne gehts ja auch..."

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Ist das Kraftstoffrücklaufsystem Muster- oder Triebwerksabhängig? Ich kann mir die Notwendigkeit noch nicht so recht erklären, nach der Art "ohne gehts ja auch..."

 

Guck einfach mal bei www.smartcockpit.com nach. Ich hoffe du kannst mit OM-B bzw. FCOM umgehen. Dann sollte dir die suche nicht sehr schwer fallen. Dort ist eigentlich sehr gut bei den Bussen ersichtlich.

 

PS: den Link hab ich dir aber schon weiter oben als tip angegeben ;)

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Guck einfach mal bei www.smartcockpit.com nach. Ich hoffe du kannst mit OM-B bzw. FCOM umgehen.

 

Ja, is ja fast wie ein AMM... ;-)

 

Dort ist eigentlich sehr gut bei den Bussen ersichtlich.

 

Ja, sicher, aber meine Frage beantwortet es nicht. Beim CF6 wird das Öl auch mit Fuel gekühlt und der trotzdem nicht zurückgeführt. Was macht solch ein System also notwendig? Generell scheint mir das Fuel System bei den "Neuen" Mustern um einiges komplizierter aufgebaut zu sein. Det is mir nix, da bleib ich lieber bei den alten Kisten... ;-)

 

PS: den Link hab ich dir aber schon weiter oben als tip angegeben ;)

 

Ja, danke, ist auch schon gebookmarked...

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Ich denk mal du bist Fluggerätmechaniker-Instandhaltungstechnik.

 

Hast du schonmal etwas von Kavitation oder Dampfbläschenbildung in einem geschlossenen Flüssigkeitssystem gehört. Genau aus diesem Grund wird der warme/heisse Kraftstoff wieder rückgeführt. Wenn dies nicht passieren würde gäbe es im schlimmsten Fall einen Flame Out

 

Edit: Bin mir aber selber jetzt nicht ganz sicher. Deswegen werd ich heut mal im Engine Manual bzw. Airn@v nachgucken. Antwort folgt dann. Muss jetzt erstmal Weihnachtsmann auf der arbeit spielen;)

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Danke für die Links, aber dort war ich schon. Ich glaube wir reden aneinander vorbei. Die Funktionsweise ist mir vollkommen klar, was mir fehlt ist der eigentliche Zweck des Rückführsystems.

 

Ich versuche mal, mein anliegen mit einem Vergleich zu veranschaulichen:

 

Beim A300 (bzw. allen Fliegern mit CF6) wird der Fuel durch den Fuel/oil Heat Exchanger geschickt um das IDG und Engine Oil zu kühlen und danach direkt im Triebwerk verbrannt.

 

Bei 320/340 passiert das selbe, nur das ver Fuel optional zurückgeführt wird. Warum wird er nicht auch gleich verbrannt, sondern passiert den komplizierten Weg der Rückführung? Das ist die Grundfrage...

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