随着航空工业的发展,航空燃油作为航空动力装置的常规燃料,得到了人们越来越多的关注。然而,燃油在运输、存储过程中极易发生泄露现象,泄露后挥发产生蒸气和空气混合形成可燃混合气,油气爆炸后往往造成重大人员伤亡和经济损失。所以,研究燃油的燃爆性能与机理,对降低爆炸风险、提高燃油燃烧效率提供了重要的理论支持。但燃油的成分十分复杂,且不同类型的燃油性质也有很大差异,使得关于燃油性质的实验与数值研究非常困难。目前,采用理化性质接近燃油的替代燃料开展研究是切实有效的方法。正己烷燃点和航空燃油接近,易挥发,是良好的燃油替代燃料,本文选用正己烷来开展燃油的燃爆性能的研究。首先设计并搭建了液体爆炸的定容燃烧弹实验装置,利用压力传感器记录燃料爆炸的压力发展状况,采用纹影与高速摄像机拍摄预混火焰的发展。实验研究了正己烷在初始压力60-100 kPa,初始温度353-393 K,当量比0.7-1.7时的爆炸性能与层流燃烧特性。多种工况研究均表明,正己烷最大爆炸压力与爆压上升速率变化情况一致,随着当量比的增加呈先升高后逐渐降低的趋势;随着初始压力的增加或温度的降低,最大爆炸压力与爆压上升速率逐渐增加,但无量纲最大爆炸压力与初始压力无关;预混燃料的马克斯坦长度与当量比和初始压力正相关,火焰阵面稳定性随着它们的增大而降低,但马克斯坦长度对初始温度不敏感;随着燃料浓度的增加,即当量比从0.7变化到1.7时,火焰的燃烧速率先升高后降低,在化学计量比附近达到峰值;随着初始压力的下降或温度的增加,火焰的层流燃烧速率出现上升趋势。为了探索氢气对正己烷燃爆特性的影响,实验研究了初始温度353 K、初始压力100 kPa、当量比范围0.8-1.7下正己烷/氢气预混燃料的爆炸压力发展和层流燃烧性能。研究发现,预混气体的最大爆炸压力及爆压上升速率与燃料浓度密切相关,当氢气含量从0%增加到80%时,压力峰值对应的当量比逐渐降低;对于贫、富燃料,氢气对预混气的爆炸行为相反,对过稀或过浓燃料的最大爆炸压力及压力升高速率影响更为明显;同时,在燃料中添加氢气能够明显提高预混气体的无拉伸火焰传播速率与层流燃烧速率。