【摘 要】
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航空煤油是航空发动机的主要燃料,含碳数在10～16之间,其成分构成有数十上百种,主要归类为链烷烃、环烷烃、芳香烃等三类化合物。通过对国产RP-3航空煤油成分及其性质的分析,结合前人提出的模拟替代燃料,基于碳原子数、氢原子数、氢碳比和相对分子质量等遴选指标,本文提出一个摩尔分数为41%正十二烷、37%正癸烷、3%正丙基环己烷、19%正丙基苯的四组分替代燃料模型。利用反应路径流量分析法、敏感性分析法、
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航空煤油是航空发动机的主要燃料,含碳数在10～16之间,其成分构成有数十上百种,主要归类为链烷烃、环烷烃、芳香烃等三类化合物。通过对国产RP-3航空煤油成分及其性质的分析,结合前人提出的模拟替代燃料,基于碳原子数、氢原子数、氢碳比和相对分子质量等遴选指标,本文提出一个摩尔分数为41%正十二烷、37%正癸烷、3%正丙基环己烷、19%正丙基苯的四组分替代燃料模型。利用反应路径流量分析法、敏感性分析法、解耦法,分别构建了四种单组分的化学反应动力学模型。通过计算结果与实验结果对比,表明四个单组分反应机理均能较为准确的预测着火延迟时间、反应物和生成物的浓度变化趋势以及层流燃烧速度。将四组分机理整合,本文构建了一个包含136种组分,308步基元反应的RP-3航空煤油四组分模拟替代燃料的燃烧反应机理。采用航空煤油的模拟替代燃料燃烧反应机理,完成了着火延迟时间与层流燃烧速度的数值计算,并与实验进行对比,结果表明该反应机理对压力1 atm、2 atm,当量比0.5、1.0和1.5时的着火延迟时间与实验值吻合较好,有明显的NTC区域;对压力1 atm-3 atm,当量比0.8-1.4,温度420K480K的层流燃烧速度计算值,与实验值较为吻合,峰值均在当量比1.1处。通过与国外常用航煤Jet-A、S-8等燃料燃烧特性进行了对比,计算结果较好。本文提出的四组分模拟替代燃料反应动力学机理,在较宽工况范围内计算结果较优,很好表现出国产航空煤油着火特性与燃烧特性,为耦合燃料反应的燃烧室热态性能数值计算提供较为坚实的支撑。
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