【摘 要】
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航空发动机作为飞机的“心脏”,需要在各种严苛的工作环境下稳定工作。但是随着飞行高度的升高、飞行速度的加快,保持稳定燃烧的难度越来越大。非平衡等离子体具有能够为反应体系引入高活性粒子,提高反应活性、增大点火能量、改善流动等特点。基于等离子体的燃烧优化也使等离子体成为了航空发动机燃烧研究领域的新热点,国内外许多学者对等离子体激励航空煤油的化学反应动力学进行了研究。本文选择正癸烷骨架机理作为航空煤油替代
【基金项目】
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中国航空动力基金（6141B090540）； 辽宁省自然科学基金（2020-KF-13-03、20170540693）； 辽宁省教育厅基础研究项目（JYT19059）； 国家自然科学基金（51676132）；
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航空发动机作为飞机的“心脏”,需要在各种严苛的工作环境下稳定工作。但是随着飞行高度的升高、飞行速度的加快,保持稳定燃烧的难度越来越大。非平衡等离子体具有能够为反应体系引入高活性粒子,提高反应活性、增大点火能量、改善流动等特点。基于等离子体的燃烧优化也使等离子体成为了航空发动机燃烧研究领域的新热点,国内外许多学者对等离子体激励航空煤油的化学反应动力学进行了研究。本文选择正癸烷骨架机理作为航空煤油替代燃料,从化学反应动力学角度研究了非平衡等离子体助燃效果。用零维均质完全混合模型和零维完全预混模型对等离子体点火过程进行计算分析,研究等离子体中的活性粒子（H、OH、O3）对航空煤油替代燃料着火特性的影响。通过计算敏感度和各组分摩尔分数,揭示了活性粒子的添加对反应机理的影响,并采用敏感性分析方法对反应机理进行了适当修正。通过对着火延迟时间随温度变化的分析发现,加入活性粒子后,着火延迟时间均呈现不同程度的下降,并且随着活性粒子浓度增加,下降的程度有所增加。在0.1MPa、1400K条件下,分别加入0.5%的H、OH、O3自由基着火延迟时间下降71.7%、41.0%和53.2%,在高温区域H自由基效果最好,其次是O3,最后是OH自由基。敏感度结果表明,加入活性粒子之后,明显强化了各反应式对正癸烷着火延迟时间的影响作用,敏感度向着促进反应进行的方向增加。对比不同初始温度下反应结束时各组分的摩尔分数发现,加入活性粒子能使最小点火温度下降。
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