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RP-3航空煤油替代燃料及其化学反应动力学模型 被引量：59
1
作者 郑东 于维铭 钟北京 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2015年第4期636-642,共7页
本文提出了40%(摩尔分数,下同)正癸烷、42%正十二烷、13%乙基环己烷和5%对二甲苯的四组分RP-3航空煤油替代燃料模型,并通过实验充分验证了替代燃料模型与实际RP-3航空煤油在理化特性上的相似性.采用对冲火焰实验台架,测量了RP-3航空煤... 本文提出了40%(摩尔分数,下同)正癸烷、42%正十二烷、13%乙基环己烷和5%对二甲苯的四组分RP-3航空煤油替代燃料模型,并通过实验充分验证了替代燃料模型与实际RP-3航空煤油在理化特性上的相似性.采用对冲火焰实验台架,测量了RP-3航空煤油以及四组分替代燃料的层流火焰传播速度.对比结果表明本文提出的替代燃料能够准确描述实际RP-3航空煤油的燃烧速率.进一步发展了包含168组分、1089反应的半详细反应动力学模型,验证结果表明本文机理能够准确预测RP-3航空煤油着火延迟时间和火焰传播速度. 展开更多
关键词 rp-3航空煤油 替代燃烧 反应机理 火焰传播速度 对冲火焰
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RP-3替代燃料自点火燃烧机理构建及动力学模拟 被引量：53
2
作者 徐佳琪 郭俊江 +3 位作者 刘爱科 王健礼 谈宁馨 李象远 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2015年第4期643-652,共10页
通过对RP-3航空煤油成分的分析,以及对8组替代模型的对比实验,选取了73.0%(质量分数)正十二烷,14.7%1,3,5-三甲基环己烷,12.3%正丙基苯作为RP-3航空煤油的替代模型.使用本课题组自主研发的机理自动生成程序Reax Gen,构建了RP-3替代燃料... 通过对RP-3航空煤油成分的分析,以及对8组替代模型的对比实验,选取了73.0%(质量分数)正十二烷,14.7%1,3,5-三甲基环己烷,12.3%正丙基苯作为RP-3航空煤油的替代模型.使用本课题组自主研发的机理自动生成程序Reax Gen,构建了RP-3替代燃料的高温燃烧详细机理,用该机理模拟了激波管点火延时,并与实验数据进行比较.用物质产率分析和近似轨迹优化算法(ATOA)简化方法简化了详细机理.最后对燃烧机理在不同化学计量比及压力条件下的点火延时做了敏感度分析,考察了燃烧机理在不同化学计量比下关键反应的异同.结果表明,该替代模型的燃烧机理能很好地描述RP-3煤油的高温点火特性. 展开更多
关键词 rp-3航空煤油 替代燃料 燃烧机理 点火延时 敏感度分析
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RP-3航空煤油层流燃烧特性的实验 被引量：24
3
作者 曾文 陈欣 +3 位作者 马洪安 刘宇 陈潇潇 胡二江 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第12期2888-2896,共9页
为了阐明RP-3航空煤油的燃烧特性，在定容燃烧反应器中实验测量了初始压力分别为0．1，0．3，0．5，0．7MPa、初始温度分别为390．420，450K、当量比范围为0．6～1．6时，RP-3航空煤油的层流燃烧速度与马克斯坦长度，分析了初始温度、... 为了阐明RP-3航空煤油的燃烧特性，在定容燃烧反应器中实验测量了初始压力分别为0．1，0．3，0．5，0．7MPa、初始温度分别为390．420，450K、当量比范围为0．6～1．6时，RP-3航空煤油的层流燃烧速度与马克斯坦长度，分析了初始温度、压力以及当量比对火焰发展结构、层流燃烧速度及马克斯坦长度的影响．结果表明：随着初始温度的升高或初始压力的降低，RP-3航空煤油的层流燃烧速度逐渐升高；随着当量比由0．6升高至1．6，层流燃烧速度呈现先增加后降低的趋势，当当量比为1．2时，层流燃烧速度最大．随着初始压力或当量比的降低，马克斯坦长度逐渐增大，火焰稳定性增强；初始温度对马克斯坦长度的影响不明显，当当量比为0．9～1．1时，随着初始温度的升高，马克斯坦长度逐渐减小，但当当量比为1．2～1．5时，马克斯坦长度则有所增大． 展开更多
关键词 rp-3航空煤油 燃烧稳定性 层流燃烧速度 马克斯坦长度 影响因素
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一种新的RP-3航空煤油模拟替代燃料 被引量：19
4
作者 曾文 刘靖 +3 位作者 张治博 马洪安 张静 刘爱虢 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第10期2314-2320,共7页
为了遴选出符合RP-3航空煤油物理与化学特性的模拟替代燃料,综合分析了RP-3航空煤油的物理与化学特性。针对其物理与化学特性,确定了RP-3航空煤油模拟替代燃料的遴选指标(包括摩尔质量、氢碳比、十六烷值与低热值)。针对遴选指标,提出... 为了遴选出符合RP-3航空煤油物理与化学特性的模拟替代燃料,综合分析了RP-3航空煤油的物理与化学特性。针对其物理与化学特性,确定了RP-3航空煤油模拟替代燃料的遴选指标(包括摩尔质量、氢碳比、十六烷值与低热值)。针对遴选指标,提出了由正癸烷、正十二烷、异十六烷、甲基环己烷及甲苯等五种组分组成的RP-3航空煤油模拟替代燃料,并对该模拟替代燃料中各组分的摩尔分数进行了优化。同时,对比分析了不同温度下该模拟替代燃料与RP-3航空煤油的密度与运动黏度。结果表明,当该模拟替代燃料中正癸烷、正十二烷、异十六烷、甲基环己烷及甲苯的摩尔分数分别为14%、10%、30%、36%与10%时,该模拟替代燃料的摩尔质量、氢碳比、十六烷值与低热值与RP-3航空煤油的相应数据非常吻合。同时,不同温度下该模拟替代燃料的密度与运动黏度变化趋势与RP-3航空煤油吻合较好。 展开更多
关键词 rp-3航空煤油 模拟替代燃料 遴选指标 密度 运动黏度
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RP-3航空煤油模拟替代燃料的化学反应简化机理 被引量：19
5
作者 曾文 李海霞 +2 位作者 马洪安 梁双 陈保东 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第8期1139-1145,共7页
为了建立能适用航空发动机燃烧过程反应动力学计算的国产RP-3航空煤油的化学反应机理,在化学激波管中对国产RP-3航空煤油的着火特性进行了实验测量,获得了多工况下该航空煤油的着火延迟时间。根据RP-3航空煤油的化学组成及物理特性,提... 为了建立能适用航空发动机燃烧过程反应动力学计算的国产RP-3航空煤油的化学反应机理,在化学激波管中对国产RP-3航空煤油的着火特性进行了实验测量,获得了多工况下该航空煤油的着火延迟时间。根据RP-3航空煤油的化学组成及物理特性,提出了由正癸烷、甲苯与丙基环己烷(体积百分比为0.65/0.1/0.25三种组份组成的模拟替代燃料,并形成了该替代燃料的化学反应详细机理。采用敏感性分析方法,对该详细反应机理进行了简化,形成了该替代燃料的简化反应机理。采用该简化机理对该替代燃料多工况下的着火特性进行了数值模拟,并与实验数据以及详细机理的计算结果进行了对比分析。结果表明,在不同压力与当量比下,RP-3航空煤油着火延迟时间的对数与着火温度的倒数呈直线关系,并且随着火温度、着火压力的升高以及当量比的降低,RP-3航空煤油着火延迟时间逐渐缩短;同时,在各工况下采用该简化机理计算得到的该替代燃料的着火延迟与详细反应机理的计算结果以及RP-3航空煤油着火延迟的实验值吻合良好。 展开更多
关键词 点火特性 rp-3航空煤油 化学反应详细机理 化学反应简化机理 数值计算
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RP-3航空煤油模拟替代燃料的化学反应详细机理 被引量：18
6
作者 曾文 李海霞 +2 位作者 马洪安 陈保东 胡二江 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第12期2810-2816,共7页
在化学激波管中对RP-3航空煤油的着火特性进行了实验测量,获得了多工况下RP-3航空煤油的着火延迟时间.根据RP-3航空煤油的化学组成及物理特性,提出了由体积分数分别为0.65,0.1,0.25的正癸烷、甲苯与丙基环己烷3种组分组成的模拟替代燃料... 在化学激波管中对RP-3航空煤油的着火特性进行了实验测量,获得了多工况下RP-3航空煤油的着火延迟时间.根据RP-3航空煤油的化学组成及物理特性,提出了由体积分数分别为0.65,0.1,0.25的正癸烷、甲苯与丙基环己烷3种组分组成的模拟替代燃料,并形成了该模拟替代燃料的化学反应详细机理.采用该化学反应详细机理对该模拟替代燃料在化学激波管中多工况下的着火特性进行了数值计算,并与实验数据进行了对比分析.结果表明:在不同压力与当量比下,RP-3航空煤油着火延迟时间的对数与着火温度的倒数呈线性关系,并且随着火温度与压力的升高以及当量比的降低,着火延迟时间逐渐缩短;同时,在各工况下采用该化学反应机理计算得到的该模拟替代燃料着火延迟时间与RP-3航空煤油着火延迟时间的实验值吻合良好. 展开更多
关键词 着火特性 rp-3航空煤油 化学反应详细机理 正癸烷 甲苯
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特种氟硅橡胶耐介质老化行为规律研究 被引量：13
7
作者 王荣华 李晖 +4 位作者 刘亚平 孙岩 李倩倩 王登霞 谢可勇 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第4期99-102,106,共5页
考察了特种氟硅橡胶在RP-3航空煤油介质环境中的老化行为,采用傅里叶变换衰减全反射红外光谱(ATR-FTIR)对不同老化时间点内试样的特征基团进行了表征。利用红外差谱法研究了老化过程中各官能团相对含量的变化情况,结合材料的力学性能分... 考察了特种氟硅橡胶在RP-3航空煤油介质环境中的老化行为,采用傅里叶变换衰减全反射红外光谱(ATR-FTIR)对不同老化时间点内试样的特征基团进行了表征。利用红外差谱法研究了老化过程中各官能团相对含量的变化情况,结合材料的力学性能分析了特种氟硅橡胶耐RP-3航空煤油可能的老化机理:材料的老化初期,主要以物理老化为主,进入中后期则以化学老化为主。 展开更多
关键词 介质老化 特种氟硅橡胶 rp-3航空煤油 傅里叶变换衰减全反射红外光谱 物理老化
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RP-3航空煤油3组分模拟替代燃料燃烧反应机理 被引量：12
8
作者 刘宇 曾文 +1 位作者 马洪安 陈保东 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第9期2055-2064,共10页
提出了一种包括65%正癸烷、10%甲苯与25%丙基环己烷3组分的RP-3航空煤油模拟替代燃料的燃烧反应机理,该机理由150种组分和591个基元反应组成.采用该燃烧反应机理对RP-3航空煤油模拟替代燃料在激波管和定容燃烧弹中的着火与燃烧特性进行... 提出了一种包括65%正癸烷、10%甲苯与25%丙基环己烷3组分的RP-3航空煤油模拟替代燃料的燃烧反应机理,该机理由150种组分和591个基元反应组成.采用该燃烧反应机理对RP-3航空煤油模拟替代燃料在激波管和定容燃烧弹中的着火与燃烧特性进行数值模拟,并与相应工况实验数据进行对比分析.通过与RP-3航空煤油单组分正癸烷模拟替代燃料的燃烧反应机理进行对比分析发现:正癸烷、甲苯与丙基环己烷3组分替代燃料的燃烧反应机理对着火延迟时间的计算偏差能够控制在5%以内,对层流燃烧速度的计算偏差能够控制在10%以内,计算值明显优于正癸烷单组分替代燃料;进一步采用敏感性分析方法对3组分模拟替代燃料的燃料反应机理进行了适当修正,修正后机理对层流燃烧速度的计算偏差由10%提高到5%以内,能够更好预测所研究参数下的RP-3航空煤油的着火延迟时间和层流燃烧速度. 展开更多
关键词 rp-3航空煤油 模拟替代燃料 燃烧反应机理 着火延迟时间 层流燃烧速度
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RP-3航空煤油着火特性的实验 被引量：12
9
作者 曾文 李海霞 +1 位作者 马洪安 陈保东 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第3期481-488,共8页
在化学激波管中利用反射激波着火，采用壁面压力与OH自发光作为着火指示信号，测量了着火温度范围为11。0～1600K，压力为0．1，0．2，0．3MPa，当量比为0．5，1．0，1．5时RP-3航空煤油／氧气／氩气混合气的着火延迟时间，分析了着火... 在化学激波管中利用反射激波着火，采用壁面压力与OH自发光作为着火指示信号，测量了着火温度范围为11。0～1600K，压力为0．1，0．2，0．3MPa，当量比为0．5，1．0，1．5时RP-3航空煤油／氧气／氩气混合气的着火延迟时间，分析了着火温度、压力以及当量比对混合气着火延迟时间的影响，并拟合得到了不同压力与当量比下混合气着火延迟时间的Arrhenius关系式．结果表明：在不同压力与当量比下，混合气的着火延迟时间的对数与着火温度的倒数呈线性关系，同时，随着着火温度与压力的升高以及混合气当量比的降低，着火延迟时间逐渐缩短． 展开更多
关键词 rp-3航空煤油 着火延迟时间 化学激波管 当量比 着火温度
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不锈钢表面氧化对RP-3航空煤油热氧化结焦的影响 被引量：10
10
作者 金迪 徐国强 +1 位作者 王英杰 邓宏武 《航空发动机》 2010年第1期34-37,共4页
将未经氧化及在高温加热炉中进行预氧化的同种不锈钢薄片浸泡于600mLRP-3航空煤油中,在5MPa压力下将RP-3航空煤油升温至400℃,尔后空冷至常温,利用差重法测量不锈钢薄片表面结焦量。实验研究了静态RP-3航空煤油在不锈钢挂片表面的热氧... 将未经氧化及在高温加热炉中进行预氧化的同种不锈钢薄片浸泡于600mLRP-3航空煤油中,在5MPa压力下将RP-3航空煤油升温至400℃,尔后空冷至常温,利用差重法测量不锈钢薄片表面结焦量。实验研究了静态RP-3航空煤油在不锈钢挂片表面的热氧化结焦情况,分析了材料表面氧化层对煤油热氧化结焦的抑制作用;研究表明,表面氧化处理对不锈钢表面结焦有抑制作用,并且抑制作用随着材料表面氧化程度的加深而加强。 展开更多
关键词 表面氧化 rp-3航空煤油 结焦 不锈钢 热氧化
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单个RP-3航空煤油液滴的超临界蒸发实验研究 被引量：11
11
作者 周舟 范玮 +2 位作者 靳乐 张晋 申帅 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第8期1422-1430,共9页
目前以航空发动机为背景的针对液态碳氢燃料的超临界蒸发研究很少,鉴于未来高性能航空发动机的研制需求,选取国产RP-3航空煤油为研究对象,对液滴的超临界蒸发进行了研究。分析了蒸发过程中不同环境参数下液滴无量纲直径的平方随时间的... 目前以航空发动机为背景的针对液态碳氢燃料的超临界蒸发研究很少,鉴于未来高性能航空发动机的研制需求,选取国产RP-3航空煤油为研究对象,对液滴的超临界蒸发进行了研究。分析了蒸发过程中不同环境参数下液滴无量纲直径的平方随时间的变化规律,实验结果表明超临界蒸发与常规亚临界蒸发特性存在很大的差异;根据实验结果绘制了液滴蒸发时间随环境参数变化的曲线图,并分析了蒸发过程中不稳定度的变化规律,发现在不同的温度范围内环境压力对液滴蒸发时间的影响规律是截然不同的,同时不稳定度Bi随环境温度及压力的升高而增大;对不同工况下液滴的瞬态蒸发常数以及平均蒸发常数进行了定量计算,分析认为影响液滴蒸发常数的两个主要因素是环境温度和环境压力,且后者占主导地位。 展开更多
关键词 rp-3航空煤油 超临界蒸发 蒸发常数 环境参数
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超临界航空煤油喷射到大气环境的喷射特性 被引量：9
12
作者 梁获胜 高伟 +2 位作者 许全宏 徐国强 林宇震 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第6期1258-1263,共6页
用纹影系统对超临界RP-3航空煤油喷射到大气环境中的喷射特性进行了试验研究.在纹影照片中可以看出喷嘴出口下游产生了桶形激波、马赫盘和斜激波,射流近场结构与高度欠膨胀空气射流非常相似.测试结果表明马赫盘的位置随着对比压力的增... 用纹影系统对超临界RP-3航空煤油喷射到大气环境中的喷射特性进行了试验研究.在纹影照片中可以看出喷嘴出口下游产生了桶形激波、马赫盘和斜激波,射流近场结构与高度欠膨胀空气射流非常相似.测试结果表明马赫盘的位置随着对比压力的增大而增大,对比温度对马赫盘位置的影响不大;马赫盘的直径随着对比温度的升高而减小,随着对比压力的增大而增大;射流的喷射长度随着对比压力的增大而增大,随着对比温度的升高而减小. 展开更多
关键词 超临界 rp-3航空煤油 喷射特性 马赫盘
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RP-3航空煤油着火特性的影响因素分析 被引量：9
13
作者 马洪安 解茂昭 +1 位作者 曾文 陈保东 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第2期306-313,共8页
为了获得RP-3航空煤油着火特性的实验数据，建立该燃料的化学反应动力学模型，在化学激波管中利用反射激波点火，采用壁面压力与OH自发光作为着火指示信号，对RP-3航空煤油/氧气/氩气混合气在着火温度范围为1100~1600K，压力分别为0.1，... 为了获得RP-3航空煤油着火特性的实验数据，建立该燃料的化学反应动力学模型，在化学激波管中利用反射激波点火，采用壁面压力与OH自发光作为着火指示信号，对RP-3航空煤油/氧气/氩气混合气在着火温度范围为1100~1600K，压力分别为0.1，0.2与0.3MPa，当量比分别为0.5，1.0与1.5，燃料摩尔分数分别为0.25%，0.5%与0.75%时的着火延迟时间进行了实验测量；分析了着火温度、压力、当量比以及燃料摩尔分数等对混合气着火延迟时间的影响，拟合得到了上述工况下混合气着火延迟时间的Arrhenius的关系式，并与相关实验结果进行了对比分析。结果表明，在不同压力或不同当量比下，混合气着火延迟时间的对数与着火温度呈直线关系；随着着火温度、压力与燃料摩尔分数的升高以及当量比的降低，混合气的着火延迟时间逐渐缩短。 展开更多
关键词 着火延迟时间 rp-3航空煤油 实验研究 影响因素
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RP-3航空煤油不同替代模型的空化流动特性 被引量：7
14
作者 陈泰然 顾玲燕 +1 位作者 王国玉 黄彪 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第3期563-571,共9页
为研究RP-3航空煤油空化流动特性,采用GERG-2004方程构建了4种RP-3航空煤油的物理替代模型并给出其主要物性参数,对收缩扩张流道内航空煤油替代模型、正十二烷(C12H26)和水体的空化流动进行了数值计算研究,计算时考虑了饱和蒸汽压修正... 为研究RP-3航空煤油空化流动特性,采用GERG-2004方程构建了4种RP-3航空煤油的物理替代模型并给出其主要物性参数,对收缩扩张流道内航空煤油替代模型、正十二烷(C12H26)和水体的空化流动进行了数值计算研究,计算时考虑了饱和蒸汽压修正及航空煤油物性参数随流场温度变化。结果表明:由45%正十二烷、25%正十烷、5%辛烷、5%甲基环己烷和20%甲苯(摩尔比)组成的替代模型能够较好拟合RP-3的物质属性,可用来替代RP-3进行空化流动计算。常温下航空煤油的初生空化数小于水体,相同空化数下(σ=1.5),水体的空穴长度约为航空煤油的1.4倍,航空煤油的空化强度更弱,液汽交界面较模糊。随着温度的升高,航空煤油空化热力学效应增强,但其在煤油泵工作温度区域内空化热力学效应不显著,在煤油泵空化性能预测时可以忽略煤油空化热力学效应的影响。 展开更多
关键词 rp-3航空煤油 替代模型 空化流动 计算流体力学
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一种RP-3航空煤油的三组分替代燃料简化机理构建与验证 被引量：7
15
作者 陈登炳 刘云鹏 +2 位作者 方文 李井华 颜应文 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期691-698,共8页
对RP-3航空煤油三组分替代燃料(质量分数分别为73%的正十二烷、14.7%的1,3,5-三甲基环己烷和12.3%的正丙基苯)半详细化学反应动力学模型进行简化和验证,旨在获得可应用于工程计算且精度合理的三组分替代燃料简化机理。三组分替代燃料半... 对RP-3航空煤油三组分替代燃料(质量分数分别为73%的正十二烷、14.7%的1,3,5-三甲基环己烷和12.3%的正丙基苯)半详细化学反应动力学模型进行简化和验证,旨在获得可应用于工程计算且精度合理的三组分替代燃料简化机理。三组分替代燃料半详细化学反应动力学模型包含有257组分和874步基元反应。第一步采用直接关系图法(Directed relation graph,DRG)构建了109组分423步基元反应;第二步是在第一步的结果上采用基于误差传播的DRG方法 (Directed relation graph basedon error propagation,DRGEP)和计算奇异摄动法(Computational singular perturbation,CSP),构建了84组分271步基元反应;最后采用路径分析法在常压高温条件下分析其燃烧路径,对比详细机理和第二步的简化机理,去除不重要的反应路径(在本文工况中化学反应速率很小的基元反应)或者补入被前两步简化方法删减错的重要路径。最终获得的适合常压高温燃烧的三组分替代燃料简化机理为59组分和158步基元反应。结合RP-3煤油点火延迟时间和层流火焰速度等试验数据对三组分替代燃料简化机理进行了验证,结果表明,本文获得的三组分替代燃料简化机理数值计算结果与试验数据较吻合。最后,为了验证三组分替代燃料简化机理工程实用性,以本生灯预混燃烧火焰为物理模型,利用三组分替代燃料简化机理对以航空煤油为燃料的本生灯预混预蒸发燃烧进行了数值模拟,计算结果表明,该简化机理数值计算结果与试验数据吻合,且计算时间能在工程应用可接受范围内,因此说明本文获得简化机理组分和反应步数合理,计算精度较为准确。 展开更多
关键词 三组分替代燃料 rp-3航空煤油 点火延迟 层流火焰速度 简化机理 预混预蒸发燃烧
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液滴初始温度对RP-3航空煤油超临界蒸发特性的影响 被引量：7
16
作者 靳乐 范玮 +2 位作者 周舟 张晋 申帅 《燃烧科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第3期269-275,共7页
以超临界环境中RP-3航空煤油的悬停液滴为研究对象,实验研究了其在超临界温度下的蒸发特性受液滴初始温度的影响.通过分析不同初始温度下液滴的无量纲直径的平方、瞬态蒸发常数、液滴寿命和热膨胀率等参数的变化规律后发现,较高初始温... 以超临界环境中RP-3航空煤油的悬停液滴为研究对象,实验研究了其在超临界温度下的蒸发特性受液滴初始温度的影响.通过分析不同初始温度下液滴的无量纲直径的平方、瞬态蒸发常数、液滴寿命和热膨胀率等参数的变化规律后发现,较高初始温度的液滴主要通过缩短初始加热时间来提高蒸发效率,当液滴初始温度从293.8,K升高至373.1,K时,3种不同环境压力下的液滴蒸发时间分别降低了31.55%,、32.25%,和34.73%,.此外,还发现液滴的初始温度越高,其出现超临界散射光斑时的液滴直径越大,出现时间越早. 展开更多
关键词 rp-3航空煤油 超临界 蒸发 初始温度
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氢气添加对RP-3航空煤油着火特性的影响 被引量：7
17
作者 刘宇 曾文 +1 位作者 马洪安 陈保东 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第9期1742-1751,共10页
为了揭示可燃小分子气体H2添加对RP-3航空煤油着火特性的影响,采用激波管实验装置对RP-3航空煤油的着火特性进行了实验测量,获得了多工况下RP-3航空煤油的着火延迟时间。以RP-3航空煤油的正癸烷、甲苯和丙基环己烷三组分模拟替代燃料的... 为了揭示可燃小分子气体H2添加对RP-3航空煤油着火特性的影响,采用激波管实验装置对RP-3航空煤油的着火特性进行了实验测量,获得了多工况下RP-3航空煤油的着火延迟时间。以RP-3航空煤油的正癸烷、甲苯和丙基环己烷三组分模拟替代燃料的燃烧反应机理为基础,构建了RP-3/H2混合燃料的Zeng-Jachimowski燃烧反应机理,并对该机理进行了验证。采用该机理对RP-3/H2混合燃料多工况下的着火延迟时间进行计算与分析,结果表明:Zeng-Jachimowski机理可以较好预测高温条件下RP-3/H2混合气着火特性;当H2添加比小于70%时,着火延迟时间随H2添加缓慢减小,当H2添加比大于90%时,RP-3航空煤油/氢气混合气活性显著提升,着火延迟时间随H2添加急剧减小;通过对H,OH和O活性自由基的浓度及H自由基生成速率ROP分析解释了H2添加对RP-3航空煤油着火延迟时间的非线性影响。 展开更多
关键词 氢气 rp-3航空煤油 反应机理 着火延迟时间 活性自由基
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RP-3航空煤油燃烧特性及其反应机理构建综述 被引量：6
18
作者 马洪安 付淑青 +2 位作者 吴宗霖 刘宇 曾文 《航空发动机》 北大核心 2021年第1期25-31,共7页
目前耦合航空煤油多步燃烧反应机理的数值模拟计算已引起学者们的重视,燃烧反应机理的构建已成为研究热点。详细介绍了国内外关于航空煤油模拟替代燃料的选取、化学反应动力学模型构建和简化、着火延迟时间和层流燃烧速度等的实验规律... 目前耦合航空煤油多步燃烧反应机理的数值模拟计算已引起学者们的重视,燃烧反应机理的构建已成为研究热点。详细介绍了国内外关于航空煤油模拟替代燃料的选取、化学反应动力学模型构建和简化、着火延迟时间和层流燃烧速度等的实验规律。依据国外研究进展,指出了中国在国产RP-3航空煤油燃烧反应机理研究方面应从基础研究做起,全方位、多维、立体地合作开展相关研究,主要包括:国产RP-3航空煤油化学动力学模型的建立、低温高压工况条件下航空煤油与模拟替代燃料的基础实验研究与模型燃烧室研究,以期丰富相关研究成果,推进航空发动机的高质量发展。 展开更多
关键词 rp-3航空煤油 模拟替代燃料 化学反应动力学机理 着火延迟时间 层流燃烧速度 航空发动机
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RP-3航空煤油/O_(2)的氧化与着火特性试验
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作者 张鑫炜 曾文 +3 位作者 胡斌 殷阁媛 张英佳 马宏宇 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期129-137,共9页
在流动管反应器中对当量比分别为0.5、1.0、2.0、温度范围为550~1200 K、压力分别为0.1、3.0MPa条件下RP-3航空煤油/O_(2)的氧化特性进行了试验测试。结果表明:当量比由0.5增加到2.0时,RP-3航空煤油/O_(2)氧化过程中各组分生成的起始温... 在流动管反应器中对当量比分别为0.5、1.0、2.0、温度范围为550~1200 K、压力分别为0.1、3.0MPa条件下RP-3航空煤油/O_(2)的氧化特性进行了试验测试。结果表明:当量比由0.5增加到2.0时,RP-3航空煤油/O_(2)氧化过程中各组分生成的起始温度以及出现摩尔分数峰值时的温度均升高;压力由0.1 MPa升高到3.0 MPa时,RP-3航空煤油/O_(2)氧化过程中各组分生成的起始温度以及出现摩尔分数峰值时的温度均降低,烷烃的摩尔分数峰值升高,而烯烃的摩尔分数峰值则降低。同时,在激波管中对当量比分别为0.8、3.5、压力分别为0.2、1.0、5.0 MPa、温度范围为950~1500 K条件下RP-3航空煤油/O_(2)的着火延迟特性进行了试验测试。结果表明,RP-3航空煤油/O_(2)的着火延迟时间随压力与温度的升高、当量比由3.5减小到0.8时逐渐缩短。 展开更多
关键词 rp-3航空煤油 氧化特性 流动管反应器 激波管 着火延迟时间
原文传递
高温高压环境下RP-3航空煤油单液滴的加热与蒸发特性研究
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作者 印晶 梁勇 +3 位作者 张龙飞 薛书勤 刘兵 周致富 《航空科学技术》 2024年第3期55-69,共15页
RP-3航空煤油是当前国内最常用的商用喷气燃料,煤油液滴在航空发动机燃烧室中的蒸发直接影响燃料的雾化效果、空燃混合气的形成和燃烧质量。本文以单个RP-3航空煤油液滴为研究对象,选取正十二烷、2,5-二甲基己烷、甲苯作为替代燃料,提... RP-3航空煤油是当前国内最常用的商用喷气燃料,煤油液滴在航空发动机燃烧室中的蒸发直接影响燃料的雾化效果、空燃混合气的形成和燃烧质量。本文以单个RP-3航空煤油液滴为研究对象,选取正十二烷、2,5-二甲基己烷、甲苯作为替代燃料,提出了一个考虑自然对流效应的高温高压环境下多组分液滴蒸发模型。利用自主搭建的试验装置得到了环境压力为1MPa、环境温度为473~673K下RP-3煤油单液滴在蒸发过程中的液滴直径变化。模型预测结果与试验结果的对比验证了模型的准确性。通过模型预测了不同环境参数下三组分替代物液滴直径、内部温度分布、各组分质量分数分布和液滴寿命等参数的瞬态变化,定量分析了不同高温条件下环境压力对单液滴蒸发特性的影响。结果表明,液相内部的传热传质会影响多组分液滴的蒸发速率,且液相扩散阻力造成了液相内部组分质量分数与温度空间分布的不均匀性。环境压力对RP-3煤油液滴蒸发寿命的影响随环境温度的变化而变化。当环境温度低于正十二烷的临界温度(658.25K)时,液滴寿命与环境压力的关系不是单调的,液滴寿命随环境压力的增加先增后减;而当环境温度超过658.25K时,液滴寿命随环境压力的升高而单调减小。这是因为在高温高压环境中,环境压力的升高能显著增大自然对流传热传质强度,而自然对流超过一定强度时,能明显促进液滴蒸发。上述研究有利于认识液滴内部组分扩散过程,从源头上为未来高性能低污染发动机的优化设计提供依据与参考。 展开更多
关键词 单液滴蒸发 航空发动机 自然对流 rp-3航空煤油 三组分替代
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