F-T煤基合成航空替代燃料化学组成对燃烧产物的影响

【类型】学位论文

【作者】田野 

【关键词】 射流搅拌燃烧反应器 F,T燃料 航空煤油 燃烧 燃烧产物

【摘要】本文以F-T煤基合成航空替代燃料及与航空煤油的混合燃料作为研究对象，研究其化学组成对燃烧产物的影响。以射流搅拌燃烧反应器为核心部件构建 了试验系统，通过测量搅拌器内径向温度分布、验证燃烧产物以及碳平衡，证实了搅拌器内的温度均匀性、混合均匀性以及测量准确性，对试验系统进行初步验证。通过热态的流场观察试验和冷态的热线试验加强对搅拌器内流场的理解。 利用该试验系统对F-T燃料、航空煤油及两者混合燃料的燃烧产物（CO和NOx）进行测试，反应器内压力2bar和3bar，进口温度650K，当量比范围0.45~1.15。研究结果表明：燃烧产物随当量比、搅拌器内压力、进口温度的变化规律一致。CO随当量比的增大而增加，随压力的增大而减少，在试验范围内对进口温度不敏感。NOx随当量比的增大先增加后减少，随压力、进口温度的增大而增加。由于燃料组分的影响，相同状态下航空煤油NOx生成最多、F-T燃料最少，混合燃料NOx生成随F-T燃料的减小而增多；CO生成受此影响不明显。随后确定了本研究的湍流燃烧模式，采用两PSR模型串联模拟的方案并通过调整两个PSR模型的容积比例，选用简化代理燃料对上述试验研究进行数值模拟。研究结果表明：F-T燃料几乎不含有芳香烃，芳香烃的含量决定了NOx的生成，对CO影响不明显。本研究积累了试验范围内上述燃料燃烧产物生成的规律，为后续研究奠定基础；同时验证了该射流燃烧搅拌反应器可作为研究碳氢燃料燃烧产物的基础试验平台。

【学位名称】硕士

【学位授予单位】北京航空航天大学

【学位授予年度】2016

【导师姓名】张弛

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