空气辅助雾化对活塞式航空煤油发动机燃烧特性的影响研究

作者： 张雨生   周磊   刘丰年   华剑雄   刘昌文   卫海桥   来源： 推进技术 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： 航空煤油   喷射参数   活塞式发动机   空气辅助喷射   燃烧特性  

描述： 为了满足无人机燃料的安全性、单一化战略，并实现发动机高功重比指标，将航空煤油应用在点燃式活塞发动机上，使用自主开发的空气辅助喷雾系统，在节气门全开条件下进行了不同过量空气系数、喷气压力、喷气脉宽、喷射时刻对于活塞式航空煤油发动机燃烧特性的影响研究，并将空气辅助雾化系统和120MPa高压共轨系统进行对比试验。结果表明，0.95为活塞式航空煤油发动机的最佳过量空气系数；提高喷气压力和喷气脉宽均会提高发动机的动力性和经济性，提高燃烧稳定性，并且提高喷气压力可以明显缩短燃烧持续期；360°CA BTDC喷气时刻时航空煤油的雾化效果最好；喷射参数优化后的空气辅助雾化系统对于航空煤油的雾化效果接近高压共轨系统水平。

空气辅助雾化对活塞式航空煤油发动机燃烧特性的影响研究

作者： 张雨生   周磊   刘丰年   华剑雄   刘昌文   卫海桥   来源： 推进技术 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： 航空煤油   喷射参数   活塞式发动机   空气辅助喷射   燃烧特性  

描述： 为了满足无人机燃料的安全性、单一化战略，并实现发动机高功重比指标，将航空煤油应用在点燃式活塞发动机上，使用自主开发的空气辅助喷雾系统，在节气门全开条件下进行了不同过量空气系数、喷气压力、喷气脉宽、喷射时刻对于活塞式航空煤油发动机燃烧特性的影响研究，并将空气辅助雾化系统和120MPa高压共轨系统进行对比试验。结果表明，0.95为活塞式航空煤油发动机的最佳过量空气系数；提高喷气压力和喷气脉宽均会提高发动机的动力性和经济性，提高燃烧稳定性，并且提高喷气压力可以明显缩短燃烧持续期；360°CA BTDC喷气时刻时航空煤油的雾化效果最好；喷射参数优化后的空气辅助雾化系统对于航空煤油的雾化效果接近高压共轨系统水平。

竖直下降圆管内超临界压力RP-3航空煤油传热恶化实验研究

作者： 王彦红   东明   李素芬   陆英楠   来源： 推进技术 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： 航空煤油   拟沸腾数   临界准则   传热恶化   超临界压力  

描述： 为理解空-油换热器中的冷却换热特性，对竖直下降圆管内超临界压力RP-3航空煤油的换热进行了实验研究。探究了稳态换热特征和换热机理，探讨了质量流量、热流密度、运行压力和进口温度对换热的影响；基于拟沸腾数提出了传热恶化的临界准则以及壁温最大飞升值的预测准则；通过浮升力和热加速判别准则分析了两者对换热的影响；实现了换热关联式预测。结果表明：浮升力和热加速对换热的影响可以忽略。拟沸腾换热机制，即近壁流体膨胀力相比惯性力占主导时，类气态流体层覆盖壁面是传热恶化的原因。当拟沸腾数高于2.5×10-4时，拟沸腾换热机制起作用。最后，探究了泄压过程中的瞬态换热特征。泄压过程中拟沸腾数不断增大，传热恶化加剧，高泄压速率下甚至出现壁温波动。

竖直下降圆管内超临界压力RP-3航空煤油传热恶化实验研究

作者： 王彦红   东明   李素芬   陆英楠   来源： 推进技术 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： 航空煤油   拟沸腾数   临界准则   传热恶化   超临界压力  

描述： 为理解空-油换热器中的冷却换热特性，对竖直下降圆管内超临界压力RP-3航空煤油的换热进行了实验研究。探究了稳态换热特征和换热机理，探讨了质量流量、热流密度、运行压力和进口温度对换热的影响；基于拟沸腾数提出了传热恶化的临界准则以及壁温最大飞升值的预测准则；通过浮升力和热加速判别准则分析了两者对换热的影响；实现了换热关联式预测。结果表明：浮升力和热加速对换热的影响可以忽略。拟沸腾换热机制，即近壁流体膨胀力相比惯性力占主导时，类气态流体层覆盖壁面是传热恶化的原因。当拟沸腾数高于2.5×10-4时，拟沸腾换热机制起作用。最后，探究了泄压过程中的瞬态换热特征。泄压过程中拟沸腾数不断增大，传热恶化加剧，高泄压速率下甚至出现壁温波动。

航空煤油反应动力学模型的发展现状和挑战

作者： 吴悠   杨明   杨斌   来源： 清华大学学报(自然科学版) 年份： 2023 文献类型 ： 期刊 关键词： 航空煤油   3   模型燃料   燃烧反应动力学   RP  

描述： 航空发动机数值仿真有助于加速发动机的研发进程，但需要准确可靠的航空煤油燃烧反应动力学模型。该文总结了近20年国内外航空煤油(Jet A和RP-3)及其模型燃料的研究进展，包括航空煤油的主要成分及理化性质测定、航空煤油及其模型燃料的基础燃烧实验、模型燃料构建方法及配方组成，以及模型燃料反应动力学模型的发展与验证等方面。航空煤油燃烧数值模拟的关键在于模型燃料的建立及其详细、简化燃烧反应动力学机理的发展，在高保真刻画燃烧反应动力学特性的前提下，航空煤油简化机理最终用于航空发动机燃烧室的计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)仿真。该文将航空煤油反应动力学模型研究分为航空煤油的实验研究、模型燃料构建及其反应动力学模型研究3个部分，并着重讨论了此部分的发展现状与挑战。

活塞式航空煤油直喷发动机的燃烧特性

作者： 胡春明   王书典   毕延飞   仲伟军   来源： 航空动力学报 年份： 2017 文献类型 ： 期刊 关键词： 航空煤油   汽油   活塞式航空发动机   抗爆性   燃烧特性  

描述： 在一台低压空气辅助直喷活塞式航空发动机上进行试验,分析了不同喷射开始时刻、点火提前角、过量空气系数对活塞式航空煤油直喷发动机燃烧特性的影响,并对比了航空煤油与汽油在混合气形成、滞燃期、火焰传播速度、抗爆性等方面的差异.研究表明:存在一个最佳喷射开始时刻使得燃油雾化质量最好,循环变动率最小,航空煤油冷起动比汽油困难.航空煤油火焰传播速度比汽油慢,同工况下航空煤油最佳点火提前角大于汽油,偏离最佳点火提前角对航空煤油热效率的影响大于汽油.航空煤油比汽油更加适合在燃油摩尔分数较大的混合气下燃烧,在过量空气系数为0.80~0.85的范围内,航空煤油的滞燃期最短,燃烧循环变动率最小.在低速大负荷工况下,航空煤油爆震强度显著上升,抗爆性比汽油差.

航空煤油热裂解结焦实验

作者： 张枭雄   侯凌云   莫崇康   董宁   来源： 航空动力学报 年份： 2017 文献类型 ： 期刊 关键词： 芳香烃   航空煤油   结焦沉积   主动热防护   热裂解  

描述： 为了避免航空煤油在高热流条件下主动热防护过程中的结焦沉积,需要对航空煤油的热裂解和结焦沉积反应规律进行研究.通过考察航空煤油在不同反应条件下气液相产物以及结焦量,对航空煤油的热裂解结焦反应规律展开实验研究.结果表明:航空煤油中的烯烃组分的二聚反应和芳香烃的缩聚反应是导致结焦的重要反应.随着温度的升高,航空煤油的热裂解程度加剧,且主要结焦反应速率加快,因此航空煤油的结焦量随之上升,甲烷、乙烯等小分子气相产物体积分数也随之升高,液相产物中烷烃质量分数明显下降,芳香烃质量分数上升.压力的升高会导致工质在板内的停留时间增加,从而使得结焦反应更多的朝正反应移动,所以液相产物中芳香烃质量分数随压力的升高而明显增多.

大型飞机库内航空煤油泄漏蒸发扩散特征研究

作者： 王文和   肖丰   万琳   王学辉   蒋新生   来源： 中国安全科学学报 年份： 2021 文献类型 ： 期刊 关键词： 蒸气扩散   航空煤油   大型飞机库   蒸发   数值模拟  

描述： 为有效预防大型飞机库内因航空煤油泄漏扩散导致的重大安全事故,基于国内典型大型飞机库空间结构,构建大型飞机库内航空煤油泄漏扩散过程的三维计算流体动力学(CFD)模型,采用组分输运模型和Standard k-ε的数值模拟方法,研究大型飞机库内航空煤油的泄漏扩散过程。结果表明:航空煤油蒸气在机库内蔓延扩散大致分为4个阶段:初始稀释、障碍累积、重力沉降和被动扩散阶段;机库内航空煤油蒸气的蔓延十分迅速,机库口蒸气体积分数在扩散200 s后超过爆炸下限;航空煤油蒸气主要分布于机库中下部位置,尤其是机库高度为4 m以下的空间遇火源极有可能发生燃爆现象。

超临界压力航空燃料热声不稳定流动实验研究

作者： 王彦红   李素芬   来源： 工程热物理学报 年份： 2021 文献类型 ： 期刊 关键词： 航空煤油   热声不稳定   边界预测   发展过程   超临界压力  

描述： 对竖直圆管内超临界压力航空煤油的热声不稳定流动进行了实验研究。考察了不稳定流动工况壁温的振荡特征和发展过程,分析了运行参数对不稳定流动的影响机制,获得了不稳定流动的边界,实现了临界热流密度的预测,弥补了对其发展过程和边界预测研究的不足。结果表明:高热流密度下通道内煤油依次经历三种拟沸腾流动不稳定过程.振荡声响分为三类,基本处于低频范围。根据临界热流密度随质量流量、进口温度和进口压力的变化规律,通过无量纲化建立了不稳定流动的起始预测准则。

点燃式航空活塞发动机汽油-航空煤油燃烧特性

作者： 王蕾   赵振峰   俞春存   崔华盛   张付军   来源： 航空动力学报 年份： 2021 文献类型 ： 期刊 关键词： 航空煤油   汽油   航空活塞发动机   燃烧特性   爆震  

描述： 为研究航空煤油在点燃式航空活塞发动机上的燃烧特性,改造并搭建了一台可以同时燃烧汽油和航空煤油的航空活塞发动机试验台架,并建立了发动机燃烧室的三维仿真模型,采用试验与三维仿真相结合的手段,研究了汽油与航空煤油燃烧特性的差异,结果表明:在低转速、小负荷工况下,平均指示有效压力(IMEP)小于0.5 MPa范围内,通过调整点火正时等运行参数即可使航空煤油达到与汽油相近的燃烧特征;随着发动机转速和负荷增加,航空煤油燃烧特性表现为滞燃期延长、燃烧持续期增加、最大缸内压力降低、燃烧重心后移,并且伴随明显爆震发生。在高转速工况下,航空煤油燃烧受爆震影响,负荷最高只能提升至21%。