RP-3航空煤油模型燃料的简化反应机理构建与验证

作者： 曾文   郭振宇   刘靖   胡二江   常亚超   马宏宇   来源： 航空动力学报 年份： 2023 文献类型 ： 期刊 关键词： 简化反应机理   模型燃料   全局敏感性分析   解耦法   3航空煤油   RP  

描述： 通过耦合基于反应类的全局敏感性分析方法、组分敏感性分析方法、解耦法及遗传算法，构建了RP-3航空煤油模型燃料（14%正癸烷/10%正十二烷/30%异十六烷/36%甲基环己烷/10%甲苯，摩尔分数）的简化反应机理。以甲基环己烷为例（其它组份类似），详细论述了其骨架反应机理的构建过程。采用基于反应类的全局敏感性分析方法，对甲基环己烷的燃料相关子机理中重要反应类进行了识别，并基于组分敏感性分析方法对重要反应类中的代表性组分进行了选择，形成了甲基环己烷的燃料相关骨架反应机理。基于解耦法，耦合甲基环己烷的燃料相关骨架反应机理与C0-C3简化反应机理，形成了甲基环己烷的初始骨架反应机理。基于遗传算法，对甲基环己烷的初始骨架反应机理中燃料相关反应的反应速率常数进行了优化，以提高骨架反应机理的预测性能。通过耦合正癸烷、正十二烷、异十六烷、甲基环己烷、甲苯的骨架反应机理，构建了RP-3航空煤油的简化反应机理，包括121种组分、469个反应。结果表明，采用该简化反应机理计算得到的模型燃料在激波管中的着火延迟时间、在定容弹中的层流燃烧速度以及在射流搅拌器中发生氧化反应时的主要组分浓度与RP-3航空煤油及其模型燃料的相应试验数据吻合较好。

RP-3航空煤油模型燃料的简化反应机理构建与验证

作者： 曾文   郭振宇   刘靖   胡二江   常亚超   马宏宇   来源： 航空动力学报 年份： 2023 文献类型 ： 期刊 关键词： 简化反应机理   模型燃料   全局敏感性分析   解耦法   3航空煤油   RP  

描述： 通过耦合基于反应类的全局敏感性分析方法、组分敏感性分析方法、解耦法及遗传算法，构建了RP-3航空煤油模型燃料（14%正癸烷/10%正十二烷/30%异十六烷/36%甲基环己烷/10%甲苯，摩尔分数）的简化反应机理。以甲基环己烷为例（其它组份类似），详细论述了其骨架反应机理的构建过程。采用基于反应类的全局敏感性分析方法，对甲基环己烷的燃料相关子机理中重要反应类进行了识别，并基于组分敏感性分析方法对重要反应类中的代表性组分进行了选择，形成了甲基环己烷的燃料相关骨架反应机理。基于解耦法，耦合甲基环己烷的燃料相关骨架反应机理与C0-C3简化反应机理，形成了甲基环己烷的初始骨架反应机理。基于遗传算法，对甲基环己烷的初始骨架反应机理中燃料相关反应的反应速率常数进行了优化，以提高骨架反应机理的预测性能。通过耦合正癸烷、正十二烷、异十六烷、甲基环己烷、甲苯的骨架反应机理，构建了RP-3航空煤油的简化反应机理，包括121种组分、469个反应。结果表明，采用该简化反应机理计算得到的模型燃料在激波管中的着火延迟时间、在定容弹中的层流燃烧速度以及在射流搅拌器中发生氧化反应时的主要组分浓度与RP-3航空煤油及其模型燃料的相应试验数据吻合较好。

RP-3航空煤油低温氧化特性的试验与数值计算

作者： 刘靖   胡二江   黄佐华   曾文   来源： 航空动力学报 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： 射流搅拌器(JSR)   简化反应机理   模型燃料   3航空煤油   低温氧化   RP  

描述： 在射流搅拌反应器(JSR)中对压力为0.1 MPa、温度范围为550～1 100 K、当量比分别为0.5与1.0、滞留时间为2 s的工况条件下RP-3航空煤油及由正癸烷(摩尔分数为0.14)/正十二

RP-3航空煤油低温氧化特性的试验与数值计算

作者： 刘靖   胡二江   黄佐华   曾文   来源： 航空动力学报 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： 射流搅拌器(JSR)   简化反应机理   模型燃料   3航空煤油   低温氧化   RP  

描述： 在射流搅拌反应器(JSR)中对压力为0.1 MPa、温度范围为550～1 100 K、当量比分别为0.5与1.0、滞留时间为2 s的工况条件下RP-3航空煤油及由正癸烷(摩尔分数为0.14)/正十二

RP-3航空煤油与其模型燃料雾化特性的对比试验

作者： 刘靖   胡二江   黄佐华   曾文   来源： 航空动力学报 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： 模型燃料   3航空煤油   离心喷嘴   RP   粒径分布   雾化特性  

描述： 为了获得RP-3航空煤油与其模型燃料的雾化特性，在燃油喷嘴雾化激光测试平台上对相对喷射压力分别为200、400、600、800 kPa时，RP-3航空煤油及由14%正癸烷/10%正十二烷/30%异十六烷/36%甲基环己烷/10%甲苯（摩尔分数）组成的模型燃料的雾化特性（雾化锥角、雾化粒度、油滴速度）进行了试验测试，并完成了两者的对比分析。结果表明：随着相对喷射压力的升高，RP-3航空煤油与其模型燃料的雾化锥角与油滴速度逐渐增大，索太尔平均直径（SMD）逐渐减小；随着离喷嘴出口轴向距离的增加，RP-3航空煤油与其模型燃料的SMD值与油滴速度逐渐减小；在各相对喷射压力下，模型燃料的雾化锥角与油滴速度要略高于RP-3航空煤油，SMD值则要略低；但是，两者之间差异较小，说明该模型燃料的雾化特性与RP-3航空煤油有较高的相似性。

RP-3航空煤油与其模型燃料雾化特性的对比试验

作者： 刘靖   胡二江   黄佐华   曾文   来源： 航空动力学报 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： 模型燃料   3航空煤油   离心喷嘴   RP   粒径分布   雾化特性  

描述： 为了获得RP-3航空煤油与其模型燃料的雾化特性，在燃油喷嘴雾化激光测试平台上对相对喷射压力分别为200、400、600、800 kPa时，RP-3航空煤油及由14%正癸烷/10%正十二烷/30%异十六烷/36%甲基环己烷/10%甲苯（摩尔分数）组成的模型燃料的雾化特性（雾化锥角、雾化粒度、油滴速度）进行了试验测试，并完成了两者的对比分析。结果表明：随着相对喷射压力的升高，RP-3航空煤油与其模型燃料的雾化锥角与油滴速度逐渐增大，索太尔平均直径（SMD）逐渐减小；随着离喷嘴出口轴向距离的增加，RP-3航空煤油与其模型燃料的SMD值与油滴速度逐渐减小；在各相对喷射压力下，模型燃料的雾化锥角与油滴速度要略高于RP-3航空煤油，SMD值则要略低；但是，两者之间差异较小，说明该模型燃料的雾化特性与RP-3航空煤油有较高的相似性。

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。

RP-3航空煤油热物性分析

作者： 邴政   来源： 化工管理 年份： 2018 文献类型 ： 期刊 关键词： 替代燃料   3航空煤油   热物性分析   RP  

描述： 针对航空煤油等吸热碳氢燃料的热物性分析困难度,本文采用优选替代燃料的方法,将我国自主研制生产的RP-3航空煤油作为研究对象,对其各项热物性特征进行分析与总结,以此在掌握RP-3航空煤油主要特征的基础上,验证分析方法的可行性与可推广性。

掺氢RP-3航空煤油层流燃烧特性的实验研究

作者： 张存杨   来源： 沈阳航空航天大学 年份： 2017 文献类型 ： 学位论文 关键词： 层流燃烧速度   燃烧稳定性   3航空煤油   RP   掺氢比  

描述： 随着世界各国航空领域军事竞争日趋激烈,超燃冲压发动机以其结构简单、重量轻等优势受到各国军事研究者的重视。如何实现碳氢燃料的快速点火和稳定燃烧是超燃冲压发动机研制过程中亟需解决的关键问题。研究发现向碳氢燃料中加入活性燃料是解决该问题的有效途径。然而,国内相关领域基础研究数据匮乏。基于此目的,本文开展了H2添加对RP-3航空煤油层流燃烧特性影响的实验研究。为了获得RP-3航空煤油燃烧特性的主要影响因素,在定容燃烧弹中实验测量了初始温度为390~450K、初始压力为0.1~0.7MPa、当量比范围为0.9~1.4条件下RP-3航空煤油的层流燃烧特性。结果表明:低当量比下火焰前锋面光滑,当当量比升至1.4时,火焰前锋面开始出现褶皱;当初始压力由0.1MPa升高至0.7MPa,在火焰发展后期,火焰前锋面开始变得不光滑;火焰发展速度随初始温度的升高而变大。随着当量比的增加或初始压力的升高,马克斯坦长度逐渐变小;初始温度对马克斯坦长度的影响不确定。随着当量比的升高,层流燃烧速度呈现先增大后减小的趋势,在当量比为1.2时达到最大;随着初始压力的降低或初始温度的升高,层流燃烧速度逐渐升高。燃烧压力峰值随当量比的增大呈现先迅速增加后逐渐降低的趋势;随着初始压力的升高或初始温度的降低,燃烧压力峰值逐渐升高。为了阐明氢气添加对RP-3航空煤油燃烧特性的影响,在定容燃烧反应器中实验测量了初始温度分别为390与420K、初始压力为0.1~0.3MPa、当量比范围为0.9~1.5时RP-3航空煤油/氢气混合气的层流燃烧特性。结果表明:在不同的初始温度、初始压力与当量比下,随着掺氢比的提高,混合气火焰前锋面逐渐出现裂纹或褶皱,马克斯坦长度逐渐减小,火焰不稳定性增强。同时,随着掺氢比的提高,RP-3航空煤油/氢气混合气的层流燃烧速度逐渐增大,燃烧压力峰值逐渐升高。

液化天然气与RP-3航空煤油燃烧特性对比试验

作者： 刘爱虢   朱悦   曾文   刘凯   陈保东   来源： 沈阳航空航天大学学报 年份： 2018 文献类型 ： 期刊 关键词： 层流火焰传播速度   着火延迟时间   3航空煤油   液化天然气   RP  

描述： 采用定容燃烧器和激波管分别对RP-3航空煤油、液化天然气(LNG)的燃烧特性进行了试验研究,对相同条件下RP-3航空煤油和LNG的着火延迟时间和层流火焰传播速度进行了比较,并深入研究了当量比、温度、压力等参数对LNG着火延迟时间和层流火焰传播速度的影响。试验结果表明,相同条件下LNG的着火延迟时间近似为CH4的一半,但为RP-3航空煤油的20倍,最大层流火焰传播速度比CH4高约5%,但仅为RP-3航空煤油的63%。低压条件下LNG/空气混合气的着火延迟时间对当量比不敏感,但随初始温度和压力的升高,着火延迟时间逐渐缩短;当量比影响LNG火焰前锋面稳定性,在当量比为1.1时,层流火焰传播速度最大;初始压力的增加会降低LNG/空气混合气的层流火焰传播速度,初始温度的增加会促进层流火焰传播速度。