1.背景介紹
為了深入了解航空煤油的燃燒特性，提高航空煤油的性能對飛機(jī)發(fā)動機(jī)至關(guān)重要。然而，航空煤油的組成非常復(fù)雜，很難建立真正的燃料動力學(xué)模型模擬所有組分的燃燒反應(yīng)。針對這種情況，研究人員使用替代燃料（已知比例和成分）的方法來模擬真實(shí)燃料的燃燒特性及建立機(jī)理模型。RP-3作為在中國被廣泛使用的航空煤油，被很多學(xué)者進(jìn)行模擬研究。
2.研究內(nèi)容
為了探究RP-3的燃燒特性，四川大學(xué)燃燒動力學(xué)研究團(tuán)隊，采用替代組分的手段，探究其燃燒特性，優(yōu)化指標(biāo)。
研究團(tuán)隊將燃料與空氣混合，在燃燒室采用電極電火花點(diǎn)火，采用千眼狼高速攝像機(jī)（X213）搭配紋影儀組成高速成像系統(tǒng)，以20,000fps速率同步記錄火焰?zhèn)鞑バ螒B(tài)。通過控制變量的方式，不同壓力，溫度等條件下，測試燃燒特性。高速成像系統(tǒng)可以清晰的記錄燃料在燃燒室每個時刻的圖像，通過圖像計算出燃燒半徑，從而判定燃燒速度等指標(biāo)。效果圖如下：
圖2 壓力一定（2bar）溫度不同情況下燃燒室火焰高速紋影圖像
3.研究結(jié)論
（1）開發(fā)了一種新的RP-3煤油替代燃料以及詳細(xì)的組分配比。燃燒實(shí)驗(yàn)比較了代用燃料和RP-3煤油在不同條件下的燃燒速度等特性；
（2）隨著初始溫度或初始壓力的升高，RP-3替代燃料的燃燒速度顯著增加。燃燒速度在當(dāng)量附近出現(xiàn)峰值比率為1.1；此外實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和模擬燃燒速度通過了KSRM模型；
（3）火焰?zhèn)鞑コ跗诘陌霃脚c壓力的增加不一致，這可能與過量點(diǎn)火能量和火焰厚度對膨脹火焰不穩(wěn)定傳播的影響有關(guān)；
（4）隨著壓力增加，RP-3煤油的Markstein長度顯著降低。然而，在不同溫度條件下，RP-3煤油的Markstein長度沒有明顯差異。此外，還發(fā)現(xiàn)RP-3煤油Markstein長度與其替代品的性能一致，但RP-3煤油和代用燃料之間的Markstein長度在富含燃料的一側(cè)變得突出。
4.行業(yè)應(yīng)用總結(jié)
高速攝像機(jī)與紋影儀搭配組成觀測系統(tǒng)被廣泛用于觀測氣流的邊界層、燃燒、激波、氣體內(nèi)的冷熱對流以及風(fēng)洞或水洞流場。該系統(tǒng)協(xié)助研究者將不太直觀的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更直觀的被觀測和更清晰的被記錄，為研究者提供了整體的解決方案。（此文源自四川大學(xué)燃燒動力學(xué)研究團(tuán)隊）
論文鏈接：
https://doi.org/10.1016/j.fuel.2022.125844 Received 4 July 2022;
論文發(fā)表于《Fuel》期刊，影響因子8.035
電話：400-859-1866
郵箱：sales@agiledevice.com
地址：安徽省合肥市包河富煌新視覺大廈
微信公眾號
官方抖音
400-859-1866