RP-3航空煤油五组分模拟替代燃料的层流燃烧特性

摘要

为了研究一种RP-3航空煤油的五组分模拟替代燃料(包含摩尔分数为14%正癸烷、10%正十二烷、30%异十六烷、36%甲基环己烷和10%甲苯)的燃烧特性,在定容燃烧装置中对初始温度390K,400K和420K,初始压力0.1MPa和0.3MPa,当量比0.8~1.5的该五组分混合燃料进行了层流燃烧特性试验。通过对火焰照片进行边界提取和测量,获得了火焰面发展规律、马克斯坦长度和层流燃烧速率,并将试验结果与RP-3航空煤油的层流燃烧速度进行了对比,得出结论:温度升高会促进球形火焰面的传播;压力升高或混合气过浓和过稀都不利于五组分混合燃料的火焰传播。在本文的试验工况下,温度对火焰前锋面不稳定性的影响不明显;随着当量比增加,马克斯坦长度减小,质量扩散的作用逐渐增强而使火焰面变得不稳定;压力升高使火焰前锋面的不稳定程度明显加剧,表现为初始压力较高时火焰面破碎情况严重并出现大量细胞状结构。五组分混合燃料层流燃烧速度的峰值出现在当量比1.2左右,偏离该当量比时,火焰传播速度随着偏离量逐渐减小。通过与RP-3航空煤油的试验数据进行对比,发现在试验工况下,该五组分混合燃料与RP-3航空煤油的层流燃烧速度基本吻合。