航空煤油/甲烷混合燃料航空发动机燃烧室燃烧与排放特性分析

摘要

为了阐明双燃料航空发动机的燃烧与排放特性,选用正癸烷作为航空煤油的模拟替代燃料,采用该替代燃料的燃烧反应简化机理对某型航空发动机分别燃用航空煤油、50%航空煤油/50%甲烷混合燃料时燃烧室的燃烧过程进行了反应动力学计算,并对比分析了该型航空发动机燃用两种不同燃料时燃烧室的燃烧特性与主要排放物的生成特性。结果表明,与燃用航空煤油相比,燃用50%航空煤油/50%甲烷混合燃料时,火焰筒内流场分布特性基本一致,但主燃区高温区域明显缩短;同时,火焰筒内温度峰值与火焰筒出口平均温度分别下降15 K与11 K;火焰筒内燃料摩尔分数分布特性基本相似,但燃料摩尔分数峰值急剧升高,中间裂解组分C_(2)H_(2)、C_(2)H_(4)、C_(4)H_(4)摩尔分数峰值下降幅度较大;火焰筒出口CO_(2)与CO的平均摩尔分数分别降低12%、33%,H_(2)O的平均摩尔分数升高13%。