亚/超临界环境下多组分燃料液滴相变的模拟

摘要

采用分子动力学模拟的方法,研究了一种三组分碳氢燃料液滴在亚/超临界氮气环境下的相变过程,并与单组分正十六烷液滴进行了对比,液滴初始直径约为26 nm.分析了液滴寿命、初始加热时间和蒸发速率常数等常规的液滴蒸发特性.提出了一种针对单/多组分燃料油、气混合过程主导模式的判据,探讨了环境温度和环境压力对主导混合模式转变的影响.结果表明:当环境压力为2~10 MPa、环境温度为750~1 200 K,环境压力升高或环境温度降低时,气/液密度差逐渐减小,主导混合模式逐渐从蒸发向扩散转变.得到了正十六烷液滴和三组分燃料液滴蒸发系统在p-T图上的主导混合模式的分区图,并分析了不同混合模式下的燃料分子分布差异.