RP-3航空煤油模拟替代燃料的化学反应简化机理-推进技术.PDF

2014 年8 月 推 进 技 术 Aug. 2014 第35 卷 第8期 JOURNALOFPROPULSIONTECHNOLOGY Vol.35 No.8 RP-3 航空煤油模拟替代燃料的化学反应简化机理* 曾 文，李海霞，马洪安，梁 双，陈保东 （沈阳航空航天大学 航空航天工程学院，辽宁沈阳 110136） 摘 要：为了建立能适用航空发动机燃烧过程反应动力学计算的国产RP-3航空煤油的化学反应机 理，在化学激波管中对国产RP-3航空煤油的着火特性进行了实验测量，获得了多工况下该航空煤油的 着火延迟时间。根据RP-3航空煤油的化学组成及物理特性，提出了由正癸烷、甲苯与丙基环己烷 （体 积百分比为0.65/0.1/0.25）三种组份组成的模拟替代燃料，并形成了该替代燃料的化学反应详细机理。 采用敏感性分析方法，对该详细反应机理进行了简化，形成了该替代燃料的简化反应机理。采用该简化 机理对该替代燃料多工况下的着火特性进行了数值模拟，并与实验数据以及详细机理的计算结果进行了 对比分析。结果表明，在不同压力与当量比下，RP-3航空煤油着火延迟时间的对数与着火温度的倒数 呈直线关系，并且随着火温度、着火压力的升高以及当量比的降低，RP-3航空煤油着火延迟时间逐渐 缩短；同时，在各工况下采用该简化机理计算得到的该替代燃料的着火延迟与详细反应机理的计算结果 以及RP-3航空煤油着火延迟的实验值吻合良好。 关键词：点火特性；RP-3航空煤油；化学反应详细机理；化学反应简化机理；数值计算 中图分类号：TK401 文献标志码：A 文章编号：1001-4055 （2014）08-1139-07 DOI：10.13675/ki.tjjs.2014.08.018 Reduced Chemical Reaction Mechanism of Surrogate Fuel for RP-3 Kerosene ZENGWen，LIHai-xia，MAHong-an，LIANGShuang，CHENBao-dong （SchoolofAerospaceEngineering，ShenyangAerospaceUniversity，Shenyang110136，China） Abstract ：InordertobuildthereactionmechanismofRP-3kerosenewhichcanbeappliedtokineticsimu⁃ latethecombustionprocessintheaero-engine，theignitioncharacteristicsofRP-3keroseneweremeasuredin achemicalshocktubeandtheignitiondelaytimeofthiskeroseneatvariousconditionsweregained.Accordingto thechemicalcompositionsandphysicalpropertiesofRP-3kerosene，asurrogatefuelincludesn-decane，tolu⁃ eneandpropylcyclohexane （volumefractionis 0.65/0.1/0.25）wasprovided，andadetailedreactionmecha⁃ nismforthissurrogatewasdeveloped.Throughsensitivityanalysis，thisdetailedreactionmechanismwasre⁃ ducedandareducedreactionmechanismwaspresented.Theignitioncharacteristicsofthissurrogatefuelatvari⁃ ousconditionsweresi