航空煤油裂解气的高温自点火延迟特性
2020-05-13郑祖骏万中军张昌华
含能材料 2020年5期
关键词:实验
郑祖骏,万中军,李 萍,2,张昌华,2
(1.四川大学原子与分子物理研究所,四川 成都 610065;2.四川大学空天动力燃烧与冷却教育部工程研究中心,四川 成都 610065)
1 引言
航空煤油是典型的吸热性碳氢燃料,是超燃冲压发动机的主要燃料,具有能量密度较高,成本低和高热沉等优点[1]。因此,被广泛用作民用和军用飞行器的燃料。超燃冲压发动机在工作时,喷入的燃料在燃烧室中的驻留时间极短,处于微秒和毫秒量级,这与燃料的点火延迟时间大致在同一数量级[2]。燃料在燃烧反应期,反应物的化学键断裂到形成大量的自由基之间有迟滞时间,该迟滞时间称为点火延迟时间[3]。燃料的点火延迟时间直接影响到燃料的燃烧效率和发动机推力,是冲压发动机设计的主要参数之一。同时,航空煤油的点火延迟时间是验证煤油动力学机理合理性的重要实验参数,也是判断燃料燃烧化学反应难易的主要依据之一。
在高速飞行器发动机主动冷却技术中,煤油既是推进剂又是冷却剂,煤油先进入冷却管道,吸收燃烧室壁面的热量,发生热裂解反应使燃烧室得以冷却,最后是裂解反应产生的煤油裂解产物进入燃烧室燃烧为飞行器提供动力。煤油裂解产物由气相小分子产物(氢气、甲烷、乙烷和乙烯等)和液态的大分子产物(正十二烷和甲苯等)组成[4]。在设计超压发动机的燃烧室时,除了碳氢燃料本身的点火延迟时间外,还必须考虑碳氢燃料裂解产物的点火延迟时间。……
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