李文刚, 肖隐利, 路易聘, 曹志博, 吴娟

(西北工业大学 动力与能源学院, 陕西 西安 710072)

随着世界范围内能源危机与环境污染的加重，高效能低排放已成为航空发动机设计需要考虑的重要因素。开发先进的燃烧控制方法是实现低排放的重要手段，为此，需要全面掌握燃烧特性，如点火延迟时间、火焰浮升高度和火焰稳定机理等。为了实现这一目标，ECN[1]为国际试验和数值模拟的合作提供了一个开放可存取的数据库和论坛。

ECN将正十二烷的喷雾燃烧称为Spray A，由于常用柴油的化学成分复杂，其热力学性质和化学性质很难获得。因此，ECN刚开始数值模拟时采用易于操作且化学反应动力学已被广泛验证的正庚烷替代柴油。然而典型柴油碳链是由10～25个碳原子组成，因此正庚烷并不能较好地反映柴油的热物理性质，尤其是柴油的沸腾和蒸发等性质，而这些性质对准确预测柴油喷雾燃烧的点火延迟时间和火焰浮升高度等参数至关重要。而正十二烷有更长的碳链，热物理性质和输运性质明确，更适合替代柴油燃料。近年来，许多学者和研究人员意识到开发正十二烷合适的化学反应机理的重要性，Luo等[2]开发并验证了一个包含106组分420基元反应的正十二烷骨架机理，采用非定常雷诺时均法(URANS)验证了射流喷雾燃烧；斯坦福大学的Narayanaswamy等[3]开发了一个包含257组分1 521基元反应的正十二烷反应机理；Ranzi等[4]开发了一个130组分2 395基元反应的正十二烷反应机理。清华大学的Yao等[5]开发并验证了一个54组分269基元反应的正十二烷骨架机制。……