【摘 要】
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为减少对化石燃料的依赖、实现航空减排,寻求可持续开发的航空替代燃料已成为航空业发展的当务之急。LNG有望成为航空业节能减排的有效替代燃料,但其气化成CH4后体积热值降低
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为减少对化石燃料的依赖、实现航空减排,寻求可持续开发的航空替代燃料已成为航空业发展的当务之急。LNG有望成为航空业节能减排的有效替代燃料,但其气化成CH4后体积热值降低且具有燃点高和火焰传播速度慢等缺点,不利于其在航空发动机中的应用。因此,采用LNG单一燃料作为航空替代燃料不切实际。本文提出采用LNG/航空煤油混合燃料作为航空替代燃料,在初始温度420、450、480 K,初始压力0.1、0.2、0.3 MPa,当量比范围0.71.5,甲烷含量00.8工况下,采用定容燃烧装置对CH4/RP-3航空煤油混合燃料层流燃烧特性进行实验研究,获得混合燃料火焰发展特性、层流燃烧速度和燃烧稳定性相关特性参数,并分析初始温度、初始压力、当量比以及CH4含量对混合燃料层流燃烧特性的影响。研究结果表明,当混合燃料处于化学当量比时,火焰结构为准球形且表面光滑;当混合燃料处于高当量比或较高初始压力时,火焰锋面出现胞状结构;混合燃料初始温度和甲烷含量对火焰发展特性影响不明显。随着当量比的增加,层流燃烧速度呈现先增加后减小趋势且在当量比1.1时达到最大,马克斯坦长度逐渐减小;随着初始温度的升高,层流燃烧速度逐渐增加,马克斯坦长度逐渐减小;随着初始压力的升高,层流燃烧速度和马克斯坦长度逐渐减小;随着甲烷含量的升高,层流燃烧速度逐渐减小,马克斯坦长度在低当量比时逐渐减小,在高当量比时逐渐增加。本文对LNG/航空煤油混合燃料层流燃烧特性的研究,为其在航空发动机中的应用提供了理论基础。
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