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疏水改性ZSM-5对双功能催化剂NaFe/ZSM-5催化CO_(2)加氢制绿色航空煤油性能的影响
1
作者 薛浩强 李文慧 +2 位作者 刘炳昱 刘民 郭新闻 《低碳化学与化工》 北大核心 2026年第1期16-23,共8页
CO_(2)加氢制绿色航空煤油不仅可以助力实现“碳中和”,也有利于航空业的可持续发展。但CO_(2)为惰性小分子难以活化、C—C耦合定向生成绿色航空煤油组分(C_(8)~C_(16)烃类)难度较高等问题,给催化剂设计带来了较大挑战。采用丙基三甲氧... CO_(2)加氢制绿色航空煤油不仅可以助力实现“碳中和”,也有利于航空业的可持续发展。但CO_(2)为惰性小分子难以活化、C—C耦合定向生成绿色航空煤油组分(C_(8)~C_(16)烃类)难度较高等问题,给催化剂设计带来了较大挑战。采用丙基三甲氧基硅烷(PTMS)对ZSM-5分子筛进行了疏水改性,成功制备了具有不同水接触角的疏水改性ZSM-5分子筛,并将其与NaFe_(3)O_(4)组合构筑了双功能催化剂用于CO_(2)加氢反应。结果表明,丙基三甲氧基硅烷改性不仅能够提高ZSM-5分子筛的疏水性,还可以通过疏水基团对ZSM-5分子筛外表面酸性位点的覆盖作用,抑制长链烃产物在分子筛表面的裂解,提升产物中绿色航空煤油组分选择性。在320℃、3 MPa以及n(H_(2)):n(CO_(2))=3:1反应条件下,NaFe/Z5-0.5PTMS在CO_(2)加氢反应中催化性能最佳,CO_(2)转化率为32.6%,CO选择性仅为9.9%,绿色航空煤油组分选择性为38.8%。 展开更多
关键词 CO_(2)加氢 绿色航空煤油 疏水改性 ZSM-5
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RP-3航空煤油单液滴的激光点火及燃烧特性研究
2
作者 吕森林 仪洋 +3 位作者 郭晓阳 胡二江 殷阁媛 黄佐华 《工程热物理学报》 北大核心 2026年第1期317-325,共9页
本文利用竖直挂滴法开展了RP-3航空煤油单液滴的激光点火实验,利用高速相机获得了火焰发展和液滴直径变化图像。研究了不同初始直径(1.35、1.42、1.51、1.56 mm)和激光点火能量对煤油单液滴激光点火和燃烧特性的影响。结果表明,液滴燃... 本文利用竖直挂滴法开展了RP-3航空煤油单液滴的激光点火实验,利用高速相机获得了火焰发展和液滴直径变化图像。研究了不同初始直径(1.35、1.42、1.51、1.56 mm)和激光点火能量对煤油单液滴激光点火和燃烧特性的影响。结果表明,液滴燃烧分为三个阶段,伴有两次微爆现象。在相同激光点火参数条件下,随着液滴直径的增加,液滴更快点燃,点火延迟时间缩短,归一化燃烧时间缩短,液滴燃烧速率Kc增快,燃烧后期的燃烧速率远高于前期蒸发速率。改变激光点火参数,固定激光出光时间,改变激光出光强度占比,随着激光出光强度的提升,对于相同直径液滴,点燃液滴激光所需时间缩短,点火延迟缩短,归一化燃烧时间缩短。 展开更多
关键词 RP-3航空煤油 单液滴 激光点火 点火延迟时间 燃烧特性
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掺水乳化航空煤油单液滴蒸发特性试验研究
3
作者 王驰宇 马富康 +3 位作者 孔令斐 陈宇翔 徐锐凡 张凯 《中北大学学报(自然科学版)》 2026年第1期97-103,126,共8页
航空煤油在生产和运输过程中不可避免地会存在部分水分残留,从而对航空煤油的蒸发燃烧产生影响,针对该问题,本研究采用单液滴挂滴法蒸发试验系统对质量分数1%的掺水乳化航空煤油开展了高温蒸发特性试验测试。选择不同初始体积的掺水乳... 航空煤油在生产和运输过程中不可避免地会存在部分水分残留,从而对航空煤油的蒸发燃烧产生影响,针对该问题,本研究采用单液滴挂滴法蒸发试验系统对质量分数1%的掺水乳化航空煤油开展了高温蒸发特性试验测试。选择不同初始体积的掺水乳化航空煤油液滴分别在473,573和673 K的环境温度下进行了蒸发可视化测试,从而为后续探讨最佳掺水比及燃油高值化利用提供参考。结果表明:掺水乳化航空煤油液滴蒸发过程存在显著的微爆特性,蒸发寿命缩短了42.7%,液滴寿命与环境温度成反比。随着环境温度的升高,液滴微爆时刻提前,微爆强度增大,在673 K下液滴微爆时刻最早为0.21 s·mm^(−2),寿命最短为0.79 s·mm^(−2),微爆强度最大为0.97;随着初始液滴体积的增大,微爆发生时刻延迟,波动蒸发时间总体缩短,2.0μL微爆时刻最迟为0.85 s·mm^(−2),持续时间最短为0.19 s·mm^(−2),微爆形式由边缘微爆占主体向中心微爆占主体转变。 展开更多
关键词 掺水乳化航空煤油 单液滴挂滴法 蒸发特性 微爆特性
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生物乙醇制备航空煤油的研究进展 被引量：3
4
作者 李攀 赵宇 +6 位作者 吴兴国 张璐璐 胡俊豪 陈玮 白净 常春 方书起 《工程科学学报》 北大核心 2025年第3期514-525,共12页
生物基航空煤油是一种可持续、绿色环保的航空燃料,能够有效降低航空业的碳排放,具有巨大的应用前景.本文综述了以生物质为原料制备航空煤油的工艺方法,重点关注我国生物乙醇产业的快速发展及其充足的产量.在此基础上,详细阐述了生物乙... 生物基航空煤油是一种可持续、绿色环保的航空燃料,能够有效降低航空业的碳排放,具有巨大的应用前景.本文综述了以生物质为原料制备航空煤油的工艺方法,重点关注我国生物乙醇产业的快速发展及其充足的产量.在此基础上,详细阐述了生物乙醇制备航空煤油的主要工艺流程,分析了生物乙醇制航油技术中的三个关键反应(乙醇脱水制乙烯、烯烃低聚反应以及加氢反应)的工艺条件和催化剂应用.此外,介绍了乙醇碳碳偶联与加氢脱氧制备航空煤油的最新进展,探讨了高碳醇制备反应的机理和催化剂,以及加氢脱氧反应的研究动态.指出当前乙醇制备航空煤油面临成本较高和催化剂开发等挑战,并对未来该技术的发展方向进行了展望,为生物乙醇制备航空煤油的工业化提供了重要参考. 展开更多
关键词 航空煤油 生物乙醇 催化剂 高碳醇 加氢脱氧
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亚声速空气横流中亚/超临界煤油射流特性
5
作者 刘桂桂 林宇震 +4 位作者 赵硕 王梅娟 薛鑫 惠鑫 杨钰龙 《航空动力学报》 北大核心 2025年第10期40-52,共13页
对亚/超临界RP-3航空煤油在亚声速空气横流中的射流特性进行了试验研究。在恒定的空气参数与燃油质量流量条件下,采用阴影成像技术对352~750 K燃油喷射温度范围内的横向射流结构进行了可视化观测。结果表明:随着喷射温度的升高,RP-3横... 对亚/超临界RP-3航空煤油在亚声速空气横流中的射流特性进行了试验研究。在恒定的空气参数与燃油质量流量条件下,采用阴影成像技术对352~750 K燃油喷射温度范围内的横向射流结构进行了可视化观测。结果表明:随着喷射温度的升高,RP-3横向射流的破碎/解体机制会由机械破碎逐步转变为未壅塞闪蒸、壅塞闪蒸和超临界机制。在此过程中,射流稠密核心和雾化区横向长度分别缩短超过11倍和52倍喷口直径,稠密核心和雾化区覆盖面积分别缩小超过6 mm^(2)和141 mm^(2)。此外,随着喷射温度的升高,射流穿透深度在机械破碎机制主导下逐渐增大,在未壅塞闪蒸机制下逐渐减小,在壅塞闪蒸和超临界机制下基本保持不变。 展开更多
关键词 亚声速空气横流 超临界航空煤油 阴影成像 射流特性 射流穿透深度
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背压对超临界航空煤油欠膨胀射流特性的影响
6
作者 刘桂桂 林宇震 +2 位作者 黎家驹 薛鑫 惠鑫 《航空动力学报》 北大核心 2025年第9期173-181,共9页
对超临界RP-3航空煤油喷入加压准静止空气的射流特性进行了试验研究。在0.15~1.02 MPa的环境压力范围内,采用阴影成像技术记录了二维收缩喷嘴喷出的超临界RP-3射流的近喷嘴区域宏观射流形态。结果表明:超临界RP-3射流经历了与理想气体... 对超临界RP-3航空煤油喷入加压准静止空气的射流特性进行了试验研究。在0.15~1.02 MPa的环境压力范围内,采用阴影成像技术记录了二维收缩喷嘴喷出的超临界RP-3射流的近喷嘴区域宏观射流形态。结果表明:超临界RP-3射流经历了与理想气体类似的欠膨胀射流过程,呈现出明显的桶形激波结构。通过十组分RP-3替代燃料的热力学相图进行的物理解释表明超临界RP-3射流在近喷嘴区域经历了一个或多个等熵膨胀、熵增压缩和等压混合过程。随着环境压力的升高,超临界RP-3射流形态从超高度欠膨胀状态转变成高度欠膨胀状态,射流扩张角、第一波节直径、第一波节马赫盘位置与直径均逐渐降低。 展开更多
关键词 环境压力 超临界航空煤油 欠膨胀射流 近场射流结构 阴影成像
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130吨级重复使用液氧煤油发动机维护维修技术分析
7
作者 杨永强 何江 +2 位作者 吕发正 张闯 曹文 《载人航天》 北大核心 2025年第1期104-110,共7页
针对液体火箭发动机重复使用需求,对130吨级液氧煤油发动机进行了技术提升,使其初步具备重复使用能力,并通过了多次地面重复试车考核。通过分析重复使用液氧煤油发动机的技术特点和使用要求,建立了重复使用液氧煤油发动机维护维修技术流... 针对液体火箭发动机重复使用需求,对130吨级液氧煤油发动机进行了技术提升,使其初步具备重复使用能力,并通过了多次地面重复试车考核。通过分析重复使用液氧煤油发动机的技术特点和使用要求,建立了重复使用液氧煤油发动机维护维修技术流程,制定了重复使用发动机维护维修方案。通过对比发动机装箭状态和地面单机状态差异性,分析了重复使用液氧煤油发动机返回后处理与检查、维修可达性与经济性、状态检测与评估、寿命评估与延寿、维修技术研究和维护维修体系建设等关键技术研制现状,提出了进一步研究方向,可为重复使用液氧煤油发动机研制和维护维修技术验证提供技术支撑。 展开更多
关键词 液氧煤油发动机 重复使用 维护维修 技术分析
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3D打印矩形粗糙通道内火箭煤油流动换热特性试验方法研究
8
作者 刘朝晖 彭乐钦 +2 位作者 李沛奇 杨宝娥 王玫 《西安交通大学学报》 EI CAS 北大核心 2025年第1期47-55,67,共10页
为探究3D打印再生冷却通道在液体火箭发动机推力室中的替代应用特性,研制了具有不同内表面粗糙度的正弦波纹结构3D打印304不锈钢矩形通道。内截面名义尺寸为2.0 mm×2.0 mm,设计粗糙度分别为6.3、25.0、100.0μm,实际粗糙度Ra分别为... 为探究3D打印再生冷却通道在液体火箭发动机推力室中的替代应用特性,研制了具有不同内表面粗糙度的正弦波纹结构3D打印304不锈钢矩形通道。内截面名义尺寸为2.0 mm×2.0 mm,设计粗糙度分别为6.3、25.0、100.0μm,实际粗糙度Ra分别为11.88、12.70、17.53μm,通过将高温电阻率法和像素法相结合获得了3D打印通道的实际内径和壁厚,修正了火箭煤油流动换热的内壁温和热流密度,建立了3D打印粗糙通道内火箭煤油流动换热特性试验研究方法。试验参数如下:压力处于15~20 MPa范围、质量流速在12450~24900 kg·m^(-2)·s^(-1)之间、热流密度为5~15 MW·m^(-2)、流体温度为-150℃。研究结果表明:火箭煤油流动换热特性受到热流密度、流体温度和质量流速的影响;流体温度处于50~135℃范围内,换热系数增加约25%~33%;热流密度处于5.0~15.0 MW·m^(-2)范围内,换热系数增加了8.3%;质量流速为12450~24900 kg·m^(-2)·s^(-1)范围内,换热系数增加了60.2%。粗糙度增加对火箭煤油流动换热起到强化作用,粗糙度从11.88μm增加到17.53μm时,换热强化幅度超过20%以上。该研究可为3D打印通道在火箭发动机推力室中的替代应用提供参考。 展开更多
关键词 3D打印 矩形通道 流动换热 粗糙度 火箭煤油
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JP-10/航空煤油混合燃料层流扩散火焰碳烟生成特性研究
9
作者 何旭 张志伟 +4 位作者 向祺 贾靖洋 陈东平 许亚北 赵晋 《北京理工大学学报》 北大核心 2025年第5期482-492,共11页
为了研究JP-10掺混对航空煤油层流扩散火焰中碳烟生成的影响,基于激光诱导炽光法(LII)和平面激光诱导荧光法(PLIF)对JP-10掺混航空煤油火焰中LII-碳烟信号和PLIF-多环芳香烃(Polycyclic Aromatic Hydrocarbon,PLIF-PAHs)信号的分布情况... 为了研究JP-10掺混对航空煤油层流扩散火焰中碳烟生成的影响,基于激光诱导炽光法(LII)和平面激光诱导荧光法(PLIF)对JP-10掺混航空煤油火焰中LII-碳烟信号和PLIF-多环芳香烃(Polycyclic Aromatic Hydrocarbon,PLIF-PAHs)信号的分布情况进行试验研究.试验结果表明,随着JP-10掺混比例的增加,LII-碳烟信号与PLIF-PAHs信号的分布范围均增大,信号强度均增强,表明JP-10掺混促进了碳烟及PAHs的生成.此外,构建了一种适用于研究JP-10/航空煤油中PAHs生成的动力学机理,并基于该机理对PAHs生成进行了化学动力学仿真.仿真结果表明,JP-10的掺混增加了A1(苯)的主要生成路径,促进了富烯(C_(5)H_(4)CH_(2))和甲苯(C_(6)H_(5)CH_(3))的生成从而促进了A1的生成,进而促进了PAHs及碳烟的生成. 展开更多
关键词 JP-10/航空煤油 碳烟生成 层流扩散火焰
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生物航空煤油层流燃烧特性实验
10
作者 刘宇 张源航 +3 位作者 王金铎 王鹏 马洪安 曾文 《航空动力学报》 北大核心 2025年第12期170-178,共9页
以油脂加氢(HEFA)技术制备所得生物航空煤油为研究对象,开展层流燃烧特性研究。采用定容燃烧实验装置获得HEFA生物航空煤油及其与RP-3航空煤油混合燃料的层流燃烧速度(LBV)。实验参数包括当量比(0.8~1.4)、初始压力(0.05、0.1、0.15 MPa... 以油脂加氢(HEFA)技术制备所得生物航空煤油为研究对象,开展层流燃烧特性研究。采用定容燃烧实验装置获得HEFA生物航空煤油及其与RP-3航空煤油混合燃料的层流燃烧速度(LBV)。实验参数包括当量比(0.8~1.4)、初始压力(0.05、0.1、0.15 MPa)、初始温度(450、470 K)、HEFA掺混比(0、0.1、0.2、0.3、0.5)等。分析当量比、初始压力、初始温度对HEFA生物航空煤油以及HEFA掺混比对HEFA生物航空煤油/RP-3航空煤油混合燃料层流燃烧速度的影响。研究发现:随着当量比增加,HEFA生物航空煤油的层流燃烧速度呈现出先增后减的趋势,其峰值速度出现在当量比1.1附近。随着初始压力从0.05 MPa增加至0.15 MPa,HEFA生物航空煤油层流燃烧速度减小13.54%。随着初始温度从450 K增加至470 K,HEFA生物航空煤油层流燃烧速度略有增加。随着HEFA掺混比从0增加至0.5,HEFA生物航空煤油/RP-3航空煤油混合燃料层流燃烧速度增加3.85%。结果表明:与RP-3航空煤油相比,虽然HEFA生物航空煤油碳数分布较高,但其化学组成却以链烷烃为主,导致其层流燃烧速度高于RP-3航空煤油。掺混HEFA生物航空煤油后,RP-3航空煤油层流燃烧速度略有增加。该项研究为生物航空煤油在航空发动机中的应用提供理论基础。 展开更多
关键词 定容燃烧 油脂加氢(HEFA)生物航空煤油 RP-3航空煤油 混合燃料 层流燃烧速度(LBV)
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氧含量对空桶燃烧室内液态煤油旋转爆轰传播特性的影响 被引量：1
11
作者 李乐乐 韩新培 +3 位作者 肖强 白桥栋 郑权 翁春生 《兵工学报》 北大核心 2025年第6期81-91,共11页
旋转爆轰发动机作为一种极具潜力的新型空天动力装置,是当前航空航天推进领域的研究热点和前沿。以液态煤油为燃料、富氧空气为氧化剂,通过改变富氧空气中的氧含量和当量比,开展氧含量对空桶燃烧室内液态煤油旋转爆轰传播特性影响的实... 旋转爆轰发动机作为一种极具潜力的新型空天动力装置,是当前航空航天推进领域的研究热点和前沿。以液态煤油为燃料、富氧空气为氧化剂,通过改变富氧空气中的氧含量和当量比,开展氧含量对空桶燃烧室内液态煤油旋转爆轰传播特性影响的实验研究,实验在文献[15]的环形燃烧室研究基础上进行。借助空桶燃烧室将常温条件下液态煤油富氧空气旋转爆轰波稳定传播所需的氧含量成功降低至0.28。实验过程中不同氧含量和当量比下旋转爆轰波均以单波模态传播。研究结果表明:当量比约为1时,爆轰波平均速度随着富氧空气中氧含量的增加而增大,氧含量为0.28时旋转爆轰波平均传播速度为1742.7 m/s,且在较低氧含量条件下爆轰波传播速度低于理论速度;在较高氧含量(0.34~0.43)条件下爆轰波过驱;氧含量对爆轰波稳定性具有重要的影响,氧含量0.28条件下当量比增加至1.31时爆轰稳定性较差,氧含量0.38条件下当量比1.35时爆轰波仍具有较高的稳定性。 展开更多
关键词 液态煤油 旋转爆轰 空桶燃烧室 氧含量 传播特性
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费托合成直接制航空煤油中双功能催化剂的研究进展 被引量：1
12
作者 刘津旭 吕帅帅 +4 位作者 李红伟 周秋明 牛丛丛 徐润 李新刚 《低碳化学与化工》 北大核心 2025年第1期13-19,共7页
费托合成可将生物质来源的合成气直接转化为航空煤油(简称“航煤”),是最具应用前景的生物航煤生产技术之一。受Anderson-Schulz-Flory(ASF)分布规律的限制,费托合成直接制航煤的产物选择性有限,如何提高航煤选择性仍是当前该领域面临... 费托合成可将生物质来源的合成气直接转化为航空煤油(简称“航煤”),是最具应用前景的生物航煤生产技术之一。受Anderson-Schulz-Flory(ASF)分布规律的限制,费托合成直接制航煤的产物选择性有限,如何提高航煤选择性仍是当前该领域面临的重要挑战。利用双功能催化剂可将费托合成活性中心与分子筛酸中心耦合,可实现CO加氢与裂解、异构化等二次反应的接力,进而达到有效调控特定馏分选择性的目的。介绍了双功能催化剂的作用机理,对比了现有报道中费托合成的反应性能,阐述了尺寸效应、孔结构调控、酸性质调控和助剂效应在不同催化体系中的调控策略及构效关系,并对双功能催化剂在费托合成直接制航煤中的应用进行了展望。 展开更多
关键词 费托合成 航空煤油 双功能催化剂
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从绿氢到可持续航空煤油:化工灵活性对技术经济性的影响 被引量：1
13
作者 沙廉栋 林今 +2 位作者 余志鹏 秦国辉 杜旺明 《洁净煤技术》 北大核心 2025年第3期138-147,共10页
利用可持续航空煤油(Sustainable Aviation Fuel,SAF)是航空领域脱碳的重要途经,生物质技术路径受限于原料难以实现规模化。电制可持续航空煤油(e-SAF)技术路径利用可再生能源发电制绿氢,再与CO_(2)结合合成SAF,解决了原料限制的问题。... 利用可持续航空煤油(Sustainable Aviation Fuel,SAF)是航空领域脱碳的重要途经,生物质技术路径受限于原料难以实现规模化。电制可持续航空煤油(e-SAF)技术路径利用可再生能源发电制绿氢,再与CO_(2)结合合成SAF,解决了原料限制的问题。但受限于绿氢成本较高,缺乏经济可行性,一个关键的原因是当下e-SAF项目规划时并未考虑SAF合成侧的灵活性,可再生能源的波动性全部由制氢侧和储能承担,增加了制氢成本。为了研究SAF合成装置灵活性(包括调节周期和调节范围)对绿氢成本的影响,以可再生能源离网型制e-SAF系统为例,利用容量规划优化方法对比分析了不同e-SAF技术路径的技术经济性。根据SAF合成装置的灵活性特点,将e-SAF相关技术路径分为“一步合成法”和“两步合成法”,并对比分析了2类技术路径在灵活化工场景下的SAF成本。结果表明:SAF合成装置的灵活性对绿氢降低成本至关重要,当SAF合成装置的运行下限达到30%且调节周期达到7 d时,相比完全不可调节的SAF场景,系统在并未增加额外储能的情况下大幅降低了弃电率,减少了对可再生能源装机的投入,使系统的绿氢成本下降了约45%。“两步合成法”通过易存储的液态中间产物将复杂的SAF合成过程解耦,不仅满足了e-SAF系统对SAF合成装置的灵活性要求,而且降低了SAF合成装置实现灵活运行的附加成本,进一步将绿氢成本降低了约5%。 展开更多
关键词 电制可持续航空煤油 绿氢 灵活化工 技术经济可行性 两步合成法
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燃烧室内亚/超临界航空煤油燃烧性能对比实验研究
14
作者 江金涛 张启斌 +3 位作者 王之声 刘蓬辉 范玮 董素艳 《推进技术》 北大核心 2025年第10期134-145,共12页
为了对比亚/超临界煤油在航空发动机模型燃烧室内燃烧性能,本文基于单头部模型燃烧室,搭建亚/超临界煤油燃烧室燃烧性能实验平台,实现亚/超临界航空煤油在模型燃烧室内稳定燃烧。实验研究了不同油气比、煤油状态、空气流量及空气进口温... 为了对比亚/超临界煤油在航空发动机模型燃烧室内燃烧性能,本文基于单头部模型燃烧室,搭建亚/超临界煤油燃烧室燃烧性能实验平台,实现亚/超临界航空煤油在模型燃烧室内稳定燃烧。实验研究了不同油气比、煤油状态、空气流量及空气进口温度等条件下,亚/超临界煤油在模型燃烧室内的燃烧性能,获得了燃烧室运行工况参数的变化对燃烧性能参数的影响规律。燃烧室出口燃气测温耙测点温度(T_(x))与出口燃气平均温度(T_(4avg))之比定义为燃烧室出口无量纲温度(T_(x)/T_(4avg)),燃烧室出口测温耙测温点径向高度位置(y)与径向高度(H)之比定义为无量纲高度(y/H)。实验结果表明:亚临界状态下,y/H为0.35至0.75区域内,T_(x)/T_(4avg)>1;超临界状态下,y/H为0.2至0.8区域内,T_(x)/T_(4avg)>1,煤油以超临界状态在燃烧室内燃烧,拓宽了燃烧室出口温度核心区域;燃烧室进口空气温度从574 K增大至675 K,燃烧室出口温度场OTDF值减小了20.93%;航空煤油以超临界状态在燃烧室内燃烧,可提高燃烧室燃烧性能参数,扩宽高温升燃烧室运行工况,除燃烧室总压恢复系数低于亚临界状态外,燃烧室出口温度分布均匀性及燃烧效率均高于亚临界燃烧状态。 展开更多
关键词 燃烧室 超临界煤油 燃烧性能 燃烧效率 出口温度分布
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超声速凹腔燃烧室中液体煤油射流混合过程数值模拟
15
作者 李非 李凡 +4 位作者 杨小龙 张锦成 李佩波 汪洪波 孙明波 《航空学报》 北大核心 2025年第19期189-199,共11页
液体煤油射流一般在凹腔的上游喷注,凹腔内部的燃料分布对后续点火、燃烧过程至关重要,因此喷雾向凹腔内输运的这一混合过程一直以来都备受关注。本文基于欧拉-拉格朗日框架下的两相大涡模拟方法,在来流马赫数2.0、总压1.0 MPa、总温90... 液体煤油射流一般在凹腔的上游喷注,凹腔内部的燃料分布对后续点火、燃烧过程至关重要,因此喷雾向凹腔内输运的这一混合过程一直以来都备受关注。本文基于欧拉-拉格朗日框架下的两相大涡模拟方法,在来流马赫数2.0、总压1.0 MPa、总温900 K条件下对凹腔燃烧室中液体煤油射流的混合过程进行数值研究。考虑常温煤油的蒸发,关注液滴在燃烧室内运动过程中的与壁面的碰撞,重点研究了喷雾从燃烧室下壁面附近卷吸进入凹腔的过程。液滴从喷孔喷出后,在来流作用下向下游扩散,大多数液滴直接跨过凹腔,在凹腔上方主流区域向下游输运,少量(约5.2%)液滴被卷吸进入凹腔。液滴进入凹腔主要包括2种路径,一种是在凹腔前缘通过凹腔剪切层进入,另外一种是从凹腔后缘经回流区进入。在这2种路径上,液滴分别与凹腔上游的壁面以及凹腔后缘碰撞产生飞溅子液滴,飞溅子液滴之后在凹腔中广泛分布。 展开更多
关键词 超燃冲压发动机 凹腔 超声速 液体煤油 液滴碰壁
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扭曲螺旋管中超临界RP-3航空煤油换热数值研究
16
作者 王彦红 黄帅岭 +1 位作者 东明 贾玉婷 《北京航空航天大学学报》 北大核心 2025年第11期3709-3720,共12页
面向空-油换热器的通道结构改进问题,进行扭曲螺旋管中超临界RP-3航空煤油换热数值研究,着重探究煤油压力、螺旋节距和花瓣数目对换热的影响。讨论管壁温度和换热系数沿流动方向的变化情况,通过通道截面温度、主流流速、二次流流速和湍... 面向空-油换热器的通道结构改进问题,进行扭曲螺旋管中超临界RP-3航空煤油换热数值研究,着重探究煤油压力、螺旋节距和花瓣数目对换热的影响。讨论管壁温度和换热系数沿流动方向的变化情况,通过通道截面温度、主流流速、二次流流速和湍动能云图揭示壁温的周向分布特征和机制。基于旋流强度和二次流强度的轴向演变考察了旋流对换热的影响。与圆管比较,通过综合评价因子(PEC)表征扭曲螺旋管的增强换热效果。建立三瓣、四瓣、五瓣通道的换热关联式。结果表明:管壁温度达到拟临界温度后观察到高传热热阻类气膜引起的传热恶化问题,花瓣内出现2个非对称的壁温波形;提高煤油压力、增大螺旋节距、减少花瓣数目均使旋流效应减弱;PEC处于1.05~1.65的范围,煤油压力越高、螺旋节距越小、花瓣数目越少,越有利于提升扭曲螺旋管的综合换热作用。 展开更多
关键词 扭曲螺旋管 超临界煤油 传热恶化 旋流 二次流
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爆震波作用下煤油液滴破碎蒸发和火焰形态的数值模拟
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作者 陈庆云 张启斌 +1 位作者 杨锐 范玮 《航空动力学报》 北大核心 2025年第9期213-225,共13页
利用VOF(流体体积法)多相流模型和RNG(重整化群)k-ε湍流模型,通过数值模拟方法研究了不同初始压力(20、30、40 kPa)和当量比(0.8~1.2)下,爆震波对煤油液滴破碎、蒸发及火焰形态的影响。结果表明:RP-3煤油液滴在爆震波作用下的破碎行为... 利用VOF(流体体积法)多相流模型和RNG(重整化群)k-ε湍流模型,通过数值模拟方法研究了不同初始压力(20、30、40 kPa)和当量比(0.8~1.2)下,爆震波对煤油液滴破碎、蒸发及火焰形态的影响。结果表明:RP-3煤油液滴在爆震波作用下的破碎行为根据液滴形态特征,主要分为褶皱期、挤压期、发展期和后期这4个阶段。液滴蒸发特性受韦伯数的影响较小,拟合出液滴迎风面位移S与We的线性关系式,液相质量百分比在破碎形态稳定前保持在41%~56%范围。液相蒸发速率随时间先增大再缓慢下降。随着韦伯数的增大,液滴迎风面位移量的增大速率减小,扁平化速率加快,液滴燃烧过程中的“钳形”火焰变得更紧凑且卷吸更深,旋流火焰的尺寸和弯曲度也逐渐增加,而不规则的全包火焰形态更加复杂。 展开更多
关键词 爆震波 韦伯数 RP-3煤油 液滴破碎 火焰形态
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RP-3航空煤油模型燃料的简化反应机理构建与验证
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作者 曾文 郭振宇 +3 位作者 刘靖 胡二江 常亚超 马宏宇 《航空动力学报》 北大核心 2025年第1期1-12,共12页
采用基于反应类的全局敏感性分析方法、组分敏感性分析方法构建了甲基环己烷(MCH)的燃料相关骨架反应机理,包含25种组分和44个反应;并采用解耦法构建了甲基环己烷的骨架反应机理,包含72种组分和383个反应;同时,采用遗传算法对燃料相关... 采用基于反应类的全局敏感性分析方法、组分敏感性分析方法构建了甲基环己烷(MCH)的燃料相关骨架反应机理,包含25种组分和44个反应;并采用解耦法构建了甲基环己烷的骨架反应机理,包含72种组分和383个反应;同时,采用遗传算法对燃料相关反应的反应速率常数进行了优化,优化后的骨架反应机理在甲基环己烷的着火延迟时间以及MCH、CO、CO_(2)摩尔分数的预测精度获得大幅提升。通过耦合正癸烷、正十二烷、异十六烷、甲基环己烷、甲苯的骨架反应机理与C0~C3的简化反应机理,构建了RP-3航空煤油模型燃料的简化反应机理(包含121种组分、469个反应);采用该简化反应机理计算得到的多工况条件下RP-3航空煤油的着火延迟时间与层流燃烧速度与相应试验值之间的误差均在5%以内,除个别工况外,氧化过程中主要组分摩尔分数的计算值与相应试验值吻合较好。 展开更多
关键词 解耦法 全局敏感性分析 简化反应机理 模型燃料 RP-3航空煤油
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基于多目标优化的航空煤油生物替代燃料模型构建及验证
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作者 顾林林 刘重阳 +3 位作者 杨仲卿 姜东 齐东东 冉景煜 《化工学报》 北大核心 2025年第11期5720-5729,共10页
能源短缺与环境污染是航空业尤为突出的问题,而生物燃料作为一种新兴能源,具有直接替代传统石油燃料的潜力。基于遗传算法,以密度、运动黏度、低位热值、氢碳比及分子量等物性参数为遴选指标对RP-3替代燃料组分比例进行多目标优化,并在... 能源短缺与环境污染是航空业尤为突出的问题,而生物燃料作为一种新兴能源,具有直接替代传统石油燃料的潜力。基于遗传算法,以密度、运动黏度、低位热值、氢碳比及分子量等物性参数为遴选指标对RP-3替代燃料组分比例进行多目标优化,并在常压、临界压力条件下对模型的准确性进行验证。研究表明,最佳替代燃料由32.78%的正丁醚、14.64%的2-甲基呋喃以及52.58%的二代生物柴油组成,理化特性误差整体在3%以内,且在广泛的环境条件下,该模型具备较高的主要物理性质可靠性。另外,利用构建包含192个组分和1482个基元反应的生物替代燃料半详细反应机理验证了其化学性质替代性,结果表明该模型着火延迟时间与实验值良好吻合,对生物燃料优化设计具有指导意义。 展开更多
关键词 遗传算法 RP-3航空煤油 生物燃料 优化设计 理化特性 着火延迟时间
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铝粉粒径对含铝煤油凝胶燃料燃烧特性的影响
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作者 薛明帅 李建 +4 位作者 何桂标 范源麟 马善学 包鹏 王伯良 《爆破器材》 北大核心 2025年第2期36-43,共8页
为探究铝粉粒径对含铝煤油凝胶燃料激波诱导点火的影响规律,利用纹影法与阴影法对铝粉粒径为1.20、7.05μm及23.63μm的含铝煤油凝胶燃料在激波管内的点火过程进行了观察。通过分析测得的压力信号和铝粉燃烧产物光信号,对比了含不同粒... 为探究铝粉粒径对含铝煤油凝胶燃料激波诱导点火的影响规律,利用纹影法与阴影法对铝粉粒径为1.20、7.05μm及23.63μm的含铝煤油凝胶燃料在激波管内的点火过程进行了观察。通过分析测得的压力信号和铝粉燃烧产物光信号,对比了含不同粒径铝粉的凝胶燃料在激波诱导作用下的点火和燃烧特性。结果表明:随着铝粉粒径的增大,凝胶燃料雾化后云团的均匀性变差,点火延迟时间也随之增加,火球的持续时间以及火球表面的最高温度均有一定程度的减小。 展开更多
关键词 铝粉粒径 含铝煤油凝胶燃料 激波诱导点火 燃烧特性
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