裂解态正癸烷点火延迟时间的理论研究

• 作者: 刘国柱 张香文 王莅 王鸿燕 裴闪闪
• 来源期刊: 含能材料
• 学科: 工学
• 关键词: 点火延迟时间 裂解态燃料 正癸烷 自由基 灵敏度分析
• 年，卷（期）: 2020,（5）
• 所属期刊栏目: 液体燃料与燃烧
• 页码范围: 398-406
• 页数: 9页
• 分类号: TK16|TQ511+.1
• 字数: 774字
• 语种: 中文
• DOI: 10.11943/CJEM2020012

摘要

在先进飞行器发动机中,吸热碳氢燃料在进入燃烧室之前会发生热裂解反应,生成未反应燃料和小分子裂解产物的混合物(称为裂解态燃料).本工作研究了在1300～1800 K、0.1～3.0 MPa和当量比为1.0的条件下,不同的裂解转化率、裂解压力、点火压力和自由基对正癸烷裂解着火特性的影响.通过采用一种精确的组合机理,从理论上计算了流动反应器中3.0和5.0 MPa下正癸烷裂解组分,与文献中的实验结果吻合较好.结果表明,正癸烷在3 MPa和5 MPa下裂解的出口转化率分别为46.2％和58.8％,裂解产物分布一致,但乙烯的含量随着压力的升高明显的降低,而烷烃含量随着压力的增大而增加.尽管自由基总体含量很低,但在3 MPa条件下裂解产物中的自由基浓度依然高于5 MPa条件下.对于点火延迟时间的计算结果则表明,裂解态正癸烷的点火延迟时间随着转化率的增大而延长,且在5 MPa下随着转化率的变化更明显.相同转化率下,5 MPa下的裂解态正癸烷的点火延迟时间比3 MPa下更短.此外,与无自由基的裂解正癸烷相比,裂解正癸烷中自由基的存在可以加速着火过程,转化率小于40％时,着火延迟时间缩短15％以上.