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西安交通大学学报 2024年第8期58卷 60-68页

作者：武颖韬饶伯暄汤成龙黄佐华西安交通大学能源与动力工程学院西安710049

针对燃料自燃活性表现出负温度系数(NTC)效应时的快速压缩机缸内流场扰动对物种采样精度影响不明的问题,建立了燃料自燃过程物种采样的数值模型,通过控制活塞缝隙容积在燃烧缸内产生了不同强度的气流扰动,探究了NTC及气流扰动共同作用... 详细信息

针对燃料自燃活性表现出负温度系数(NTC)效应时的快速压缩机缸内流场扰动对物种采样精度影响不明的问题,建立了燃料自燃过程物种采样的数值模型,通过控制活塞缝隙容积在燃烧缸内产生了不同强度的气流扰动,探究了NTC及气流扰动共同作用对正丁烷混合气自燃过程物种采样精度的影响规律。研究结果表明:受燃料NTC效应的影响,两种典型的物种采样方法均出现了反向稀释现象,即燃料的采样浓度偏低,中间产物的采样浓度偏高。反向稀释与采样方法的系统误差产生抵消,导致NTC区域内物种采样精度受气流扰动的敏感性降低。抑制燃烧缸内的气流扰动有利于提高采样精度,然而在绝对无扰动的流场下,整体冻结法的采样误差受热边界层作用反而会略微提高。该研究为燃料自燃过程中物种采样实验的设计及数据不确定性分析提供了有价值的参考。

关键词：物种采样气流扰动负温度系数着火延迟时间快速压缩机

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咪唑二氰胺离子液体掺混糠醇的自燃及推进性能

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化工学报 2024年第5期75卷 2017-2025页

作者：武颖韬费立涵孔祥东王帜汤成龙黄佐华西安交通大学能源与动力工程学院陕西西安710049 中国工程物理研究院化工材料研究所四川绵阳621900

利用落滴法对比了三种咪唑二氰胺离子液体分别掺混糠醇的自燃特性,使用高速摄相机和红外摄相机同步获得了燃料自燃过程的宏观、微观及红外图像;从液面下方拍摄了液滴与液池的混合反应过程。实验观察到了典型的三阶段自燃现象:铺展混合... 详细信息

利用落滴法对比了三种咪唑二氰胺离子液体分别掺混糠醇的自燃特性,使用高速摄相机和红外摄相机同步获得了燃料自燃过程的宏观、微观及红外图像;从液面下方拍摄了液滴与液池的混合反应过程。实验观察到了典型的三阶段自燃现象:铺展混合、气相产物生成及火核出现-火焰传播,使用着火延迟时间对燃料的自燃活性进行了定量表征,并计算了糠醇比例对混合燃料推进性能的影响。结果表明,糠醇添加可以显著降低混合燃料黏度,促进燃料与氧化剂的混合,加速自燃过程高温气雾产物的出现。混合燃料的着火延迟时间随糠醇添加比例非单调变化,着火延迟最短的掺混比随液滴速度的增加而增大;混合燃料推进性能受糠醇添加的影响较小。本研究可为自燃离子液体推进剂的开发及利用提供参考。

关键词：离子液体糠醇自燃着火延迟时间比冲黏度燃料

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煤直接液化航空煤油自着火特性实验及动力学研究

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推进技术 2024年第8期45卷 104-111页

作者：武颖韬孔祥东王新辉梁金虎汤成龙黄佐华汪必耀曾萍西安交通大学能源与动力工程学院陕西西安710049 中北大学环境与安全工程学院山西太原030051 中国民航局第二研究所四川成都610041 中国民用航空航油航化适航审定中心四川成都610041

煤直接液化(DCL)航空煤油含有大量的环烷烃,与传统航空煤油成分差异较大,研究DCL煤油的着火特性及反应动力学对于深入认识其燃烧性能及其推广应用具有重要意义。因此,本文使用快速压缩机测量了DCL煤油,RP-3煤油及其混合物在不同当量比... 详细信息

煤直接液化(DCL)航空煤油含有大量的环烷烃,与传统航空煤油成分差异较大,研究DCL煤油的着火特性及反应动力学对于深入认识其燃烧性能及其推广应用具有重要意义。因此,本文使用快速压缩机测量了DCL煤油,RP-3煤油及其混合物在不同当量比和压力下的着火延迟期,对比了DCL与RP-3煤油的燃烧放热及相对反应活性,分析了二者低温反应活性差异的动力学机制。使用实验数据验证了文献中DCL煤油的化学反应动力学模型,并通过构建替代物组分中正戊基环己烷的化学反应机理,提高了模型对DCL煤油着火延迟和高温裂解产物的预测性能。研究结果表明,DCL煤油的着火放热量更高,其着火延迟期在高温下(>1000 K)与RP-3接近,而在低温下(<750 K)则略高于RP-3。DCL煤油中大量的环烷烃成分阻碍了燃料分子低温链分支反应的进行,抑制了其低温反应活性,有利于降低燃料进入主燃区前发生自燃的倾向。

关键词：煤直接液化航空煤油着火延迟期正戊基环己烷化学反应动力学

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聚甲氧基二甲醚-2燃烧动力学模型及试验研究

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内燃机工程 2024年第1期45卷 98-108页

作者：李宁赵玉伟魏衍举孔祥东余涛武颖韬汤成龙刘圣华西安交通大学能源与动力工程学院西安710049 空军工程大学防空反导学院西安710051

采用试验研究与动力学建模相结合方法,对聚甲氧基二甲醚-2(polyoxymethylene dimethyl ethers-2,PODE_(2))的中低温燃烧特性进行了研究。基于二甲氧基甲烷(dimethoxymethane,DMM)详细反应机理,遵循基于反应类的速率准则构建了PODE_(2)... 详细信息

采用试验研究与动力学建模相结合方法,对聚甲氧基二甲醚-2(polyoxymethylene dimethyl ethers-2,PODE_(2))的中低温燃烧特性进行了研究。基于二甲氧基甲烷(dimethoxymethane,DMM)详细反应机理,遵循基于反应类的速率准则构建了PODE_(2)详细化学反应动力学机理,并与文献试验数据进行了验证;在快速压缩机试验平台测量了PODE_(2)在温度范围为550~900 K,当量比为0.5、1.0、2.0时着火延迟时间,结合所构建的详细反应机理,对PODE_(2)中低温条件下自着火过程控制因素进行了分析。结果表明,所构建的PODE_(2)反应机理可以很好地再现试验测量的着火延迟时间,对文献中现有的试验数据均能给出合理的预测。PODE_(2)自着火过程呈现明显的两阶段着火现象,没有表现出负温度系数(negative temperature coefficient,NTC)行为;PODE_(2)第一阶段着火延迟时间在低温段随温度呈线性变化,在720~820 K的中温范围内呈“平台”状,几乎不随温度变化。PODE_(2)低温反应活性来自于3个替代性通道,由氧加成反应开启的典型低温链分支反应序列作用被抑制。

关键词：聚甲氧基二甲醚化学反应动力学快速压缩机燃烧动力学模型

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