宽压力温度及当量比范围内高密度烃的层流预混火焰传播特性研究
项目介绍
AI项目解读
基本信息
- 批准号:51906016
- 项目类别:青年科学基金项目
- 资助金额:24.0万
- 负责人:
- 依托单位:
- 学科分类:E0604.燃烧学
- 结题年份:2022
- 批准年份:2019
- 项目状态:已结题
- 起止时间:2020-01-01 至2022-12-31
- 项目参与者:--
- 关键词:
项目摘要
High density hydrocarbons is one of the high performance fuels that can effectively improve the propulsion performance of aircraft commonly used in modern strategic and tactical weapons due to their high volumetric energy density. Combustion processes of high density hydrocarbons is carried out in a wide range of pressure and temperature conditions, however the detailed combustion kinetic mechanism still remains unclear. Accurate information of laminar flame characteristics of high density hydrocarbon is the key to understand the combustion mechanism and improve the combustion efficiency. This proposal intends to develop a methodology allowing measuring laminar flame speed of high density hydrocarbons in a wide range of pressure and temperature conditions through theoretical analysis, experimental research and numerical calculation. The measurement uncertainty will be analyzed in detail and the correction coefficient for experimental measured laminar flame speed will be given. Then, measurements will be conducted for typical high density hydrocarbon fuel used in China i.e. HD-01 and the blended fuel mixed by HD-01 and RP-3 kerosene under a wide range of pressure, temperature and equivalence ratio conditions. The dependency correlation between laminar flame speed and temperature, pressure and equivalence ratio will be proposed. By using the combustion kinetic mechanism of HD-01, the sensitivity analysis and reaction path analysis will be performed to clarify the influence of main elementary reaction and species on the laminar flame speed in different combustion conditions. By using skeletal reduction method and global reduction method, the detailed mechanism of HD-01 will be reduced. The merits of the present work are to establish the data base of laminar flame speed of high density hydrocarbon fuels in wide range working conditions including pressure, temperature and equivalence ratio and to obtain a CFD usable simplified skeletal mechanism of high density hydrocarbons, which has essential academic values and engineering practical significances.
高密度烃因其体积热值高,能为飞行器提供更多的推进动力,是现代战略战术武器的高性能燃料之一。高密度烃燃烧在宽压力温度及当量比条件下进行,此条件下其反应机理尚不清楚。准确的层流火焰传播特性信息是厘清高密度烃燃烧反应机理和提高燃烧效率的关键。本项目拟通过理论分析,实验研究和数值计算相结合的方法,发展适用于宽域条件下火焰传播速度的测量方法,通过误差来源分析,获得修正系数,测量宽压力温度及当量比范围内国产典型高密度烃HD-01及其与RP-3复配燃料火焰传播速度,拟合得火焰传播速度与温度、压强、当量比的关系式。开展高密度烃化学反应机理敏感性分析和反应路径分析,揭示不同初始条件下主要基元反应和敏感物种对火焰传播速度的影响规律。使用骨架和总包相结合的方法对反应机理进行简化。本项目研究,有望建立国产高密度烃宽域条件下火焰传播速度数据库,获得能够用于CFD燃烧计算的简化机理,具有重要的科学意义和工程价值。
结项摘要
高密度烃因其体积热值高,能为飞行器提供更多的推进动力,是现代战略战术武器的高性能燃料之一。高密度烃燃烧在宽压力温度及当量比条件下进行,此条件下其反应机理尚不清楚。准确的层流火焰传播特性信息是厘清高密度烃燃烧反应机理和提高燃烧效率的关键。本项目通过理论分析,实验研究和数值计算相结合的方法,发展了适用于宽域条件下火焰传播速度的测量方法,通过误差来源分析,获得修正系数,测量了宽压力温度及当量比范围内国产典型高密度烃HD-01及其与RP-3复配燃料火焰传播速度,拟合得到火焰传播速度与温度、压强、当量比的关系式。开展高密度烃化学反应机理敏感性分析和反应路径分析,揭示不同初始条件下主要基元反应和敏感物种对火焰传播速度的影响规律。使用DRGEP方法对反应机理进行简化。本项目研究,建立了国产高密度烃宽域条件下火焰传播速度数据库,获得能够用于CFD燃烧计算的简化机理,具有重要的科学意义和工程价值。
项目成果
期刊论文数量(4)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(2)
专利数量(0)
Combustion characterization of a CH4/O2 rapid mixed swirl torch igniter for hybrid rocket motors
混合火箭发动机 CH4/O2 快速混合旋流炬点火器的燃烧特性
- DOI:10.1016/j.ast.2019.105666
- 发表时间:2020-03
- 期刊:Aerospace Science and Technology
- 影响因子:5.6
- 作者:Yi Wu;Zixiang Zhang;Fuwen Liang;Ningfei Wang
- 通讯作者:Ningfei Wang
Experimental and Numerical Studies of Ignition Delay Time and Laminar Flame Speed of JP-10 at Elevated Temperature Conditions
JP-10高温条件下点火延迟时间和层流火焰速度的实验与数值研究
- DOI:10.3389/fenrg.2022.910304
- 发表时间:2022-05
- 期刊:Frontiers in Energy Research
- 影响因子:3.4
- 作者:Junsen Yang;Yi Wu;Zhenpeng Zhang;Yanlei Shang;Lun Pan
- 通讯作者:Lun Pan
Combustion characteristics of skeleton polymer reinforced paraffin-wax fuel grain for applications in hybrid rocket motors
混合火箭发动机用骨架聚合物增强石蜡燃料颗粒的燃烧特性
- DOI:10.1016/j.combustflame.2022.112055
- 发表时间:2022
- 期刊:Combustion and Flame
- 影响因子:4.4
- 作者:Yi Wu;Zixiang Zhang;Qianlong Wang;Ningfei Wang
- 通讯作者:Ningfei Wang
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