一种基于敏感性分析的RP3替代燃料简化机理
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Reduced Mechanism of Surrogate Fuel for RP3 Kerosene Based on Sensitivity Analysis
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    摘要:

    为了研究RP3航空煤油的点火和燃烧特性,基于敏感性分析方法,对一种RP3数值模拟替代燃 料正葵烷的化学反应机理(62组分344步)进行简化,得到对平衡温度和组分浓度有重 要影响的基元反应,建立一种该替代燃料的36组分62步简化反应机理。利用CHEMKIN 4.1中完 全搅拌反应器对该简化机理进行研究与检验,并在预混燃烧器中对该简化机理进行数值计算 ,与详细机理结果和试验数据进行比较。计算结果表明:在完全搅拌反应器中采用62步机理 计算得到的平衡温度,反应物和主要生成物的摩尔分数与344步详细化学反应机理计算结果 整体变化趋势吻合较好;在预混燃烧器中采用62步机理得到的进口反应物和出口生成物摩尔 分数与详细机理结果和试验数据稍有差异,但基本变化趋势基本一致。因此,文中获得的62 步简化机理能在较大范围内反映正葵烷的燃烧性能,并且大大提高其计算效率。

    Abstract:

    In order to investigate the ignition and combustion characteristics of RP3 kerosene, the chemical reaction mechanism(62 species and 344 steps) of n-decane, as a kind of surrogate fuel of RP3 kerosene, is simplified to obtain a new reduced mechanism (36 species and 62steps) based on sensitivity analysis. The reduced mechanism is then tested in perfectly stirred reactor (PSR)and thepremixed burner by using CHEMKIN 4.1. Furthermore, the simpified mechanism is numerically calculated in the premixed burner,and the results are compared with that of the mechanism of 344 steps and experimental data. The numerical results of the reduced kinetic mechanism show the good agreement with that of the mechanism of 344 steps on the equilibrium temperature, the reactant and major component concentration in PSR, and the reactant and the major component concentration by using the r educed kinetic mechanism in the premixed burner basically agree with that of the mechanism of 344 steps and experimental data. Therefore the reduced mechanism can reflect the combustion characteristics of ndecane well within wide temperature range and improve the computational efficiency at the same time.

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引用本文

戴超 王亚军 颜应文 李井华 党新宪.一种基于敏感性分析的RP3替代燃料简化机理[J].南京航空航天大学学报,2015,47(4):579-587

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