本文關(guān)鍵詞：正癸烷高溫裂解對(duì)其燃燒性能的影響研究

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【摘要】：再生冷卻是一種較為高效的超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)主動(dòng)冷卻方式。吸熱型碳?xì)淙剂显诶鋮s通道內(nèi)吸收發(fā)動(dòng)機(jī)壁面散出的熱量,液態(tài)燃油經(jīng)過物理和化學(xué)吸熱過程轉(zhuǎn)化為氣態(tài)或裂解生成小分子烴類化合物,之后通過燃油噴嘴噴入燃燒室燃燒,釋放出主動(dòng)冷卻過程中吸收的化學(xué)和物理熱沉。從而,燃油在冷卻發(fā)動(dòng)機(jī)壁面的同時(shí)也提高了其利用率。當(dāng)前,燃料利用率的提高只是局限于定性分析,并未進(jìn)行定量計(jì)算,也沒有提出進(jìn)一步提高燃料裂解后燃燒性能的方向。作為一種航空煤油的主要成分之一的正癸烷,經(jīng)常被用于亞/超臨界換熱和裂解特性研究�；谝陨戏治�,本文以正癸烷為研究工質(zhì),開展了高溫裂解和燃燒實(shí)驗(yàn),并對(duì)其裂解氣相產(chǎn)物燃燒過程進(jìn)行數(shù)值模擬,初步得出了燃油的高溫裂解對(duì)燃燒性能影響的變化規(guī)律。課題研究中,首先基于已有的高溫燃油實(shí)驗(yàn)臺(tái)建立了裂解燃燒實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。本文先對(duì)該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)及工作原理做了介紹,并介紹了幾種系統(tǒng)的重要部件及其測(cè)量原理。同時(shí),詳細(xì)闡述了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理方法,并將實(shí)驗(yàn)測(cè)量誤差和數(shù)據(jù)處理誤差進(jìn)行了分析,以確保后面實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。其次,采用建立的裂解燃燒實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),分別進(jìn)行了正癸烷燃油高溫燃燒特性,低壓裂解實(shí)驗(yàn),和氣相裂解產(chǎn)物擴(kuò)散實(shí)驗(yàn),研究了燃?xì)饬髁�、溫度和組分濃度對(duì)燃燒火焰結(jié)構(gòu)、層流火焰?zhèn)鞑ニ俣取⒒鹧鏈囟群突鹧媪炼鹊葏?shù)的影響,并總結(jié)了其變化規(guī)律。最后,使用路徑通量分析的方法將正丁烷燃燒反應(yīng)機(jī)理進(jìn)行了簡(jiǎn)化,并使用CHEMKIN驗(yàn)證了簡(jiǎn)化結(jié)果的準(zhǔn)確性。之后,采用簡(jiǎn)化后的燃燒機(jī)理進(jìn)行了正癸烷裂解氣相產(chǎn)物不同初始溫度和不同組分濃度下的擴(kuò)散燃燒數(shù)值模擬,獲得了混合氣中烯烴/烷烴的比例系數(shù)對(duì)其燃燒過程影響的變化規(guī)律。同時(shí),清晰了燃?xì)鉁囟群徒M分濃度如何影響燃燒中間產(chǎn)物的分布,進(jìn)而影響火焰燃燒特性的過程。
【關(guān)鍵詞】：正癸烷 高溫裂解 燃燒 擴(kuò)散火焰 反應(yīng)機(jī)理
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TK401
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-19
• 1.1 課題背景與研究意義9-12
• 1.1.1 高超聲速飛行器發(fā)展歷程9-10
• 1.1.2 再生冷卻超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展10-11
• 1.1.3 燃料高溫裂解對(duì)燃燒性能的影響11-12
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及分析12-17
• 1.2.1 吸熱型碳?xì)淙剂狭呀馓匦?/span>12-13
• 1.2.2 燃燒診斷技術(shù)的研究和發(fā)展13-16
• 1.2.3 碳?xì)淙剂先紵匦缘难芯楷F(xiàn)狀16-17
• 1.3 本文的研究?jī)?nèi)容及章節(jié)安排17-19
• 第2章 裂解燃燒實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)及誤差分析19-35
• 2.1 引言19
• 2.2 裂解燃燒實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)19-24
• 2.2.1 系統(tǒng)原理19-20
• 2.2.2 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)重要部件20-24
• 2.3 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理方法24-31
• 2.3.1 產(chǎn)物分析24-26
• 2.3.2 火焰圖像處理26-27
• 2.3.3 燃燒相關(guān)參數(shù)計(jì)算27-31
• 2.4 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)誤差分析31-34
• 2.5 本章小結(jié)34-35
• 第3章 正癸烷高溫?cái)U(kuò)散燃燒實(shí)驗(yàn)研究35-43
• 3.1 引言35
• 3.2 擴(kuò)散火焰的穩(wěn)定35-38
• 3.2.1 火焰不穩(wěn)定現(xiàn)象35-36
• 3.2.2 噴嘴的選擇和火焰的穩(wěn)定36-38
• 3.3 正癸烷非裂解區(qū)擴(kuò)散燃燒38-40
• 3.3.1 定義熱擴(kuò)散角38-39
• 3.3.2 油溫對(duì)擴(kuò)散燃燒的影響39-40
• 3.3.3 熱端流量對(duì)燃燒的影響40
• 3.4 正癸烷裂解區(qū)擴(kuò)散燃燒40-41
• 3.5 本章小結(jié)41-43
• 第4章 正癸烷裂解及氣相裂解產(chǎn)物燃燒實(shí)驗(yàn)43-53
• 4.1 引言43
• 4.2 氣相裂解產(chǎn)物燃燒實(shí)驗(yàn)臺(tái)43-44
• 4.3 正癸烷低壓裂解特性44-47
• 4.4 氣相裂解產(chǎn)物不同流量下的擴(kuò)散燃燒47-50
• 4.5 不同裂解溫度下氣相組分?jǐn)U散燃燒50-52
• 4.6 本章小結(jié)52-53
• 第5章 氣相裂解產(chǎn)物的燃燒數(shù)值模擬53-77
• 5.1 引言53
• 5.2 數(shù)值模擬平臺(tái)及方法53-59
• 5.2.1 計(jì)算平臺(tái)的選擇53-54
• 5.2.2 數(shù)值計(jì)算方法54-57
• 5.2.3 物理模型和邊界條件57-59
• 5.3 化學(xué)反應(yīng)機(jī)理及其簡(jiǎn)化方法59-63
• 5.3.1 化學(xué)反應(yīng)機(jī)理59
• 5.3.2 反應(yīng)機(jī)理的簡(jiǎn)化59-63
• 5.4 層流擴(kuò)散火焰數(shù)值模擬63-74
• 5.4.1 不同反應(yīng)機(jī)理的對(duì)比63-65
• 5.4.2 燃?xì)獬跏紲囟鹊淖兓?/span>65-70
• 5.4.3 烴類組分濃度的變化70-74
• 5.5 數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)結(jié)果的對(duì)比74-75
• 5.6 本章小結(jié)75-77
• 結(jié)論77-78
• 參考文獻(xiàn)78-83
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其他成果83-85
• 致謝85

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 李鵬飛;費(fèi)立群;金仁瀚;朱冬清;劉勇;;高密度烴層流火焰?zhèn)鞑ニ俣仍囼?yàn)研究[J];推進(jìn)技術(shù);2015年08期

2 齊飛;李玉陽;曾美容;張鳳;;燃燒反應(yīng)動(dòng)力學(xué)研究進(jìn)展與展望[J];中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)學(xué)報(bào);2013年11期

3 李國(guó)娜;李春迎;王渭娜;沈文;呂劍;王文亮;;吸熱型碳?xì)淙剂险锿闊崃呀鈾C(jī)理、熱沉及產(chǎn)物分布的理論研究[J];燃料化學(xué)學(xué)報(bào);2013年09期

4 常彥;王端陽;張錦萍;陳潞;黃思嘉;李娜;周屈蘭;;火焰圖像法計(jì)算氣體層流燃燒反應(yīng)動(dòng)力學(xué)參數(shù)[J];燃燒科學(xué)與技術(shù);2013年04期

5 肖紅雨;高峰;李寧;;再生冷卻技術(shù)在超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)中的應(yīng)用與發(fā)展[J];飛航導(dǎo)彈;2013年08期

6 周灝;毛佳;汪必耀;朱權(quán);王健禮;李象遠(yuǎn);;正癸烷與二甲苯在超臨界壓力下的熱裂解[J];物理化學(xué)學(xué)報(bào);2013年04期

7 劉濤;紀(jì)軍;齊飛;楊立中;徐明厚;黃佐華;堯命發(fā);姚強(qiáng);;我國(guó)燃燒領(lǐng)域的基礎(chǔ)研究進(jìn)展[J];中國(guó)科學(xué)基金;2012年06期

8 郭鵬飛;于加其;趙良玉;;臨近空間高超聲速飛行器發(fā)展現(xiàn)狀與關(guān)鍵技術(shù)[J];飛航導(dǎo)彈;2012年11期

9 王峰;鄭朝蕾;何祖威;張慶峰;王迎;李燕;;柴油替代燃料著火過程的動(dòng)力學(xué)特性[J];重慶大學(xué)學(xué)報(bào);2012年02期

10 宋在樂;范衛(wèi)東;;常溫高預(yù)混度甲烷火焰燃燒特性研究[J];鍋爐技術(shù);2012年01期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前4條

1 鞏春明;甯紅波;徐佳琪;李澤榮;李象遠(yuǎn);;正癸烷熱裂解和催化裂解的實(shí)驗(yàn)和模擬研究[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第29屆學(xué)術(shù)年會(huì)摘要集——第41分會(huì)：燃料與燃燒化學(xué)[C];2014年

2 蔣榕培;韓立軍;劉國(guó)柱;張香文;;正構(gòu)與異構(gòu)鏈烷烴的裂解吸熱性能[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第五屆全國(guó)化學(xué)推進(jìn)劑學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2011年

3 仲峰泉;范學(xué)軍;王晶;;超臨界壓力下航空煤油熱裂解特性研究[A];第一屆高超聲速科技學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2008年

4 盧小芬;;燃燒火焰溫度測(cè)量法的實(shí)驗(yàn)研究[A];2004全國(guó)測(cè)控、計(jì)量與儀器儀表學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（上冊(cè)）[C];2004年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

1 于維銘;航空煤油替代燃料火焰?zhèn)鞑ニ俣扰c反應(yīng)動(dòng)力學(xué)機(jī)理研究[D];清華大學(xué);2014年

2 王金華;天然氣-氫氣混合燃料直噴燃燒特性和預(yù)混層流火焰研究[D];西安交通大學(xué);2009年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

1 宋昱;火焰圖像處理與狀態(tài)識(shí)別[D];南京航空航天大學(xué);2012年

2 惠鑫;合成氣稀釋擴(kuò)散火焰的實(shí)驗(yàn)和數(shù)值研究[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院（工程熱物理研究所）;2007年

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本文編號(hào)：1107101