RP⁃3航空煤油与其模型燃料雾化特性的对比试验

刘靖; 胡二江; 黄佐华; 曾文

doi:10.13224/j.cnki.jasp.20210168

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RP⁃3航空煤油与其模型燃料雾化特性的对比试验

燃烧、传热、传质 | 更新时间：2025-04-07

- RP⁃3航空煤油与其模型燃料雾化特性的对比试验
- Comparative experiment of atomization characteristics of RP⁃3 kerosene and surrogate fuel
- 航空动力学报 2022年37卷第4期页码：765-773
- 作者机构：
  
  1.西安交通大学能源与动力工程学院动力工程多相流国家重点实验室，西安 710049
  2.沈阳航空航天大学航空发动机学院;辽宁省航空推进系统先进测试技术重点实验室，沈阳 110136
- 作者简介：
  
  刘靖（1995-），女，博士生，主要从事碳氢燃料基础燃烧特性研究
  胡二江（1983-），男，教授，博士，主要从事航空发动机点火和燃烧调控研究。E⁃mail：hujjiang@mail.xjtu.edu.cn
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金(52176131)
- DOI：10.13224/j.cnki.jasp.20210168
  中图分类号：
- 稿件说明：
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刘靖, 胡二江, 黄佐华, 等. RP⁃3航空煤油与其模型燃料雾化特性的对比试验[J]. 航空动力学报, 2022,37(4):765-773.

Jing LIU, Erjiang HU, Zuohua HUANG, et al. Comparative experiment of atomization characteristics of RP⁃3 kerosene and surrogate fuel[J]. Journal of Aerospace Power, 2022, 37(4): 765-773.
刘靖, 胡二江, 黄佐华, 等. RP⁃3航空煤油与其模型燃料雾化特性的对比试验[J]. 航空动力学报, 2022,37(4):765-773. DOI： 10.13224/j.cnki.jasp.20210168.

Jing LIU, Erjiang HU, Zuohua HUANG, et al. Comparative experiment of atomization characteristics of RP⁃3 kerosene and surrogate fuel[J]. Journal of Aerospace Power, 2022, 37(4): 765-773. DOI： 10.13224/j.cnki.jasp.20210168.

摘要

为了获得RP⁃3航空煤油与其模型燃料的雾化特性，在燃油喷嘴雾化激光测试平台上对相对喷射压力分别为200、400、600、800 kPa时，RP⁃3航空煤油及由14%正癸烷/10%正十二烷/30%异十六烷/36%甲基环己烷/10%甲苯（摩尔分数）组成的模型燃料的雾化特性（雾化锥角、雾化粒度、油滴速度）进行了试验测试，并完成了两者的对比分析。结果表明：随着相对喷射压力的升高，RP⁃3航空煤油与其模型燃料的雾化锥角与油滴速度逐渐增大，索太尔平均直径（SMD）逐渐减小；随着离喷嘴出口轴向距离的增加，RP⁃3航空煤油与其模型燃料的SMD值与油滴速度逐渐减小；在各相对喷射压力下，模型燃料的雾化锥角与油滴速度要略高于RP⁃3航空煤油，SMD值则要略低；但是，两者之间差异较小，说明该模型燃料的雾化特性与RP⁃3航空煤油有较高的相似性。

Abstract

In order to obtain the atomization characteristics of RP⁃3 kerosene and its surrogate fuel，the atomization characteristics （including the atomization cone angle，atomized particle size，droplet velocity） of RP⁃3 kerosene and its surrogate fuel （14%

⁃decane/10%

⁃dodecane/30% iso⁃cetane/36% methylcyclohexane/10% toluene，mole fraction） were experimentally tested and compared in the laser test platform of fuel nozzle atomization at the conditions of relative injection pressures of 200，400，600，800 kPa.The results showed that with the increase of relative injection pressure，the atomization cone angle and droplet velocity of RP⁃3 kerosene and its surrogate fuel increased gradually，but the value of Sauter mean diameter （SMD） decreased.Meanwhile，with the increase of the axial distance from the nozzle outlet，the SMD value and droplet velocity of RP⁃3 kerosene and its surrogate fuel decreased gradually.Under different relative injection pressures，the atomization cone angle and droplet velocity of the surrogate fuel were slightly higher than those of RP⁃3 kerosene，and the SMD value was slightly lower.However，the small difference indicated that the atomization characteristics of the surrogate fuel had a high similarity with RP⁃3 kerosene.

关键词

Keywords

references

MASIOL M , HARRISON R M . Aircraft engine exhaust emissions and other airport⁃related contributions to ambient air pollution:a review [J]. Atmospheric Environment , 2014 , 95 : 409 ⁃ 455 .

MENSCH A , SANTORO R J , LITZINGER T A , et al . Sooting characteristics of surrogates for jet fuels [J]. Combustion and Flame , 2010 , 157 （ 6 ）: 1097 ⁃ 1105 .

KIM D , MARTZ J , VIOLI A . A surrogate for emulating the physical and chemical properties of conventional jet fuel [J]. Combustion and Flame , 2014 , 161 （ 6 ）: 1489 ⁃ 1498 .

MUNZAR J D , AKIH⁃KUMGEH B , DENMAN B M , et al . An experimental and reduced modeling study of the laminar flame speed of jet fuel surrogate components [J]. Fuel , 2013 , 113 : 586 ⁃ 597 .

ABIANEH O S , CHEN C P , MAHALINGAM S . Numerical modeling of multi⁃component fuel spray evaporation process [J]. International Journal of Heat and Mass Transfer , 2014 , 69 : 44 ⁃ 53 .

NARAYANASWAMY K , PITSCH H , PEPIOT P . A component library frame work for deriving kinetic mechanisms for multi⁃component fuel surrogates:application for jet fuel surrogates [J]. Combustion and Flame , 2016 , 165 : 288 ⁃ 309 .

ALEKSEEV V A , SOLOVIOVA⁃SOKOLOVA J V , MATVEEV S S , et al . Laminar burning velocities of n ⁃decane and binary kerosene surrogate mixture [J]. Fuel , 2017 , 187 : 429 ⁃ 434 .

张英佳，黄佐华，王金华，等 . 激波管研究煤油/空气混合气的自着火特性 [J]. 科学通报， 2011 ， 56 （ 1 ）： 85 ⁃ 93 .

ZHANG Yingjia , HUANG Zuohua , WANG Jinhua , et al . Shock tube study on auto⁃ignition characteristics of kerosene/air mixtures [J]. Chinese Science Bull , 2011 , 56 （ 1 ）: 85 ⁃ 93 . （in Chinese）

ZHANG C H , LI B , RAO F , et al . A shock tube study of the autoignition characteristics of RP⁃3 jet fuel [J]. Proceedings of the Combustion Institute , 2015 , 35 （ 3 ）: 3151 ⁃ 3158 .

唐洪昌，张昌华，李萍，等 . 煤油自点火特性的实验研究 [J]. 物理化学学报， 2012 ， 28 （ 4 ）： 787 ⁃ 791 .

TANG Hongchang , ZHANG Changhua , LI Ping , et al . Experimental study of auto⁃ignition characteristics of kerosene [J]. Acta Physico⁃Chimica Sinica , 2012 , 28 （ 4 ）: 787 ⁃ 791 . （in Chinese）

MAO Y B , YU L , WU Z Y , et al . Experimental and kinetic modeling study of ignition characteristics of RP⁃3 kerosene over low⁃to⁃high temperature ranges in a heated rapid compression machine and a heated shocktube [J]. Combustion and Flame , 2019 , 203 : 157 ⁃ 169 .

CHEN B H , LIU J Z , YAO F , et al . Ignition delay characteristics of RP⁃3 under ultra⁃low pressure （0.01-0.1 MPa） [J]. Combustion and Flame , 2019 , 210 : 126 ⁃ 133 .

HUMER S , FRASSOLDATI A , GRANATA S , et al . Experimental and kinetic modeling study of combustion of JP⁃8,its surrogates and reference components in laminar non⁃premixed flows [J]. Proceedings of the Combustion Institute , 2007 , 31 （ 1 ）: 393 ⁃ 400 .

霍伟业，林宇震，张弛，等 . 正癸烷作为航空煤油雾化过程代理燃料的研究 [J]. 航空动力学报， 2016 ， 31 （ 1 ）： 188 ⁃ 195 .

HUO Weiye , LIN Yuzhen , ZHANG Chi , et al . Research on n⁃decane as surrogate fuel of aviation kerosene in atomization process [J]. Journal of Aerospace Power , 2016 , 31 （ 1 ）: 188 ⁃ 195 . （in Chinese）

任海涛，甘志文 . 掺混长直链烷烃对航空煤油雾化性能影响 [J]. 航空动力学报， 2019 ， 34 （ 2 ）： 357 ⁃ 367 .

REN Haitao , GAN Zhiwen . Atomization performance effects of aviation kerosene mixed with long straight⁃chain alkanes [J]. Journal of Aerospace Power , 2019 , 34 （ 2 ）: 357 ⁃ 367 . （in Chinese）

刘爱虢，王栋，于浩洋，等 . 燃油温度对离心式喷嘴雾化性能影响 [J]. 航空动力学报， 2020 ， 35 （ 9 ）： 1793 ⁃ 1800 .

LIU Aiguo , WANG Dong , YU Haoyang , et al . Effect of fuel temperature on atomization characteristics of centrifugal nozzle [J]. Journal of Aerospace Power , 2020 , 35 （ 9 ）: 1793 ⁃ 1800 . （in Chinese）

王家俊，桂韬，邱伟，等 . 燃油温度对离心喷嘴雾化特性影响的试验 [J]. 航空动力学报， 2020 ， 35 （ 8 ）： 1643 ⁃ 1654 .

WANG Jiajun , GUI Tao , QIU Wei , et al . Experiment on the influence of fuel temperature on the atomization characteristics of centrifugal nozzles [J]. Journal of Aerospace Power , 2020 , 35 （ 8 ）: 1643 ⁃ 1654 . （in Chinese）

LIU J , HU E J , ZENG W , et al . A new surrogate fuel for emulating the physical and chemical properties of RP⁃3 kerosene [J]. Fuel , 2020 , 259 : 116210.1 ⁃ 116210.9 .

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