● 摘要
人类对生存环境和可持续发展的关注日益增加,对于民用航空发动机污染排放的要求也日益严格。发展低排放、低耗油率的分布式推进系统,是从环境、安全和技术发展的角度出发,符合整个国家战略发展的技术发展方向。要对分布式推进系统的污染排放水平进行全面综合的评估,就需要对使用多燃料的低污染燃烧室进行研究,为发展分布式推进系统的低排放技术和污染排放评估提供参考。构建化学反应器网络模型这一方法,有助于对污染物生成机理进行分析,从而预测燃烧室的排放特性。针对航空发动机低排放燃烧室新型加氢燃烧的设计需求,对航空煤油加氢混合燃烧的基础燃烧特性进行计算和分析。运用代用组分正十烷燃烧的详细化学反应机理计算了正十烷-氢气-空气预混火焰在不同压力、当量比条件下的点火延迟时间、熄火最小驻留时间、层流火焰速度、燃烧效率及污染排放情况。针对使用单一PSR反应器模拟燃烧室污染排放特性的局限性,分布式推进系统污染排放的影响需要更符合燃烧室实际的模拟计算来加以评估, 因此采用化学网络反应器模型方法对现有低排放燃烧室和未来先进低排放燃烧室的污染排放进行了评估。结果表明,现有的低排放燃烧室技术仍然不足以满足未来发展目标和指标要求,必须采用更先进的低排放燃烧室技术,其LTO循环NOx污染排放才能满足比现行CAEP/6标准低65%的技术指标,而加氢燃烧可进一步降低NOx排放,并且显著改善CO排放和燃烧效率。
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