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基于模拟宏观性能和微观结构的替代物的RP-3航空燃料详细动力学模型的开发和验证( Development and validation of a detailed kinetic model for RP-3 aviation fuel based on a surrogate formulated by emulating macroscopic properties and microscopic structure )
Y Mao L Yu Y Qian S Wang X Lu
本工作提出了我国应用最广泛的军民用航空燃油RP-3的动力学模型。在RP-3主要组分的典型尺寸范围内的四种碳氢化合物，即正十二烷、异十二烷（2,2,4,6,6-五甲基庚烷）、十氢萘和正丁基苯，被包括在组分调色板中，以提高替代物模拟与分子量有关的性质的能力。选择十六烷值、分子量、H/C比、临界灰化指数、低热值、-CH3和-CH2占总碳的比例等7个性能指标,对RP-3的化学和物理性能进行了综合模拟。采用遗传算法和局部搜索方法,合成了正十二烷27.44%,异十二烷28.81%,十氢萘26.12%,正丁基苯17.63%的代用品。在中低温度范围内,使用加热快速压缩机在压力为10、15、20 bar和当量比为0.5、1.0和2.0下测量了替代物的自燃延迟时间。结果表明，该方法不仅能模拟目标特性，而且能模拟关键的非目标特性。在此基础上建立了一个包含3065种物质和11,898个反应的动力学模型，以描述RP-3燃烧过程中的化学过程。仿真结果表明，该模型能较好地预测现有工作和文献中的基本燃烧数据集，说明了该模型的合理性和适用性。利用该动力学模型计算了RP-3燃烧过程中OH和HO2的生成速率和演化过程。分析表明，在第一阶段点火过程中也存在负温度系数行为。
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