激波管研究煤油/空气混合气的自着火特性

利用反射激波方法开展了煤油/空气混合气在温度为1445~1650 K, 压力为0.1 MPa, 当 量比为1.0 条件下的着火滞燃期研究. 采用拉瓦尔喷管雾化装置雾化煤油形成气溶胶, 入射激 波促使煤油气溶胶快速蒸发和扩散, 反射激波诱导煤油/空气混合气着火. 利用ICCD 冻结煤油 /空气混合气着火流场, 进行着火特性的可视化分析. 初始温度增加, 煤油/空气混合气着火变 强, 温度小于1515 K 时, 在整个观察范围内, 火焰呈现连续但不规律形态. 温度大于1560 K时, 火焰呈平面但不连续形态. 实验结果表明: 煤油/空气混合气的着火滞燃期随初始温度的增加而缩短, 在整个研究范围内, 煤油/空气混合气的总活化能未发生变化. 实验结果与文献数据吻合很好. 本文提出了新的三组分(10%甲苯/10%乙苯/80%正葵烷)煤油替代品, 并使用Honnet机理进行着火滞燃期的数值模拟, 在整个研究范围内, 计算值与实验值有较好的吻合性. 敏感性分析表明, 反应H+O2<=>OH+O 对着火滞燃期的敏感性系数最高, 随着温度增加, 敏感性系数随之增加. CH3 的消耗反应对整个链分支反应起促进作用, 正葵烷的脱氢反应对整个链反应起抑制作用. 基元反应速率(ROP)和瞬态放热率分析得出: H+O2<=>OH+O 和O+H2<=>OH+H 是OH 生成的主要基元反应, 同时也是着火过程中主要吸热反应, 链终止反应R3 是着火过程中主要的放热反应. 火焰结构分析表明CO 和H2O 出现在主燃之前, 并导致初始压力在显著着火之前略有升高.