一种改进环烷烃碳氢燃料及其低压燃烧促进方法技术

本发明专利技术提供一种改进环烷烃碳氢燃料及其低压燃烧促进方法，具体的是：以甲基环己烷为基体燃料，添加二乙基硅烷对甲基环己烷低压下的点火温度和点火延迟时间进行调控。本发明专利技术方法所得的改性环烷烃碳氢燃料具有物理形态稳定，无分层，高热值，燃料常温环境下与空气接触具有良好的安定性等优点，通过对环烷烃碳氢燃料燃烧基元反应的定向调控实现对环烷烃碳氢燃料的低压燃烧特性的调节，操作简单，实用性强。该发明专利技术解决了碳氢燃料低压调控困难的问题，为环烷烃碳氢燃料的低压特性调控提供了解决方案，对于解决先进航空发动机低压恶劣工况条件的可靠点火提供了技术储备。条件的可靠点火提供了技术储备。条件的可靠点火提供了技术储备。

【技术实现步骤摘要】
一种改进环烷烃碳氢燃料及其低压燃烧促进方法


[0001]本专利技术涉及航空发动机燃料燃烧领域的技术，尤其是涉及一种改进环烷烃碳氢燃料及其低压燃烧促进方法。

技术介绍

[0002]在先进航空发动机研制的过程中，与地面环境相比，燃烧流场上的巨大差异让碳氢燃料在高空环境下的可靠再起动变得十分困难。飞机的高空再点火可靠性是航空发动机先进性的重要指标之一，但在飞机巡航高度处的低压环境下，航空煤油燃烧性能急剧恶化，甚至无法实现可靠点火。针对高空点火困难问题，前人已经从发动机结构角度提出了一些解决办法，例如设计不同驻涡结构以实现更好的燃料/空气混合效果，但都不可避免地带来一些推力性能损失的问题。
[0003]在我国，RP
‑
3是使用最广泛的航空燃料，代表性的成分包括52％的直连烷烃和40％的环烷烃。对环烷烃，通过敏感性分析获得燃料在不同压力下对反应参数最敏感的十个反应，人们发现不同压力下敏感性系数最高的十个反应的反应类型和反应速率呈现出压力越高，脱氢反应越容易实现，反应速率越快的趋势，总体来说甲基环己烷在高压下具有更强的反应性。如何在低压环境下实现甲基环己烷等基体碳氢燃料的低压燃烧性能提升是一个亟待解决的技术难题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于：针对现有技术存在的问题，提供一种改进环烷烃碳氢燃料及其低压燃烧促进方法，解决了碳氢燃料低压调控困难的问题，为环烷烃碳氢燃料的低压特性调控提供了解决方案，对于解决先进航空发动机低压恶劣工况条件的可靠点火提供了技术储备。
[0005]本专利技术的专利技术目的通过以下技术方案来实现：
[0006]一种改进环烷烃碳氢燃料，包括基体碳氢燃料和活化添加剂。
[0007]作为进一步的技术方案，所述的基体碳氢燃料为甲基环己烷。
[0008]作为进一步的技术方案，所述的活化添加剂是二乙基硅烷。
[0009]以甲基环己烷为基体碳氢燃料，以二乙基硅烷为活低压改性加剂，将基体碳氢燃料和添加剂均匀混合，即能有效的降低环烷烃碳氢燃料点火温度和点火延迟时间并提升其低压燃烧稳定性。所述的改性环烷烃碳氢燃料为甲基环己烷和二乙基硅烷的混合燃料。
[0010]作为进一步的技术方案，所述的基体碳氢燃料的体积分数为80％
‑
95％，所述的活化添加剂的体积分数为5
‑
20％。
[0011]作为进一步的技术方案，所述的基体碳氢燃料的体积分数为80％，所述的活化添加剂的体积分数为20％。
[0012]作为进一步的技术方案，所述的基体碳氢燃料的体积分数为85％，所述的活化添加剂的体积分数为15％。
[0013]作为进一步的技术方案，所述的基体碳氢燃料的体积分数为90％，所述的活化添加剂的体积分数为10％。
[0014]作为进一步的技术方案，所述的基体碳氢燃料的体积分数为95％，所述的活化添加剂的体积分数为5％。
[0015]一种改进环烷烃碳氢燃料的低压燃烧促进方法，该方法包括：
[0016](1)向通入氮气保护的燃料罐中加入基体碳氢燃料；
[0017](2)向上述添加了基体碳氢燃料的燃料罐中加活化添加剂；
[0018](3)通过磁力搅拌方式使燃料罐中的液体均匀混合。
[0019]按照相应的混合比例，分别取基体燃料和添加剂，在惰性气体保护下混合均匀，即可得到具有低压稳定燃烧特征的改性液态环烷烃碳氢燃料。
[0020]作为进一步的技术方案，该方法包括：
[0021](1)向通入氮气保护的燃料罐中加入甲基环己烷燃料，体积百分含量为80％
‑
95％；
[0022](2)向上述添加了甲基环己烷燃料的燃料罐中加二乙基硅烷，体积百分含量为5
‑
20％；
[0023](3)通过磁力搅拌方式使燃料罐中的液体均匀混合。
[0024]与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：
[0025]1、本方法所得的改性环烷烃碳氢燃料具有物理形态稳定，无分层，高热值，燃料常温环境下与空气接触具有良好的安定性等优点，通过对环烷烃碳氢燃料燃烧基元反应的定向调控实现对环烷烃碳氢燃料的低压燃烧特性的调节，操作简单，实用性强。
[0026]2、本专利技术提出通过加入低压燃烧改性添加剂来改性环烷烃碳氢燃料，促进其在低压条件下可靠点火和稳定燃烧。所选添加剂可溶解在液态多组分碳氢燃料中，并能够有效地调节环烷烃碳氢燃料的低压点火温度和点火延迟时间。制备的改性燃料具有形态稳定，无分层，常温环境下与空气接触安定性良好等优点，制备工艺具有操作简单，实用性强等特点。
附图说明
[0027]图1是甲基环己烷和含20％二乙基硅烷复合燃料的低压可燃极限；
×
代表点火失败，
○
代表点火成功。
[0028]图2是甲基环己烷和含20％二乙基硅烷复合燃料的点火延迟时间。
具体实施方式
[0029]下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明。
[0030]实施例1
[0031]本专利技术提供一种改进环烷烃碳氢燃料及其低压燃烧促进方法，该方法通过将低压下的低速脱烷基反应调节为快速脱氢反应，来实现甲基环己烷的低压燃烧性能提升。性。所述的改性环烷烃碳氢燃料为甲基环己烷和二乙基硅烷的混合燃料。具体的是：以甲基环己烷为基体燃料，添加二乙基硅烷对甲基环己烷低压下的点火温度和点火延迟时间进行调控。甲基环己烷低压点火特性调控机理在于：通过燃料设计增加低压工况下HO2自由基的浓
度，促进甲基环己烷的脱氢反应，与现有的低压决速反应脱烷基反应竞争，从而提升甲基环己烷的低压反应性。
[0032]本实施例按如下比例配置复合燃料：
[0033]步骤一、向通入氮气保护的燃料罐中加入甲基环己烷燃料，体积百分含量为95％；
[0034]步骤二、向上述添加了甲基环己烷燃料的燃料罐中加二乙基硅烷，体积百分含量为5％；
[0035]步骤三、通过磁力搅拌方式使燃料罐中的液体均匀混合。
[0036]本实施例采用低压恒温平台实验装置测量乙甲基环己烷和含5％二乙基硅烷的改性环烷烃燃料在低压恒温平台实验装置上的点火特性来说明含有添加剂对甲基环己烷起到低压点火特性调控的效果。
[0037]实施例2
[0038]本专利技术提供一种改进环烷烃碳氢燃料及其低压燃烧促进方法，所述的改性环烷烃碳氢燃料为甲基环己烷和二乙基硅烷的混合燃料。
[0039]本实施例按如下比例配置复合燃料：
[0040]步骤一、向通入氮气保护的燃料罐中加入甲基环己烷燃料，体积百分含量为90％；
[0041]步骤二、向上述添加了甲基环己烷燃料的燃料罐中加二乙基硅烷，体积百分含量为10％；
[0042]步骤三、通过磁力搅拌方式使燃料罐中的液体均匀混合。
[0043]本实施例采用低压恒温平台实验装置测量乙甲基环己烷和含10％二乙基硅烷的改性环烷烃燃料在低压恒温平台实验装置上本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种改进环烷烃碳氢燃料，其特征在于，包括基体碳氢燃料和活化添加剂。2.根据权利要求1所述的一种改进环烷烃碳氢燃料，其特征在于，所述的基体碳氢燃料为甲基环己烷。3.根据权利要求1所述的一种改进环烷烃碳氢燃料，其特征在于，所述的活化添加剂是二乙基硅烷。4.根据权利要求1所述的一种改进环烷烃碳氢燃料，其特征在于，所述的基体碳氢燃料的体积分数为80％
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95％，所述的活化添加剂的体积分数为5
‑
20％。5.根据权利要求4所述的一种改进环烷烃碳氢燃料，其特征在于，所述的基体碳氢燃料的体积分数为80％，所述的活化添加剂的体积分数为20％。6.根据权利要求4所述的一种改进环烷烃碳氢燃料，其特征在于，所述的基体碳氢燃料的体积分数为85％，所述的活化添加剂的体积分数为15％。7.根据权利要求4所述的一种改进环烷烃碳氢燃料，其特征在于，所述的基...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄小彬，盛浩强，刘洪，张斌，
申请(专利权)人：上海交通大学四川研究院，
类型：发明
国别省市：