基于燃料组分性质的生物质航空替代燃料燃烧模型的建立

Most of the researchers who work on aviation alternative fuels have paid their attentions to the combustion characteristics of specific alternative fuels. One of the shortcoming of this method is that they have to do all the experiments and analysis for every kind of fuels, since components of each kind of biomass aviation alternative fuel are different with that of the other fuels due to the diverse raw materials. By numerical models and experiments, this project will start with the study of combustion characteristics for the mixtures of each typical components blending with traditional aviation kerosene. After that, a database of the combustion characteristics of the components of the aviation alternative fuels will be founded. Then the combustion characteristics of the mixture of specific alternative fuel blends with traditional kerosene can be reached by analyzing the components of the fuel with less experiments. This project will lay a research foundation for applying the biomass aviation alternative fuels to the existing aero engine.

目前世界上绝大多数研究航空替代燃料性能的科学家都把目光集中于特定种类的替代燃料在发动机整机试验中的燃烧性能，这种做法的缺点是由于原料的不同导致各种航空替代燃料的具体组分含量千差万别进而燃烧性能也各有差异，从而需要针对每种替代燃料展开重复的研究。本课题意图从替代燃料组分入手，通过数值模拟和试验验证，研究各单一组分与传统航空煤油混合后的化学反应动力学模型及燃烧性质，尝试建立一个由组分影响为基础的燃烧性能数据库，进而能够做到针对特定的航空替代燃料，可以通过分析其组分构成进而分析其与传统航空煤油混合后的基础燃烧性能，从而为更好的将生物质航空替代燃料应用于已有的航空发动机打下研究基础。

本课题从生物质航空替代燃料组分入手，通过数值模拟和试验验证，研究各单一组分与传统航空煤油混合后的化学反应动力学模型及燃烧性质，建立了一个由组分影响为基础的燃烧性能数据库，具体内容包括：1、生物质航空替代燃料单组份与普通航空煤油混合的喷雾特性试验研究；2、燃烧室内替代燃料单组分关联的燃烧模型建模与求解；3、基于单组分燃烧模型的生物质航空替代燃料燃烧模型的建立与验证。本文提出的实验方法、数值模型能为进一步研究生物质航空替代燃料打下初步的理论与实验基础；获取的生物质航空替代燃料特征组分对航空煤油燃烧的各种影响数据能为进一步的碳减排、低污染等提供一定的参考意义；本文所提出的碳烟采样、烟气分析等技术手段也能为进一步将生物质航空替代燃料实际应用于航空发动机奠定一定的技术基础。