纯氢/混氢碳氢燃料喷嘴技术综述

在民用飞机日益普及的时代,大气中飞机尾气排放对环境的污染问题日益凸显,发动机碳排放需要进一步降低,而氢能的使用为实现零碳排放提供了可能。介绍了氢气与不同碳氢燃料特性,阐述了氢作为航空发动机和燃气轮机燃料的优势,以及纯氢/混氢燃料在主燃烧室设计中带来的诸多挑战。基于氢气及航空煤油等碳氢燃料的基础特性,以纯氢气及以混氢燃料喷嘴技术为研究对象,总结和讨论了氢燃料在航空发动机、燃气轮机中的应用及喷嘴设计技术。同时,考虑氢燃料的加入对燃烧稳定、排放和火焰传播速度的影响,阐述了氢燃料喷嘴发展的关键技术,包括氢燃烧组织及喷嘴设计、低NOX排放氢燃烧、氢燃烧防回火和氢燃烧不稳定抑制等技术,为氢燃料航空发动机燃烧室喷嘴设计提供了新思路。

空-油换热器对变循环航空发动机总体性能的影响研究

为解决变循环涡扇发动机涡轮前温度和涡轮冷却气体温度升高使得涡轮冷却效果降低的问题,以航空燃料作为冷源降低涡轮冷却气体温度,将空-油换热器应用在变循环发动机中,建立了变循环发动机的性能仿真模型。同时引入空油换热的冷却性能计算模型,评估采用超临界航空煤油作为冷却介质后,考虑航空煤油超临界喷射、燃烧、涡轮冷却、冷却空气流量、耗油率等参数及相关性能的影响,构建了以超临界航空煤油为纽带的燃烧/冷却热耦合的能量交互分析方法。利用所建立的变循环发动机仿真模型,开展了起飞、快速爬升、超声速巡航、超声速加力和最大推力5种典型飞行状态的总体性能计算,通过比对是否使用空-油换热器对涡轮静叶冷却的计算结果,分析了各个状态下空油换热对变循环发动机总体性能的影响。结果表明:在起飞状态时,采用空-油换热器可以较明显提升发动机总体性能,降低单位燃油消耗率1.86%和提升推力0.95%。因此,通过空-油换热器对变循环航空发动机涡轮冷却气体进行冷却可以有效提高发动机不同状态的性能水平。

基于改进Shapley值分配的电采暖负荷群交易机制

在“双碳”目标导向下,我国新能源总装机容量逐年攀升,新能源消纳问题凸显。随着电力市场改革日益推进,电采暖等中小负荷可以通过聚合参与电力市场交易,推动源荷互动,促进新能源消纳。文章在日前市场,以风电场作为发电商,以电采暖负荷聚集商作为需求侧,根据热惯性时间长短分别提供分段报量报价曲线,采用排序法在交易中心对电量电价进行双边交易,并利用改进Shapley值法综合考虑用户经济性和舒适性,根据个人满意度对成交电量在需求侧进行合理分配。最后,通过算例验证了文章所提方法的有效性。结果表明,所提方法能够协调源荷效益,实现社会福利最大化;同时兼顾用户舒适性与经济性,提高社会整体满意度。

航空煤油替代燃料模型热物性

研究基于国产航空煤油RP-3液相组分数据,提出了单组分、简化3组分和详细13组分3种替代燃料模型,并对采用3组分替代模型计算得到的燃料密度、黏度、导热率、比热容4个热物性参数进行了在不同温度（300~1 000K）和压力（1~15MPa）状态下的分析.结果表明,燃料的物性在超临界压力下,随着温度升高,密度减小,黏性降低,热导率则先降后增,而比热容逐渐增大,同时,在拟临界温度附近,燃料热物性均发生变化剧烈,比热容在不同压力下对应不同峰值点,在3MPa下最大;压力的变化会使得拟临界温度发生改变,给密度的变化程度、比热容的峰值分布和热导率的大小带来一定的影响.采用3组分替代模型预测燃料热沉,经实验验证,其物理热沉吻合较好.

不同组分对航空煤油物性替代模型的影响

该文旨在建立航空煤油RP-3的热物性替代模型,为换热计算与实验奠定基础。首先,通过对比已有研究中的8种航空煤油替代模型,分析各模型对比热的计算结果的影响,选择了具有代表性的直链烷烃、环烷烃和苯类物质3类组分进行分析。其次,研究各类组分对热物性参数的影响,结果表明组分的影响主要表现在拟临界点温度处对应物性值的预测上。最后,基于理论分析比较提出了4组分物性替代模型,经实验验证,在不同压力下的比热容、密度、黏度3个物性计算结果与实验值符合良好。