燃烧室长度对液态燃料旋转爆轰发动机性能影响实验研究

为了研究燃烧室长度对液态燃料旋转爆轰发动机性能的影响,在环形阵列式连续旋转爆轰发动机上,以汽油/富氧空气为工质,详细分析了不同燃烧室长度下爆轰波传播模态、平均压力峰值和传播速度的变化特征。测量了发动机模型在不同燃烧室长度下的一维推力,分析了推力和燃料比冲的变化趋势。实验结果表明:出口背压为大气压时,空气流量为762.9g/s,氧气流量为182.4g/s,汽油流量为84.3g/s,当量比为0.82,燃烧室长度L=235mm工况下爆轰波为稳态双波对撞模态,平均压力峰值和传播速度分别为0.9MPa和1068m/s,爆轰波传播频率为2.223kHz。当L<235mm时爆轰波为非稳态双波对撞模态,平均压力峰值变化较小,传播速度随着燃烧室长度变短而降低。仅在L=135mm工况下,爆轰波传播速度略高于L=155mm工况点,推力和燃料比冲分别为579.5N和701.5s。当155mm≤L<235mm时推力和燃料比冲随燃烧室长度增加而缓慢增大,L=235mm时推力和燃料比冲分别为607.3N和735.1s,L>235mm时推力和燃料比冲变化趋于平缓。

液态燃料爆炸极限及其惰化抑制实验研究

采用自行设计的一套可燃液体爆炸极限试验装置,对RP-5油料、RP-3油料及工业酒精的爆炸极限及1301、二氧化碳、氮气等惰化介质对这三种燃料惰性化抑制作用特性进行了实验研究。结果表明,RP-5油料、RP-3油料及工业酒精的爆炸极限浓度分别为1.53%～7.73%、0.82%～7.17%及3.38%～18.25%;1301对RP-5油料、RP-3油料及工业酒精的最小惰化抑制浓度分别为6.75%、6.8%及5.56%;二氧化碳和氮气对RP-3油料的最小惰化抑制浓度分别为45%和49%。根据实验结果分析,得出1301对油料爆炸惰化抑制效果明显优于二氧化碳与氮气。

高威力FAE液态燃料的优化选择

应用系统工程理论建立了高威力 FAE的燃料优化分析评价方法 ,对 FAE液态燃料进行了优化排序和筛选 ,得到了综合效能较优的

液态燃料喷注压力对旋转爆轰波影响的实验研究

为了深入研究液态燃料旋转爆轰波传播特性,以汽油为燃料,富氧空气为氧化剂,开展了液态燃料喷注压力对旋转爆轰波传播特性影响的实验研究。使用马尔文粒度仪对不同喷注压力下的雾化流场进行测量,结果表明:在喷嘴出口各平面上的液滴粒径均满足正态分布;且随着喷注压力的增大,液滴雾化细度不断改善,在距离喷嘴出口60mm处二次雾化基本完成。在汽油质量流率为96g/s,当量比为1.3工况下,旋转爆轰波以单波模态传播,传播频率为2494Hz,平均传播速度为1198m/s。液态燃料的喷注压力对旋转爆轰波的传播特性具有较大的影响,当喷注压力为0.6MPa时,由于液滴的雾化粒径较大,无法形成旋转爆轰波。随着喷注压力的增大,液滴雾化细度得到改善,旋转爆轰波可以成功起爆并稳定自持传播,传播速度和平均压力均逐渐增大,传播稳定性也得到改善。

中心锥对液态燃料旋转爆轰发动机工作过程与性能的影响

为分析中心锥对液态燃料旋转爆轰发动机(RDE)工作特性的影响,在环形阵列式RDE上,以汽油/富氧空气为工质,开展了液态燃料RDE实验研究。测量发动机在不同中心锥位置l/L(l为燃烧室内壁面等直段末端与燃烧室外壁面末端的距离,L为燃烧室外壁面长度)和中心锥锥角θ时的一维推力,分析了推力和燃料比冲的变化趋势。实验结果表明:改变l/L和θ未对旋转爆轰波传播模态产生影响,各工况下旋转爆轰波均为双波对撞模态;受预爆轰管切向喷注孔的影响,双波对撞点无法稳定于预爆轰管出口附近;爆轰波传播速度和频率随中心锥位置的前移呈下降趋势,当l/L=0%、θ=20°时,推力和燃料比冲分别为951.6 N和1151.8 s,为所有实验工况中最大值;随着l/L或θ增大,爆轰产物轴向膨胀距离变短,中心锥头部突扩位置处膨胀波影响增强,外流场中心锥型面约束作用减弱且高温燃气径向膨胀增强,发动机出口高温燃气轴向分速度逐渐减小,发动机推力和燃料比冲逐渐减小;当l/L>25.5%或θ>40°时,受熄爆再起爆和膨胀波增强影响,发动机推力和燃料比冲下降速率增大。

新型液态燃料水焦浆与循环流化床锅炉工业应用若干问题的探讨

中煤国际工程集团北京华宇工程有限公司与南京大学表面和界面化学工程技术研究中心合作,使用共同开发的专有技术,2003年成功地将石化工业的副产品———石油焦制成了类似油和水煤浆品质的新型液态燃料,为石油焦的合理应用,开辟了一条新路。

燃烧室宽度对液态燃料旋转爆轰发动机影响实验研究

为了研究燃烧室宽度对液态燃料旋转爆轰发动机工作特性的影响,搭建了气液两相旋转爆轰实验系统,以汽油/富氧空气为工质,氢气/氧气预爆轰管作为点火装置,在不同燃烧室宽度下开展了一系列实验研究,分析了爆轰波的起爆过程,以及燃烧室宽度对爆轰波传播特性与发动机推力性能的影响。实验结果表明:点火后,燃烧室内需要经过一个爆燃转爆轰过程才能形成自持传播的爆轰波;爆轰波在不同燃烧室宽度下均以双波对撞模态传播,对应的波速分布在850~1025m/s内,随着当量比增加,波速整体呈增加趋势;当燃烧室宽度减小,波速整体有所降低;不同燃烧室宽度下推力性能存在显著差异,其中燃烧室宽度在16.5mm下,发动机的推力和燃料比冲要明显低于11.5mm和9mm的;随着燃烧室宽度减小,内外壁面边界层在流场中的作用更为突出,降低了发动机推力的稳定性。

地下液态燃料油库的火灾预防

分析了地下液态燃料油库的火灾危险性,提出预防地下燃料油库发生火灾或爆炸的对策。

10 MW级液态燃料熔盐堆堆芯流量分配优化设计研究

液态燃料熔盐堆的堆芯流量分配设计是其热工水力设计中的重要一环,目的是实现堆芯流量分布与功率分布的匹配,消除堆芯内的热点,而堆芯的水力结构设计对堆芯流量分配起着决定性作用。本研究建立了液态燃料熔盐堆的1/12堆芯模型,使用ANSYS FLUENT16.0软件进行了三维流场数值模拟,通过调节上腔室高度、下降环腔宽度、下腔室结构和流量分配装置进行优化,最终实现堆芯流量分布与功率分布的匹配。结果表明:增加上腔室高度可以平衡内外通道的流量分布差异,改善流量分布均匀性;增加下降环腔宽度可以减缓环腔出口处的下腔室涡流,同时展平流量分布,使流量与功率更好的匹配;增设导流围筒的圆柱型下腔室结构可以更好的抑制下腔室涡流,同时使流量分布更趋于平缓。基于上述分析,最终确定了最优的半椭球型上腔室高度、下降环腔宽度、下腔室几何结构与尺寸等参数,并设置倾斜非均匀孔径分布的导流围筒。以上结果对液态燃料熔盐堆的工程优化设计具有参考价值。

液态燃料旋转爆轰技术研究进展

旋转爆轰作为一种新型增压燃烧技术,具有释热速度快、熵增小、可控性强等特点,可大幅改善发动机的推力性能和循环效率,在世界范围内得到了广泛关注和高度重视。针对旋转爆轰发动机设计与应用中面临的诸多瓶颈问题,综述了液态燃料旋转爆轰技术的最新研究进展,分别从试验与数值模拟角度梳理了液态燃料的爆燃转爆轰技术,介绍了气液两相旋转爆轰波的传播特性、敏感影响因素及其调控方法,在此基础上,从起爆、爆轰多物理场组织以及先进测试等3方面展望了未来亟需解决的关键问题和发展方向。在未来一段时间内,实现旋转爆轰波的有效形成、自持稳定传播以及多目标综合性能调控依然是旋转爆轰技术应用于液态燃料发动机面临的重大问题。

液态燃料跨/超临界喷射研究进展

对国内外近年关于液态燃料跨/超临界喷射的实验及数值模拟研究进行综述和分析。分析表明:超临界作为一种不可规避的工况,其喷射具有完全不同于亚临界喷射的特性,气液界面消失,液滴和液丝等结构由高密度流体团代替,成为一个由湍流支配的无相变的扩散过程。现有研究多是对跨/超临界喷射现象的观测与描述,对该现象产生的机理及其对燃烧的影响尚不明确。采用传统喷雾模型进行超临界喷射仿真,得到的结果与实验现象有很大误差;采用真实流体状态方程所进行的仿真可大幅减小这个误差,但结果仍不理想。指出:跨/超临界喷射对燃烧稳定性的影响是航空航天领域的研究方向,而内燃机领域则更关注跨/超临界喷射对短暂雾化过程以及燃烧效率的影响。

细菌可将CO2转化为液态燃料

美国加州大学洛杉矶分校拉夫一帕森基金会（Ralph M．Parsons Foundation）化学工程部门主席JamesLiao和他的研究小组2012年3月30日发表在《科学》期刊上的一篇论文报道了一种储存电能的方法：

中国科学技术大学开发生物质制液态燃料新方法

中国科学技术大学提出了一种生物质转化的新方法，使液态燃料产率达传统方法的两倍。该课题组基于前期生物质糖类化合物催化转化为液态燃料的系列工作，提出了利用甲醛聚糖反应衔接生物质气化和糖类水相重整过程的新方法。该方法所产生的液态燃料数量是生物质气化-费托途径的2倍，能量保有率是其1．2倍，同时实现了生物质的全组分利用，避免了传统水解方法中高能耗和高污染的生物质预处理过程。

科学家研制新型催化剂让二氧化碳变成低成本液态燃料

太阳是地球上主要的能量来源,更好地利用丰富的阳光是所有新能源专家试图摘取的＂圣杯＂。科学家很早就知道如何将水和二氧化碳转变为氢气和一氧化碳。但是如何高效、批量、而且低廉地转换一直困扰着科学家。其中的一个“拦路虎”，是转换过程需要昂贵且稀有的铂或铱等元素来作催化剂，以促使反应发生。

利用废弃木材制成液态燃料

近年来,日本通商产业省的新能源的技术开发计划已正式展开了对生物能的利用。这项研究内容是:以廉价的方法将木材、树皮等尚未充分利用的资源加工成重油状液体燃料。 汽油、煤抽、重油等油类是由碳与氢组合而成的,木材的组成除了碳和氢以外,还有占其重量大约近50％的氧。若能采取一些有效的方法把木材中的氧除掉的话。

生物质制液态燃料新方法产率高

近日，中国科学技术大学傅尧教授课题组提出了一种生物质转化的新策略，使液态燃料产出率达到传统方法的2倍。该课题组基于前期生物质糖类化合物催化转化为液态燃料的系列工作和新型催化剂的研究经验，提出了利用甲醛聚糖反应衔接生物质气化和糖类水相重整过程（APP）的新策略。

UGM新智能汽车 热解反应器可将废塑料转化液态燃料

据外媒报道,印尼卡渣玛达大学（Universityof Gadjah Mada,UGM）的学生们设计了一款智能汽车,或能将塑料废料（plasticwaste）转换为低排放燃料。

德国航空航天中心研发阳光、水和二氧化碳合成液态燃料

德国航空航天中心宣布，由该机构参与的一个国际研究小组用阳光、水和二氧化碳合成了液态烃，该物质可用来制造煤油。

生物质制液态燃料新方法产率高

近日，中国科学技术大学傅尧教授课题组提出了一种生物质转化的新策略，使液态燃料产出率达到传统方法的两倍。

利用太阳能量引发化学反应 新催化剂让二氧化碳变身低成本液态燃料

日前，美国加州理工学院和瑞士科学家携手研制出了一种太阳能反应器。该太阳能反应器采用了低成本的新型催化剂二氧化铈，可集中太阳的热量，通过热化学循环方法，将水和二氧化碳转变为氢气和一氧化碳．而大量的氢气和一氧化碳结合在一起可形成液态燃料，为汽车、手提电脑和全球定位系统（GPS）供电。