运载交通油箱用防燃油扩散涂料的制备研究

从运载交通油箱实际需求出发,以聚氨酯改性环氧树脂为基料树脂,以聚醚胺复配聚酰胺为固化剂,制备了一种附着性能优异的防燃油扩散涂料;系统研究了羟基环氧树脂加量、固化剂的选择和复配、高低沸点溶剂复配比例及助剂的搭配对涂层性能的影响。制备的防燃油扩散涂料具有极高的断裂伸长率及优异的拉伸强度,对油箱苛刻的腐蚀环境具有良好的抗耐性。

基于适航要求的燃油扩散器优化设计

为满足适航规章CCAR-25.981(a)条的要求,在运输类飞机现有燃油扩散器结构的基础上,提出了一种改进的,能够在压力加油时降低油箱入口流速,同时保证流动均匀的燃油扩散器结构。通过CFD软件对燃油扩散器优化前后的结构分别进行了压力加油时油箱内的瞬态流场仿真,通过对比燃油进入不同燃油扩散器结构时的静压分布及流出速度,给出了燃油扩散器优化设计的方向。

双层分流燃烧室结构对燃油扩散的影响

为了研究不同燃油喷射条件下的双层分流燃烧室结构对燃油扩散和燃烧室内空间利用的影响,获得该燃烧室结构优化和油气室匹配的信息,本文利用可视化实验设备测试了2种结构差异明显的双层分流燃烧室内燃油喷雾扩散过程。研究结果显示:在一定范围内设置碰撞台均能实现燃油分层流动;容积较小的浅盆形上层燃烧空间可以保证顶隙空间获得良好的利用;容积较大的浅ω形上层燃烧空间有利于燃油快速扩散,但会导致局部富油分布;底部凸起较低且容积较大的下层燃烧空间有利于燃烧室中心区域的利用。研究结果表明:提高燃油喷射压力对不同双层分流燃烧室内燃油喷雾扩散的促进作用不同;碰撞台位置对燃油喷射正时有良好的适应性,但提前燃油喷射正时降低了上层燃烧空间对顶层区域利用的影响;减小油束夹角和喷孔孔径不利于燃油的快速扩散和油气的均匀混合。

穿孔管式扩散器出口流速均匀性研究

为解决穿孔管式燃油扩散器内部压力分布严重不均匀,导致燃油扩散器出口流速不符合要求的问题,对穿孔管式扩散器出口流速均匀性开展研究。以Matlab及Fluent软件为平台,通过Sparlart-Allmaras湍流模型来处理燃油在扩散器内的三维流动,建立穿孔管式扩散器内部燃油流动模型,并分析其内部压力分布及出口处的速度分布。多次迭代计算后,发现网孔开设及内部构型设计可有效调节内部的流动方式和压力分布。其中,网孔开设方面应考虑开孔总面积足够大;另外,对内部构型进行修型,在扩散器内部适当位置添加合适高度的孔板。详细给出了网孔的开设方法及扩散器内部需重点考虑的3个关键孔板的设计规律,对穿孔管式燃油扩散器的设计及优化提供了理论参考。

大跨桥梁油罐车燃烧火灾模型计算方法研究

桥梁上油罐车燃烧可分为油罐车火灾和燃油泄漏油池火灾2种,为了建立2种定量分析的火灾模型,基于火灾学原理,采用理论分析与FDS数值模拟相结合的方法,提出了考虑危化品种类、桥面风、油罐车尺寸等因素的油罐车火灾最大热释放速率定量计算方法;建立了燃烧油池最大直径、扩散时间以及直径扩大速度的求解方程,提出了可表征不同泄漏孔径下油池扩散、燃烧动态过程的数学模型,并通过前人的试验结果对模型的正确性进行了验证。通过对依托工程的分析,结果表明:油罐车火灾时,最大热释放速率与桥面风速正相关,但增长幅度逐渐减小,风速从4.96 m·s^(-1)增至10.84 m·s^(-1)时,最大热释放速率的变化范围为62.89~113.54 MW,随风速增加至10.84 m·s^(-1),燃烧时间逐渐变短,缩短至原来的57%,火焰高度逐渐降低,趋近于9.5 m(含油罐车高度);火焰核心区域随风速增大而增大,且向下风向倾斜。泄漏油池燃烧时,泄漏孔径的变化对热释放速率和油池扩散时间影响较小;泄漏速率比接近于泄漏孔半径的平方比,油池最大直径比、扩大速度比与泄漏孔半径比相当,燃烧时间随泄漏孔半径的增大而减小,减小速度变缓;随着燃烧油池直径增大,火焰高度增加,火焰核心区域增大;当扩散至最大直径时,其火焰的水平影响区域比油罐车燃烧更广,但燃烧时间更短。