不同直径燃料液滴在钛合金热表面的起火特性OA

液体燃料泄漏或溢出到航空发动机等高温部件热表面存在起火风险,尤其是在燃料输送系统老化、机械碰撞或结构损伤等突发情况下,液体燃料泄漏可能性增加。为减少此类火灾隐患,该文研究了燃料液滴在高温热表面上的起火特性。以钛合金高温加热板模拟热表面,针对直径为3.62~9.49 mm的RP-3航空煤油和正庚烷液滴的起火概率和起火延迟时间进行了实验研究。结果表明,RP-3航空煤油和正庚烷液滴在钛合金热表面起火的最低温度分别约为590℃和580℃,起火概率随温度升高单调递增,但随液滴直径呈现非单调性变化,当液滴直径小于临界值(7.26 mm)时,起火概率随直径增大而增加;超过临界值后,起火概率随直径增大而降低。起火延迟时间随温度升高而减小,液滴直径为7.26 mm时起火延迟时间最短,液滴直径偏离临界值均导致起火延迟时间的增加。相同温度和液滴直径条件下,RP-3航空煤油起火概率低于正庚烷。进一步基于蒸气浓度临界条件的物理Logistic模型和能量守恒-Arrhenius复合模型预测了起火概率和起火延迟时间,误差均较小。该研究为航空发动机防火设计提供了理论依据,并指出了低氧环境下模型修正的方向。