基于化学杂化和官能团相似耦合方法的RP-3航空煤油反应动力学简化模型构建

真实航空燃料通常包含几十至上百种组分，直接构建其化学反应动力学模型十分困难。本文利用官能团相似法（SCFG），结合实测RP-3航空煤油组分比例，提出了RP-3四组分模型替代物。利用流动反应器，获得了温度为550～1150K，压力为0.1 MPa下RP-3热解数据，基于化学杂化方法 （Hybrid Chemistry），构建了以真实RP-3为单一原始组分的航空煤油化学反应动力学模型（XJTURP3-2021），模型得到宏观点火延迟、层流火焰速度以及微观组分浓度系统验证。基于误差传递的直接关系图法（DRGEP）和全局敏感性分析（FSSA）对模型进行简化，获得含41种组分、212个基元反应的RP-3简化模型（XJTURP3r-2021）。与详细模型和实验数据对比发现，XJTURP3r-2021能较好地复现热力边界对RP-3基础燃烧特征影响规律，为解决CFD仿真对反应源项初始组分数量约束和计算精度固有矛盾提供新思路。