含氧生物燃料的雾化性能测试及分析

采用离心喷嘴对含氧生物燃料及其与传统航空煤油RP-3不同比例混合燃料的雾化性能进行测试,并分析了该燃料的组分和理化性质对雾化性能的影响.同时,对含氧生物燃料体积分数在50%以下的混合燃料,发展了具有较高精度的雾化颗粒索太尔平均直径(SMD)预估模型.试验结果表明:随着含氧生物燃料比例的减少,混合燃料的雾化性能得到改善,并且随着供油压差的增大,不同比例混合燃料间的雾化性能差距缩小;供油压差高于1.0MPa后混合燃料的SMD均可达到小于40μm的水平.经分析,目前该含氧生物燃料还不能直接应用于航空发动机,需要通过燃料氢化处理或者飞行器硬件改造,才可用于长远期的未来航空.      

“阿帕奇”直升机使用生物燃料首飞

2010年6月16日,荷兰皇家空军的一架波音AH-64D“阿帕奇”攻击直升机在Gilze-Rijen空军基地完成了一次20min的试飞,使用的是经济型生物-煤油和标准航空煤油的混合燃料。这是直升机首次采用生物燃料与煤油混合燃料试飞。7月巴黎航展上,一位波音发言人称,由RNLAF、波音、霍尼韦尔和发动机制造商通用航空组成的团队创造了一个里程碑,其关键就是研发了一种经济的航空燃料。发言人称:“我们见证了旋翼机新时代的开端。波音因阿帕奇走在前列而自豪。”在“洁净航空煤油”项目下,由霍尼韦尔子公司万国油品公司研发,从藻类中提取天然油与食用油转化成一种生物-合成煤油(Bio-SPK),然后与传统航空燃油按1∶1的比例混合。随后在一架“阿帕奇”的发动机上用这种混合燃料进行了一系列的试验。发动机和机身未做任何改进,而这种燃料达到甚至超过了“阿帕奇”JP-8燃料标准。RNLAF生物燃料测试项目将包含7次飞行,验证旋翼机使用新燃料飞行的技术可行性。在一份声明中波音北欧主席Jan Narlings说,希望这个项目能够帮助刺激航空生物燃料的市场开发,并帮助荷兰改善商用和军用航空的环境性能。被美国空军和海军早就在固定翼飞机上使用混合...     

波音试飞首架使用生物燃料的民用飞机

2008年2月24日,波音、维珍大西洋航空公司和通用电气合作首次使用可持续性燃料进行民用航空飞行,这种燃料由生物混合燃料与基于煤油的传统燃油混合而成。这次验证飞行凸显了将生物燃料用于民用飞机的可行性,同时向航空业实现完全可持续、低碳生命周期的燃料解决方案迈出了重要的一步。     

民航动态

<正>国泰航空将运营生物燃油航班3月13日,国泰航空集团宣布将推出使用混合生物燃油的航班,国泰航空集团旗下的港龙航空也将成为中国首次使用生物混合燃料运营的航空公司。届时从3月21日开始,港龙航空一架配备罗罗发动机的空客A330-300飞机将使用混合生物燃油执飞上海—香港的航班。据悉,该飞机使用的混合燃料是由生物燃料(完全由废弃食用油提炼而成)与普通石化航空燃料以1:1比例制成,该航班的二氧化碳排放量约可减少25吨。     

中国航空生物燃料首次验证飞行成功完成

10月28日，“中国航空生物燃料首次验证飞行暨产业可持续发展战略研究启动仪式”在北京首都机场举行。 本次验证飞行是由国航的一架现役波音747—400型客机加载生物燃料与传统航空煤油混合的燃料（混合比例为50％：50％）执行飞行的，共计飞行55分钟。生物燃料由中国石油和美国霍尼韦尔UOP公司合作生产的，波音公司和普惠公司...     

绿色替代燃料

生物燃料是目前业界绿色燃料研究的一个主攻方向.近两年发展迅速,有多家航空公司已进行了生物燃料的飞行试验.一些航空公司预计,到2025年将有高达25%的航空燃料为生物燃料,2030年时则会增至30%,2040年将达到50%.目前,西方的飞机制造商、航空公司和发动机生产商纷纷与能源和学术界通力合作,开发将来可在民用飞机上...     

航空燃料的新成员

汉莎航空宣布,2011年4月起,该公司一架往返于法兰克福与汉堡的空客A321型客机将使用生物混合燃料试飞6个月,这是全球首条使用生物燃料的民用航线,汉莎航空将为此投入约660万欧元。在目前波音的试飞中,生物燃料与传统燃料的比例为5:5,未来可提升到     

航空煤油替代燃料的着火与燃烧特性

选用了航空煤油(Jet A-1)的3种替代燃料(正癸烷、正癸烷与三甲基苯双组分混合燃料、正癸烷与甲苯双组分混合燃料),并详细分析了这3种替代燃料着火与燃烧的详细化学反应机理(正癸烷单组分燃料为67种组分与344个基元反应,正癸烷与三甲基苯双组分混合燃料为118种组分与527个基元反应,正癸烷与甲苯双组分混合燃料为84种组分与440个基元反应).对这3种替代燃料在激波管中的着火延迟特性及在预混燃烧炉中的预混燃烧过程进行了详细的数值计算,并与实验数据进行了对比分析.同时,比较分析了双组分燃料中两种组分体积分数对着火与燃烧特性的影响.结果表明:在预测Jet A-1航空煤油的着火特性与预混燃烧特性上,两种双组分混合燃料要优于正癸烷单组分燃料.同时,两种双组分混合燃料中两种组分的体积分数对燃料的着火与燃烧特性影响显著.      

中国民用航空业的绿色未来

2011年10月28日,民用航空业的合作伙伴们共同预演了中国航空业的未来。历史上第一次,可持续航空生物燃料为一架中国的民用飞机提供动力。中国国际航空公司的波音747-400飞机从北京首都国际机场起飞,利用在云南种植的小桐子制成的生物燃料与中国制造的航油混合而成的燃油为飞机提供动力,飞行历时一个小时。中国生物燃料的首     

混合总线测控系统在R0110燃气轮机低排放试验中的应用

针对R0110燃气轮机低排放试验内容的要求,提出了对试验平台的测试与控制系统的设计方案,并详细介绍了该试验平台测试系统与控制系统的硬件与软件结构和功能的实现,其中通过利用混合总线方式将原测试系统与新测试系统相结合,扩展了试验器的测试能力.根据试验中多路燃料供给规律的要求,提出燃料供给手动、自动2种控制方式,进一步提高了试验控制上的智能性.在自动控制程序设计中,充分考虑了燃料供应的风险,并制定了相应的处理方案,保障了试验的顺利完成,而且提高了该试验器的智能化水平和整体测控能力.     

不同热值生物燃料燃烧特性数值模拟

采用标准k-ε湍流模型、涡耗散湍流燃烧模型、P-1辐射传热模型对二维简化燃烧室燃料甲烷气、沼气、生物质气的燃烧特性进行了数值模拟.通过比较不同截面的燃烧情况,分析燃烧室内的温度分布、NOx质量分数分布、流场结构,研究了不同热值燃料的燃烧特性.结果表明:在入口空气、燃料质量流量相同的条件下,随着燃料热值降低,燃烧温度降低,温度分布更均匀,NOx排放量减少,流动速度降低;适当调节余气系数,能改善燃烧效果,温度分布仍满足高热值燃料燃烧温度高于低热值燃料燃烧温度的规律;在生物燃料混合气中掺入不同热值的可燃成分,可改变混合气的热值,恰当的混合比例能更好地发挥生物燃料的作用.     

癸酸甲酯与正丁醇在低速柴油机中均质压燃燃烧与排放

通过向生物柴油替代燃料癸酸甲酯(MD)中掺入一定比例的正丁醇(NBA),达到降低氮氧化物（NOx）排放的目的。针对二冲程低速船用柴油机,建立了癸酸甲酯和正丁醇的混合燃料燃烧反应机理,并将Zeldovich氮氧化物反应机理作为子机理添加到燃烧反应机理中。构建出一个包含癸酸甲酯,正丁醇和详细的氮氧化物反应的完整燃烧反应机理。在燃料总摩尔分数一定的条件下,固定发动机转速与空气过量系数,将癸酸甲酯与正丁醇按不同比例进行混合,研究癸酸甲酯与正丁醇混合燃料在二冲程低速船用柴油机充量均质压燃（HCCI）模式下的燃烧与氮氧化物排放特性。结果显示,癸酸甲酯与正丁醇混合燃料HCCI燃烧产生的氮氧化物随正丁醇掺混比例的增加而减少。研究表明,在燃料总摩尔分数保持不变时,随着正丁醇混合比例的增加,燃料总热值减少,排气温度和缸内最高燃烧温度降低,对氮氧化物的生成有抑制作用,氮氧化物反应速率降低,排放量下降。同时,由于正丁醇掺混比例的增加导致混合燃料的C/H比下降,可以有效地降低燃烧过程中CO2的排放。在保证发动机燃烧效率的条件下,癸酸甲酯和正丁醇的混合比例为1:1时,混合燃料在二冲程低速船用柴油机中HCCI燃烧的NO与NO2排放量最低。     

限流方法解耦燃烧与喷射过程的合理性研究

为了研究双模态超燃冲压发动机燃烧室在燃烧诱导的高背压环境下燃料的输运和分布情况,采用了限流方法模拟燃烧诱导的高背压环境。针对燃烧室中凹槽上游氢气燃料喷射工况的研究发现,限流试验的压力分布与燃烧试验压力分布在燃烧室前半段比较接近,证明二者的流场在燃料喷射段有一定的相似程度;数值模拟结果表明,相较于低背压状态下62%的混合效率,高背压状态下混合效率提高到了87%,并且燃烧状态下拍摄的火焰区域与限流状态下数值模拟的燃料的可燃质量分数范围相符,证明了限流方法解耦燃烧与喷射过程的合理性。     

生物柴油对双旋流燃烧室燃烧与排放性能的影响

为深入研究燃气轮机燃用生物柴油对其燃烧与排放性能的影响,将生物柴油与柴油按照不同比例进行混合,在双旋流燃烧室90°扇形试验件上进行降压模拟燃烧试验.结果表明:随油气比的增加,燃烧效率和NOx排放快速增加并趋于稳定,出口温度分布系数（OTDF）、径向分布系数（RTDF）、CO排放逐渐减小并趋于稳定;随生物柴油混合比例的增加,燃烧效率、燃烧室温升逐渐降低,OTDF和NOx排放先减小后增加,RTDF和CO排放逐渐增加.随油气比的增加,生物柴油对燃烧和排放的主要影响方面发生变化,影响程度逐渐减弱,不同油气比时存在不同的最佳生物柴油混合比例.      

航空“绿色生物燃料”指日可待

2008年2月24日,波音、维珍大西洋航空公司和通用电气合作,首次进行了以可持续性燃料为动力的民用飞机的试验飞行。其动力燃料采用的是以含有棕榈油和椰子油的混和燃料。它开创了历史的先河,凸现了将生物燃料用于民用飞机的可行性。21世纪,航空生物燃科将作为绿色生物燃料,具有广阔的发展前景。航空生物燃料项目将开发出某种可支付得起的替代生产方法。     

RBCC发动机燃料喷注位置变化对混合燃烧模式燃烧的影响

为了研究混合燃烧模式下燃料喷注位置对燃烧的影响,通过数值模拟的方法,研究了喷注位置变化时,流道组分质量分数分布、高温放热区域及流道压强分布的变化规律.结果表明,混合燃烧模式中,喷注位置变化对燃烧流场影响很大.在燃烧室中,燃料喷注位置靠前能给燃烧带来帮助,提高燃料与二次来流的掺混能力,并且由于燃料与一次火箭高温羽流相互掺混等影响提前,加快燃料的雾化蒸发,促进燃烧流场的火焰传播,减少煤油点火延迟时间,提高了燃烧效率.因此为了提高混合燃烧模式下的燃烧性能,应尽可能选择燃烧室前端位置进行燃料喷注.      

民航传真

<正>空客与马来西亚开展可持续航空替代燃料研究空中客车公司日前与马来西亚合作伙伴签署谅解备忘录,将在可持续航空替代燃料研究领域开展合作,共同推进可持续生物燃料在马来西亚的生产。此次合作的主要目的是在当地寻找最适合的生物燃料来源,确保任何生物燃料的原料都是可持续获得的,寻找不与土地、水或食物竞争的可持续解决方案。空客表示:"东南亚地区在生产航空生物燃料方面有着得天独厚的优势。研究目的是要确保任何生物燃料的原料都是可持续     

双支板超燃燃烧室上游支板喷注位置的影响

在双支板超燃燃烧室的直连试验中,以液体煤油为燃料,针对上游支板上的3个喷注位置对燃烧的影响进行了研究.在试验过程中获得了壁面压力数据,并通过一维冲量分析法处理.试验结果表明:煤油在两支板同时喷注时,热力喉道的位置受上游支板喷注位置显著影响.在上游支板的3个喷注位置中,第1,2位置分别喷注时超燃燃烧室压力分布基本相同,与第3位置喷注相比燃烧效率高6.3%~7.5%,内推力高16.7%~17.4%.试验的结果表明,在第1位置喷注时燃料能够在上游维持燃烧,但第3位置喷注时燃料无法在上游维持燃烧.结合数值仿真的结果分析,上游支板上的喷注位置到支板尾缘的距离L≥80mm时,燃料在支板尾缘处有较高的混合效率并形成稳定的燃烧.      

简讯·综合

美研究人员研制豆油和航空燃油混合新型燃料US Researchers Are Developing New Air Fuel Mixed with Air Oil and Bean Oil美研究人员目前正在研制的一种由豆油和传统航空燃油混合的新型燃料,能大大降低污染物的排放,并减少能源消耗。 据英国《新科学家》报道,以谷物为原料的生物燃料被认为是传统石油燃料的理想替代品,既可减少污染物的排放,还是一种可再生能源。从环境方面看,作物在生长过程中吸入的二氧化碳可与作物燃烧时排放的二氧化碳相抵消,且燃烧时产生的黑烟和可吸入颗粒物大大减少。 此前,其他研究人员在利用植物油和传统航…     

RP-3航空煤油五组分模拟替代燃料的层流燃烧特性

为了研究一种RP-3航空煤油的五组分模拟替代燃料（包含摩尔分数为14%正癸烷、10%正十二烷、30%异十六烷、36%甲基环己烷和10%甲苯）的燃烧特性,在定容燃烧装置中对初始温度390K、400K和420K,初始压力0.1MPa和0.3MPa,当量比0.8-1.5的该五组分混合燃料进行了层流燃烧特性的试验。通过对火焰照片进行边界提取和测量,获得了火焰面发展规律、马克斯坦长度和层流燃烧速率,并将试验结果与RP-3航空煤油的层流燃烧速度进行了对比,得出结论：温度升高会促进球形火焰面的传播;压力升高或混合气过浓和过稀都不利于五组分混合燃料的火焰传播。在本文的试验工况下,温度对火焰前锋面不稳定性的影响不明显;随着当量比增加,马克斯坦长度减小,质量扩散的作用逐渐增强而使火焰面变得不稳定;压力升高使火焰前锋面的不稳定程度明显加剧,表现为初始压力较高时火焰面破碎情况严重并出现大量细胞状结构。五组分混合燃料层流燃烧速度的峰值出现在当量比1.2左右,偏离该当量比时,火焰传播速度随着偏离量逐渐减小。通过与RP-3航空煤油的试验数据进行对比,发现在试验工况下,该五组分混合燃料与RP-3航空煤油的层流燃烧速度基本吻合。