第18卷第4期 2018年8月
过程与工艺
过程工程学报
The Chinese Journal of Process Engineering
Vol.18 No.4 Aug.2018
DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.218113
Ignitioncharacteristicsofheptane-basednanofluidfueldroplets Weikang HAN,Yunlan SUN',Baozhong ZHU
School of Energy and Environment, Anhui University of Technology, Ma'anshan, Anhui 243002, China
Abstract: The effects of various concentrations of nanoaluminum powder and surfactant (oleic acid) on the ignition characteristics of heptane-based nanofluid fuel as suspend droplets were investigated. Two thermocouples were employed to measure the droplet temperature and the gas temperature near the droplet when the resistance furnace temperature was 500'C, The results showed that the ignition temperature increased significantly with the increase of oleic acid concentration. The ignition temperature decreased significantly with increasing nanoaluminum concentration.
Key words: nanoaluminum powder; oleic acid; heptane; nanofluid fuel; ignition characteristic
铝/正庚烷基纳米流体燃料的着火特性韩伟康，孙运兰，朱宝忠
安徽工业大学能源与环境学院，安徽马鞍山243002
摘要：采用挂滴法研究了纳米铝粉及表面活性剂(油酸)浓度对正庚烷基纳米流体燃料着火特性的影响，用热电偶测量了管式电阻炉内温度为500℃时液滴及其附近的气相温度随时间的变化.结果表明，随油酸浓度增加，纳米流体燃料的着火温度显著升高；随纳米铝粉浓度增加，纳米流体着火温度明显降低
关键词：纳米铝粉：油酸：正庚烷；纳米流体燃料：着火特性
中图分类号：TQ562
1
前言
文献标识码：A
文章编号：1009-606X(2018)04-0769-05
颗粒(如铝)添加到液体燃料中能显著提高燃料的能量密度，减少碳氢燃料的消耗，降低CO2和NO，排放(9-11)
液体碳氢燃料是航空航天发动机的重要燃料，但其
密度较小、热值低、推进能力较差.随着高性能飞行器的发展，对燃料的推进能力提出了更高的要求.高密度燃料具有较高的体积密度及热值，可在不改变燃料箱的前提下快速提高燃料的热值(1-)，高密度燃料无法直接从石油中提取，当前常用的JP-9，JP-10及T-10等燃料均采用人工方法合成(5-7)，随密度增加，高密度燃料的冰点和粘度急剧增加，采用化学方法很难再进一步提高其热值及密度(8),
与液体碳氢燃料相比，金属具有较高的能量密度，已在固体推进剂、炸药和烟火药中广泛应用.金属纳米
Tyagi等[12]向柴油中添加少量纳米铝颗粒及铝氧化物采用热板法研究了其着火性能，发现加入纳米颗粒的柴油比未加入纳米颗粒时更易点燃。Allen等[13]通过激波管实验发现向乙醇中加入纳米铝颗粒能将乙醇的着火延迟时间(液滴从开始升温至着火所需的时间)缩短30% VanDevene等[14]向JP-10燃料中添加纳米级可溶性 CeO2，燃料的着火温度明显降低.由此可见，在碳氢燃料中添加纳米颗粒可缩短其着火延迟时间、降低着火温度，虽然纳米颗粒能提高碳氢燃料的点燃几率，降低其着火温度、缩短着火延迟时间，但由于纳米流体燃料为固液两相混合溶液，其着火燃烧过程非常复杂，对其着
收稿：20180123,修回；20180320,网络发表：20180426,Reeeived:20180123,Revised:20180320,Published online: 20180426 基金项目：国家自然科学基金资助项目(编号：51376007：51676001)：安激省自然科学基金资助项目(编号：1608085ME104)
作奢简介：韩伟康(1994-)，男，安激省毫州市人，硕士研究生，研究领域为高能液体燃烧，E-mail:18919651601@163.com：孙诺兰，通讯联系人，E-mail:
yunlansun@163.com
引用格式：韩伟康，孙兰，朱宝忠，铝/正庚烷基纳米流体燃料的着火特性。过程工程学报，2018,18(4)769-773.
Han W K, Sun Y L, Zhu B Z. Ignition characteristics of beptane-based nanofluid fael droplets (in Chinese). Chin. J. Process Eng, 2018, 18(4);: 769773, DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.218113.
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