[發明專利]一種航空煤油可燃物組分的臨界安全濃度預測方法

有效

• 申請號: 202110621203.2
• 申請日: 2021-06-03
• 公開（公告）號: CN113484364B
• 公開（公告）日: 2022-05-06
• 發明（設計）人: 寧永前;張梁;梁興壯;路慧杰;汪箭
• 申請（專利權）人: 中國科學技術大學;中國航空工業集團公司沈陽飛機設計研究所
• 主分類號: G01N25/54
• 分類號: G01N25/54;G01N31/12
• 代理公司: 北京航信高科知識產權代理事務所(普通合伙) 11526
• 代理人: 劉傳準

本申請屬于飛機燃油箱防火抑爆技術領域，特別涉及一種航空煤油可燃物組分的臨界安全濃度預測方法。本申請通過分析航空煤油的主要組分及混合比例，獲得多組分替代燃料模型，針對其中的每一項單質成分，通過絕熱火焰溫度分析法獲得烴類單質的可燃下限，運用LeChatelier定律計算航空煤油蒸氣與空氣相互摻雜時的可燃下限，由可燃濃度下限預測可燃濃度上限，在此基礎上融合Zabetaki和Melhem對碳氫燃料的研究成果，修正航空煤油溫度和存儲壓力的影響，形成航空煤油可燃物組分的臨界安全濃度，根據航空煤油物性和飛行狀態，實時預測航空煤油蒸氣可燃濃度極限，能夠替代基于Jet A航空煤油建立的可燃極限模型，彌補引用美國標準理論的不足和短板。

技術領域

本申請屬于飛機燃油箱防火抑爆技術領域，特別涉及一種航空煤油可燃物組分的臨界安全濃度預測方法。

背景技術

飛機燃油儲箱發生燃燒、爆炸后果是災難性的，會徹底破壞飛機結構，加速火焰擴散和傳播，加快熱量釋放速率，正向激勵效應強化鏈式反應，持續到航空煤油或火焰周圍的氧耗盡。航空煤油源于石油，由不同比例的多種碳氫化合物混合而成，在燃油箱中小分子烴類組分最先揮發，擴散到空氣中形成混合氣體，當其處于可燃狀態時，發生靜電放電、電纜磨損短路、飛機遭遇雷擊或敵方射彈襲擊，混合氣體就會被引燃。

采用防火抑爆措施維持航空煤油蒸氣的不可燃狀態，消除燃油箱發生燃燒、爆炸風險，現階段航空企業普遍參考FAA公布的Jet A航空煤油可燃極限模型和FAR25部適航條款，作為指導飛機燃油箱防火抑爆系統設計依據。使用與Jet A物性不同的航空煤油、運行在與民用飛機不同的飛行剖面狀態，仍然引用美國民航業的標準和規范是存在理論缺陷的。而國內缺乏相關依據和方法，亟待形成新的航空煤油可燃物組分臨界安全濃度預測方法，判斷復雜飛行環境因素下飛機燃油箱可燃狀態，進而指導燃油箱防火抑爆系統設計。

因此，希望有一種技術方案來克服或至少減輕現有技術的至少一個上述缺陷。

發明內容

本申請的目的是提供了一種航空煤油可燃物組分的臨界安全濃度預測方法，以解決現有技術存在的至少一個問題。

本申請的技術方案是：

一種航空煤油可燃物組分的臨界安全濃度預測方法，包括：

步驟一、獲取航空煤油的成分以及成分中各組分的體積分數比例；

步驟二、從各組分中選取一個作為參考組分，獲取在參考溫度和參考壓力條件下參考組分的可燃濃度下限值；

步驟三、根據絕熱火焰溫度分析法獲得在參考溫度和參考壓力條件下航空煤油中其他組分的可燃濃度下限值；

步驟四、根據LeChatelier定律計算在參考溫度和參考壓力條件下航空煤油蒸氣與空氣相互摻雜時的可燃濃度下限值，并根據在參考溫度和參考壓力條件下航空煤油蒸氣與空氣相互摻雜時的可燃濃度下限值，計算在參考溫度和參考壓力條件下航空煤油蒸氣與空氣相互摻雜時的可燃濃度上限值；

步驟五、根據在參考溫度和參考壓力條件下航空煤油蒸氣與空氣相互摻雜時的可燃濃度下限值以及可燃濃度上限值，計算在預定溫度和預定壓力條件下航空煤油蒸氣與空氣相互摻雜時的可燃濃度下限值以及可燃濃度上限值；

步驟六、根據在預定溫度和預定壓力條件下航空煤油蒸氣與空氣相互摻雜時的可燃濃度下限值以及可燃濃度上限值，預測航空煤油可燃物組分的臨界安全濃度。

在本申請的至少一個實施例中，所述航空煤油中的每個組分包括分子式相同的一個或多個單質。

在本申請的至少一個實施例中，步驟二中，所述從各組分中選取一個作為參考組分，獲取在參考溫度和參考壓力條件下參考組分的可燃濃度下限值包括：

從各組分中選取甲烷CH₄作為參考組分；