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微藻航空燃料的热氧化安定性与热沉

杨晓奕 王智超 刘子钰 赵晶

杨晓奕, 王智超, 刘子钰, 等 . 微藻航空燃料的热氧化安定性与热沉[J]. 北京航空航天大学学报, 2018, 44(2): 223-228. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2017.0053
引用本文: 杨晓奕, 王智超, 刘子钰, 等 . 微藻航空燃料的热氧化安定性与热沉[J]. 北京航空航天大学学报, 2018, 44(2): 223-228. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2017.0053
YANG Xiaoyi, WANG Zhichao, LIU Ziyu, et al. Thermal stability and heat sink of microalgae aviation fuels[J]. Journal of Beijing University of Aeronautics and Astronautics, 2018, 44(2): 223-228. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2017.0053(in Chinese)
Citation: YANG Xiaoyi, WANG Zhichao, LIU Ziyu, et al. Thermal stability and heat sink of microalgae aviation fuels[J]. Journal of Beijing University of Aeronautics and Astronautics, 2018, 44(2): 223-228. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2017.0053(in Chinese)

微藻航空燃料的热氧化安定性与热沉

doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2017.0053
基金项目: 

国家重点研发计划政府间国际科技创新合作重点专项 2016YFE0120100

详细信息
    作者简介:

    杨晓奕 女, 博士, 教授, 博士生导师。主要研究方向:航空替代燃料

    王智超 男, 硕士研究生。主要研究方向:航空替代燃料

    通讯作者:

    杨晓奕, E-mail:yangxiaoyi@buaa.edu.cn

  • 中图分类号: V312+.3

Thermal stability and heat sink of microalgae aviation fuels

Funds: 

National Key R & D Program of China-International Cooperation Innovation 2016YFE0120100

More Information
  • 摘要:

    航空燃料安定性和热沉对飞机和发动机工作可靠性、飞机飞行安全及战术性能的发挥有重要作用。利用热重-差热分析联用仪研究了2种典型微藻航油的热氧化安定性和热沉,并与标准航空喷气燃料RP-3进行了对比。结果表明:混合生物油的失重终点温度和最大失重点的温度与标准航空喷气燃料RP-3相比均向高温区移动。在失重区间内,除了物理热沉还有化学热沉的贡献。在热重曲线中定义了2个无量纲参数:引发温度和燃尽指数,引发温度表征起始裂解温度,燃尽指数表征沉积特性。2个参数结合可以较好地诠释燃料的热安定性和热沉。球等鞭金藻油高碳数烷烃在提高热沉基础上导致碳沉积的形成,但小球藻油在热沉提高的基础上,并没有形成碳沉积。说明通过有效控制高碳数烷烃分配比例增加其热沉并控制其积碳在理论和技术上是可行的。

     

  • 图 1  RP-3的TG-DTG-DSC曲线

    Figure 1.  TG-DTG-DSC curves of RP-3

    图 2  RP-3与小球藻油混合油的TG-DTG-DSC曲线

    Figure 2.  TG-DTG-DSC curves of mixed RP-3 and chlorella biofuel

    图 3  RP-3与球等鞭金藻油混合油的TG-DTG-DSC曲线

    Figure 3.  TG-DTG-DSC curves of mixed RP-3 and isochrysis biofuel

    表  1  微藻航空燃料50%掺混比与RP-3组成

    Table  1.   Composition of mixed RP-3 and microalgae aviation fuel 50%

    %
    组分 碳数分布 小球藻油+RP-3 球等鞭金藻油+RP-3 RP-3
    正构烷烃 C8~C18 62.5 62.5 25.03
    C14 3.3 11.3 2.3
    C16 23.7 11.7 0.19
    C18 25.5 29.5
    异构烷烃 C8~C16 10.0 10.0 20.06
    环烷烃 C8~C14 5.3 5.3 10.56
    芳香烃 C7~C13 14.4 14.4 28.75
    烯烃 C9~C11 1.5 1.5 3.06
    其他 6.3 6.3 12.5
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    表  2  引发温度与燃尽指数

    Table  2.   Initiation temperature and burnout index

    航空燃料类型 组分 引发温度/℃ 最大失重温度/℃ 最大吸热温度/℃ 燃尽指数/%
    C14 C16 C18
    小球藻油+RP-3 3.3 23.7 25.5 93.1 139 143 100
    球等鞭金藻油+RP-3 11.3 11.7 29.5 91.9 149 151 99.8
    RP-3 2.3 0.19 61.9 90.2 94.5 100
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出版历程
  • 收稿日期:  2017-02-13
  • 录用日期:  2017-03-06
  • 网络出版日期:  2018-02-20

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