RP-3航空煤油一种重要的国产航空燃料,广泛应用在航空、航天领域,其安全性一直得到广泛关注,目前的对其安全性的研究一般关注闪点,而对其自燃特性研究较少。
与闪点测试的原理不同,可燃液体自燃点是液体在无外界点火源的情况下发生着火的现象,液体自燃特性主要包括自燃点与着火延迟两个重要参数,其中自燃点是指能够使得液体发生自燃的最低温度,而着火延迟是指液体在不同温度下发生着火的延迟时间。
自燃点对应的是最大的着火延迟时间,自燃点越低,说明可燃物质发生火灾的危险性越大。美国石油协会API581、美国消防协会NFPA70中将自燃点作为可燃物质危险性评价的重要参数。
航空煤油
在实际的燃油储运、使用过程中,会出现低压环境下燃油的自燃情况,如航空燃油在发动机舱、油箱等区域内泄漏自燃、低压化工反应容器的泄漏自燃、高原低压环境下的可燃液体自燃着火等工况。
环境压力会对液体的物性参数产生重要的影响,进而影响其自燃特性,也受到了航空航天等相关部门的重视。
因此,针对低压环境下可燃液体的自燃特性研究具有重要的工程应用价值。在自燃点研究方面,Moore等在1918年首次提出了可燃物质自燃点概念,并设计了自燃点测试方法。
PanYong等系统性研究了自燃点预测方法,并提出了基于支持向量机的QSPR(定量结构-性质)、神经网络理论的可燃液体自燃点预测模型。
燃油储运
目前的自燃点预测均集中在常压工况下,并且很少有针对可燃液体着火延迟时间的相关研究。在着火延迟时间预测研究方面,相关的研究多集中在针对发动机等高温高压工况下,涉及到低压低温相关的研究较少。
BingH.Chen等研究了RP-3航空煤油在10kPa-100kPa压力下的着火延迟特性,并提出了一种针高温范围(1113K到1600K)的着火延迟时间预测模型。
Mao等研究了RP-3航空煤油在中低温范围(600K到1437K)的高压环境下着火延迟时间,揭示了影响着火延迟的关键化学反应。
RP-3航空煤油
在物质自燃特征方面,张玉涛、岳宁芳等对煤的自燃特性进行了研究,分析了煤的自燃过程,并提出了危险性预警方法。
综上所述,目前国内外的相关研究均缺乏针对于低压环境下的RP-3航空煤油自燃特性的研究。
本文选取RP-3航空煤油为研究对象,自行设计搭建低压环境下自燃点测试装置,并开展自燃特性测试试验,得到了低压环境下航空燃油自燃点及着火延迟数据。
分析自燃特性随环境压力的变化规律,建立了自燃点及着火延迟时间预测模型,为航空燃油火灾及爆炸防治提供科学依据和基础数据。