[发明专利]一种航空煤油可燃物组分的临界安全浓度预测方法

说明书

本申请属于飞机燃油箱防火抑爆技术领域，特别涉及一种航空煤油可燃物组分的临界安全浓度预测方法。本申请通过分析航空煤油的主要组分及混合比例，获得多组分替代燃料模型，针对其中的每一项单质成分，通过绝热火焰温度分析法获得烃类单质的可燃下限，运用LeChatelier定律计算航空煤油蒸气与空气相互掺杂时的可燃下限，由可燃浓度下限预测可燃浓度上限，在此基础上融合Zabetaki和Melhem对碳氢燃料的研究成果，修正航空煤油温度和存储压力的影响，形成航空煤油可燃物组分的临界安全浓度，根据航空煤油物性和飞行状态，实时预测航空煤油蒸气可燃浓度极限，能够替代基于Jet A航空煤油建立的可燃极限模型，弥补引用美国标准理论的不足和短板。

技术领域

本申请属于飞机燃油箱防火抑爆技术领域，特别涉及一种航空煤油可燃物组分的临界安全浓度预测方法。

背景技术

飞机燃油储箱发生燃烧、爆炸后果是灾难性的，会彻底破坏飞机结构，加速火焰扩散和传播，加快热量释放速率，正向激励效应强化链式反应，持续到航空煤油或火焰周围的氧耗尽。航空煤油源于石油，由不同比例的多种碳氢化合物混合而成，在燃油箱中小分子烃类组分最先挥发，扩散到空气中形成混合气体，当其处于可燃状态时，发生静电放电、电缆磨损短路、飞机遭遇雷击或敌方射弹袭击，混合气体就会被引燃。

采用防火抑爆措施维持航空煤油蒸气的不可燃状态，消除燃油箱发生燃烧、爆炸风险，现阶段航空企业普遍参考FAA公布的Jet A航空煤油可燃极限模型和FAR25部适航条款，作为指导飞机燃油箱防火抑爆系统设计依据。使用与Jet A物性不同的航空煤油、运行在与民用飞机不同的飞行剖面状态，仍然引用美国民航业的标准和规范是存在理论缺陷的。而国内缺乏相关依据和方法，亟待形成新的航空煤油可燃物组分临界安全浓度预测方法，判断复杂飞行环境因素下飞机燃油箱可燃状态，进而指导燃油箱防火抑爆系统设计。

因此，希望有一种技术方案来克服或至少减轻现有技术的至少一个上述缺陷。

发明内容

本申请的目的是提供了一种航空煤油可燃物组分的临界安全浓度预测方法，以解决现有技术存在的至少一个问题。

本申请的技术方案是：

一种航空煤油可燃物组分的临界安全浓度预测方法，包括：

步骤一、获取航空煤油的成分以及成分中各组分的体积分数比例；

步骤二、从各组分中选取一个作为参考组分，获取在参考温度和参考压力条件下参考组分的可燃浓度下限值；

步骤三、根据绝热火焰温度分析法获得在参考温度和参考压力条件下航空煤油中其他组分的可燃浓度下限值；

步骤四、根据LeChatelier定律计算在参考温度和参考压力条件下航空煤油蒸气与空气相互掺杂时的可燃浓度下限值，并根据在参考温度和参考压力条件下航空煤油蒸气与空气相互掺杂时的可燃浓度下限值，计算在参考温度和参考压力条件下航空煤油蒸气与空气相互掺杂时的可燃浓度上限值；

步骤五、根据在参考温度和参考压力条件下航空煤油蒸气与空气相互掺杂时的可燃浓度下限值以及可燃浓度上限值，计算在预定温度和预定压力条件下航空煤油蒸气与空气相互掺杂时的可燃浓度下限值以及可燃浓度上限值；

步骤六、根据在预定温度和预定压力条件下航空煤油蒸气与空气相互掺杂时的可燃浓度下限值以及可燃浓度上限值，预测航空煤油可燃物组分的临界安全浓度。

在本申请的至少一个实施例中，所述航空煤油中的每个组分包括分子式相同的一个或多个单质。

在本申请的至少一个实施例中，步骤二中，所述从各组分中选取一个作为参考组分，获取在参考温度和参考压力条件下参考组分的可燃浓度下限值包括：

从各组分中选取甲烷CH₄作为参考组分；