低气压环境氧浓度对航空煤油闪点影响的研究

发布时间：2020-04-02 10:55

【摘要】：随着经济的快速发展,乘坐飞机出行,成为很多人出行的首选交通工具。然而近年来飞机火灾事故的发生,以及事故造成的伤亡影响重大,飞机高空飞行安全成为社会关注的焦点。飞机燃油箱系统作为飞机安全飞行的重要部分成为飞机火灾防控研究的对象。进行低压环境氧浓度对航空煤油闪点影响的研究,本文主要做了如下工作:首先,分析高空飞行燃油箱内氧浓度变化规律,基于经验公式建立燃油箱内氧溶解度以及氧逸出量计算模型,参考FAA规则以及相关文献确定飞机高空飞行时,燃油箱内氧浓度变化范围;其次,基于Clausius-Clapeyron关系式建立常压环境下可燃液体闪点计算模型,并在常压环境可燃液体闪点模型的基础上讨论低压环境下可燃液体闪点计算模型,从低压环境可燃液体闪点计算模型中推导出闪点与环境压力的关系;然后,通过试验低压舱营造低压环境,研究海拔高度0~11000m范围内,不同压力下航空煤油闪点变化规律。为保障试验条件与燃油箱工况一致,通过向试验低压舱内注入氧气来模拟不同氧浓度对航空煤油闪点影响实验;最后,通过实验测得的数据,分析不同环境压力不同氧浓度条件下航空煤油闪点变化规律,建立不同环境压力/不同氧浓度与航空煤油闪点的拟合公式。实验研究表明:环境压力与航空煤油闪点的拟合公式与低压环境下推导出的闪点模型一致性较好,即环境压力的对数与航空煤油闪点的倒数呈线性相关。拟合氧浓度与航空煤油闪点发现,航空煤油闪点与氧浓度指数呈负线性相关。即随着海拔高度增加、环境压力变小、氧浓度增大均会导致航空煤油闪点降低以及航空煤油火灾危险性等级不同程度越界式上升。
【图文】：

过程图,压力,过程,燃油箱

图 1.1 TWA800 飞行压力随时间的变化过程1 年，俄罗斯一架从西伯利亚飞往莫斯科的飞机在起飞滑行过程中发动采取了救援行动但最后飞机燃油箱还是发生爆炸，事故共导致 3 人3]。是特定测试条件下使用点火源使可燃液体气化而被点燃的最低温度。，通常被用来划分可燃液体火灾危险性等级[4]，即可燃液体越易挥发发生火灾的概率就会升高。文献资料表明[5-7]：飞机燃油箱内能达到燃烧的氧浓度至少为 9%，，即低于9%时即使燃油箱遭到23mm口径点火源的攻击也不会有燃烧和爆机所允许的燃油箱内最大氧浓度值通常为 12%。而研究资料显示高空高度 11000m 左右时，燃油箱内上部空间氧浓度可以达到 34%。外专家学者研究常压下各种火灾燃烧特性的较多，低压环境下火灾的科学技术大学为首研究高原低压环境下火灾燃烧特性。但对高海拔低火灾的研究是一个新的课题还处在探索阶段。本课题的提出主要是为

关系图,可燃液体,主要参数,闪点

图 3.1 可燃液体主要参数之间关系图，随着环境压力的降低，可燃液体闪点降低，其火灾分临界线达到更高的危险等级。研究发现随着环境化，当环境压力为 50kPa 时，柴油闪点可以从丙A上环境压力变化时，闪点也会发生变化，在环境压力 23~，火灾危险等级从丙A升至甲B。根据 GB50160-200划分为如下表 3.2 所示的不同等级。表 3.2 可燃液体火灾危险性等级划分标准类别特征A 15oC 时，蒸气压力大于 0.1Mpa 的可燃液B 甲A类以外闪点<28oCA 28oC≤闪点≤45oCB 45oC<闪点<60oCA 60oC≤闪点≤120oCB 闪点>120oC
【学位授予单位】：沈阳航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：V228.11;V328

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