Estudio sobre la concentración de vapor del combustible de aviación RP-3
Autores: Peng, Xiaotian; Fan, Donghao; Qiu, Doudou; Feng, Shiyu; Peng, Hao; Bai, Wentao
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Estudio sobre la concentración de vapor del combustible de aviación RP-3
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Concentración de vapor de combustible
RP-3
Modelo de estado de equilibrio
Modelo de predicción transitoria
Jet-A
Inflamabilidad
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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Citaciones: Sin citaciones
La concentración de vapor de combustible es un parámetro clave para evaluar la inflamabilidad de los tanques de combustible de aeronaves. Sin embargo, la investigación actual sobre la concentración de vapor de combustible RP-3 (Propulsor de Cohete-3) es inadecuada. Este estudio categoriza los componentes del combustible según el número de átomos de carbono y utiliza la ley de Raoult para estimar la relación de equilibrio gas-líquido de cada elemento constitutivo en condiciones de equilibrio. El modelo de estado de equilibrio se valida experimentalmente, y se analizan las diferencias en los constituyentes y las concentraciones de vapor de combustible de los combustibles RP-3 y Jet-A (Jet Fuel-A). Además, se establece una correlación empírica entre la concentración total de hidrocarburos del vapor de combustible RP-3 y la temperatura y presión en el estado de equilibrio, proporcionando una base teórica para determinar la concentración de vapor de combustible RP-3 en investigaciones relacionadas. Además, se desarrolla un modelo de predicción transitoria de la concentración de vapor de combustible utilizando el enfoque de parámetros agrupados que considera el intercambio de calor entre el combustible, el gas, la pared y el medio ambiente. La precisión del modelo se confirma al compararlo con la literatura existente. Luego, se calculan y evalúan los patrones de variación de temperatura y concentración de vapor de combustible en el tanque de combustible bajo dos escenarios de vuelo típicos. Los resultados muestran una diferencia significativa entre los valores de concentración de vapor de combustible calculados a través de modelos de estado de equilibrio y transitorios. Por lo tanto, en el diseño de sistemas de inertización catalítica de vapor de combustible, es crucial considerar tanto los valores de concentración de vapor de combustible en estado de equilibrio como los transitorios, en lugar de confiar únicamente en los primeros. A lo largo del sobrevuelo de vuelo, las temperaturas de fase gaseosa y de fase de combustible en los tanques de RP-3, Jet-A y CH exhiben diferencias mínimas. Sin embargo, existen variaciones significativas en la concentración de vapor de combustible dependiendo del estado de vuelo y del sobrevuelo. Por lo tanto, considerar RP-3 como equivalente a CH es inapropiado. Además, la concentración de vapor de combustible es una métrica más adecuada que la temperatura del combustible para evaluar la inflamabilidad del tanque de combustible.
Descripción
La concentración de vapor de combustible es un parámetro clave para evaluar la inflamabilidad de los tanques de combustible de aeronaves. Sin embargo, la investigación actual sobre la concentración de vapor de combustible RP-3 (Propulsor de Cohete-3) es inadecuada. Este estudio categoriza los componentes del combustible según el número de átomos de carbono y utiliza la ley de Raoult para estimar la relación de equilibrio gas-líquido de cada elemento constitutivo en condiciones de equilibrio. El modelo de estado de equilibrio se valida experimentalmente, y se analizan las diferencias en los constituyentes y las concentraciones de vapor de combustible de los combustibles RP-3 y Jet-A (Jet Fuel-A). Además, se establece una correlación empírica entre la concentración total de hidrocarburos del vapor de combustible RP-3 y la temperatura y presión en el estado de equilibrio, proporcionando una base teórica para determinar la concentración de vapor de combustible RP-3 en investigaciones relacionadas. Además, se desarrolla un modelo de predicción transitoria de la concentración de vapor de combustible utilizando el enfoque de parámetros agrupados que considera el intercambio de calor entre el combustible, el gas, la pared y el medio ambiente. La precisión del modelo se confirma al compararlo con la literatura existente. Luego, se calculan y evalúan los patrones de variación de temperatura y concentración de vapor de combustible en el tanque de combustible bajo dos escenarios de vuelo típicos. Los resultados muestran una diferencia significativa entre los valores de concentración de vapor de combustible calculados a través de modelos de estado de equilibrio y transitorios. Por lo tanto, en el diseño de sistemas de inertización catalítica de vapor de combustible, es crucial considerar tanto los valores de concentración de vapor de combustible en estado de equilibrio como los transitorios, en lugar de confiar únicamente en los primeros. A lo largo del sobrevuelo de vuelo, las temperaturas de fase gaseosa y de fase de combustible en los tanques de RP-3, Jet-A y CH exhiben diferencias mínimas. Sin embargo, existen variaciones significativas en la concentración de vapor de combustible dependiendo del estado de vuelo y del sobrevuelo. Por lo tanto, considerar RP-3 como equivalente a CH es inapropiado. Además, la concentración de vapor de combustible es una métrica más adecuada que la temperatura del combustible para evaluar la inflamabilidad del tanque de combustible.