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2025-09-29
喷气发动机燃料的重要性与优化方案
【摘要】：目前，喷气发动机使用的最常用燃料是煤油。表12-4显示了可作为燃气涡轮发动机燃料的物质性质。航空用燃气涡轮发动机最初使用了氢气燃料。喷气发动机的燃料会直接影响寿命、安全、经济性和性能，因此应符合严格的构成条件。航空器用喷气发动机燃料使用Jet A航空煤油或Jet A-1航空煤油。表12-5 喷气发动机燃料的主要物理特性（续）通常，向燃烧室内供给燃料时的注意事项如下：①雾化特性。
目前，喷气发动机使用的最常用燃料是煤油（Kerosene）。但是，工业用燃气涡轮发动机多使用柴油燃料，最近为了降低地球温室化气体二氧化碳（CO2）的排放量，开始使用天然气。此外，现在正考虑气体燃料丙烷气等。表12-4显示了可作为燃气涡轮发动机燃料的物质性质。
航空用燃气涡轮发动机最初使用了氢气燃料。汉斯·冯·奥海恩于2025年利用氢气作为燃料成功试运行了航空用燃气涡轮发动机。但是，氢气不太适合作为内燃机燃料，因此没有继续使用，但有必要探讨作为超音速航空器或极超音速航空器的燃料使用的可能性。
工业用燃气涡轮发动机的燃料，气体燃料相对于液体燃料在燃烧器设计层面上优秀，具有如下特征：
①没有燃料雾化、蒸发过程等，因此可以做成小尺寸燃烧器。
②燃料与空气容易混合，因此可以避开燃料浓的领域，进行接近于预混合的低辐射燃烧。
③不会因壁面等部分积炭的原因发生异常燃烧发生的裂解（热分解）等现象。
④火焰稳定区域可以保持高温状态，容易获得稳定的燃烧。
⑤混合气的着火能量小。
⑥气体燃料相对于液体燃料不能利用像油滴的动量，因此在燃烧领域的分散较难。
⑦气体燃料每体积发热量小，因此需要较大的燃料供给装置。
表12-4 燃气涡轮发动机用燃料的性质
（续）
(https://www.chuimin.cn)
如果没有其他标记，是0℃、1.01×105时的值。
煤油的值为平均值或大概值。
喷气发动机的燃料会直接影响寿命、安全、经济性和性能，因此应符合严格的构成条件。航空器用喷气发动机燃料使用Jet A航空煤油或Jet A-1航空煤油。根据美国ASTM D-1655（1958）标准，规定Jet A和Jet A-1用冰点分别为-40℃和-50℃的煤油。Jet A-1航空煤油的物理特性见表12-5。这与一般家庭用的无色煤油很相似。
表12-5 喷气发动机燃料（Jet A-1航空煤油）的主要物理特性
（续）
通常，向燃烧室内供给燃料时的注意事项如下：
①雾化特性。
②排出压力流量特性。
③在燃烧室内分散和混合。
④燃料供给辅助机构负担。
⑤压力喷射阀耐久性，尤其是喷孔的耐磨损性。
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