Kinetische Modellierung der thermischen Oxidation und Koksablagerung in Flugkraftstoffen

Flugkraftstoff wird auch als Kühlmittel in fortschrittlichen Flugzeugtriebwerken verwendet, und die damit verbundene Bildung von Ablagerungen in Wärmeübertragungssystemen umfasst eine komplexe Kombination physikalischer Prozesse und chemischer Reaktionen. Basierend auf unseren früheren experimentellen Ergebnissen wurde ein pseudodetaillierter chemischer kinetischer und globaler Ablagerungsmechanismus des Flugkerosins RP-3 unter überkritischem Druck entwickelt. Dieser Mechanismus umfasst drei Bulk-Reaktionen und drei Wandablagerungsreaktionen und berücksichtigt Temperaturgradienten, Sauerstoffverbrauch und Strömungsregime. Die Fluid–thermisch–festen Wechselwirkungen in einem Rohr wurden in Verbindung mit dem oben genannten Mechanismus simuliert, und experimentelle Ergebnisse, die bei verschiedenen Konzentrationen des gelösten Sauerstoffs erzielt wurden, wurden zur Validierung der Simulation verwendet. Es wurde festgestellt, dass dieses Modell in der Lage ist, die Gesamtmengen an Ablagerung und Sauerstoffverbrauch sowie das Ablagerungsprofil entlang des Rohrs genau vorherzusagen. Die Auswirkungen der Luftsättigung und geringer Konzentrationen des gelösten Sauerstoffs auf die Koksablagerung wurden verglichen, und eine Abnahme der Konzentration des gelösten Sauerstoffs zeigte sich als wirksam zur Reduzierung der Koksablagerung. Der Beitrag des Temperaturgradienten wurde auf der Grundlage von Vorhersagen lokaler Koksablagerungen bewertet, und die Raten der Wandreaktionen wurden als weit langsamer als die der Bulk-Reaktionen bestimmt.