清华大学学报(自然科学版)

作者：徐博阳, 贾旭宏, 刘全义

单位：1. 中国民用航空飞行学院 民航安全工程学院, 广汉 618307,2. 中国民用航空飞行学院 民机火灾科学与安全工程四川省重点实验室, 广汉 618307

关键词：燃料液滴,液滴起火,钛合金基板,起火概率,起火延迟时间

基金：民航局安全能力建设项目(MHAQ2023030),民机火灾科学与安全工程四川省重点实验室揭榜挂帅项目(MZ2023JB01)

液体燃料泄漏或溢出到航空发动机等高温部件热表面存在起火风险, 尤其是在燃料输送系统老化、机械碰撞或结构损伤等突发情况下, 液体燃料泄漏可能性增加。为减少此类火灾隐患, 该文研究了燃料液滴在高温热表面上的起火特性。以钛合金高温加热板模拟热表面, 针对直径为3.62~9.49 mm的RP-3航空煤油和正庚烷液滴的起火概率和起火延迟时间进行了实验研究。结果表明, RP-3航空煤油和正庚烷液滴在钛合金热表面起火的最低温度分别约为590 ℃和580 ℃, 起火概率随温度升高单调递增, 但随液滴直径呈现非单调性变化, 当液滴直径小于临界值(7.26 mm)时, 起火概率随直径增大而增加; 超过临界值后, 起火概率随直径增大而降低。起火延迟时间随温度升高而减小, 液滴直径为7.26 mm时起火延迟时间最短, 液滴直径偏离临界值均导致起火延迟时间的增加。相同温度和液滴直径条件下, RP-3航空煤油起火概率低于正庚烷。进一步基于蒸气浓度临界条件的物理Logistic模型和能量守恒-Arrhenius复合模型预测了起火概率和起火延迟时间, 误差均较小。该研究为航空发动机防火设计提供了理论依据, 并指出了低氧环境下模型修正的方向。

来源：2026年第1期

《清华大学学报(自然科学版)》期刊编辑部

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