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1 物理化学学报 (Wuli Huaxue Xuebao) 2438 Acta Phys. -Chim. Sin. 2017, 33 (12), December [Article] doi: /PKU.WHXB 航空煤油替代燃料模型构建方法及 HEF 航空煤油替代燃料模型 郑东 1,2 钟北京 2,* 姚通 3 ( 1 西南交通大学机械学院, 成都 ; 2 清华大学航天航空学院, 北京 ; 3 清华大学热能工程系燃烧能源中心, 北京 ) 摘要 : 本文在完善燃烧化学特性参数, 发展更准确的混合物特性参数计算方法的基础上, 提出一套完整的 精确的航煤替代燃料模型构建方法 并采用定容燃烧弹实验系统首次测量了初始温度 420 和 460 K 压力 0.1 MPa, 实际 HEF 航煤以及代表性组分十氢萘的层流火焰传播速度, 为本文发展和验证替代燃料模型提供充分的实验数据 依据该方法提出了摩尔分数为 65% 正十二烷 10% 正十四烷 25% 十氢萘三组分 HEF 航煤替代燃料模型 充分的的实验和计算结果验证表明, 替代燃料模型与实际 HEF 航煤在物理特性和燃烧化学特性方面有很高的相似性 本文提出的 HEF 航煤替代燃料模型和实验测量的层流火焰传播速度, 为后续化学反应机理的发展与验证奠定了基础 关键词 : 航空煤油 ; 替代燃料 ; 高能量密度燃料 ; 层流火焰传播速度 ; 反应机理中图分类号 :O643 Methodology for Formulating Aviation Kerosene Surrogate Fuels and the Surrogate Fuel Model for HEF Kerosene ZHENG Dong 1,2 ZHONG Bei-Jing 2,* YAO Tong 3 ( 1 School of Mechanical Engineering, Southwest Jiaotong University, Chengdu , P. R. China; 2 School of Aerospace Engineering, Tsinghua University, Beijing , P. R. China; 3 Center for Combustion Energy, Department of Thermal Engineering, Tsinghua University, Beijing , P. R. China) Abstract: The methodology for formulating aviation kerosene surrogate fuels was developed based on enriching combustion chemical property parameters, and presenting accurate computational method for mixture fuel property parameters. Moreover, under the conditions of initial pressure of 0.1 MPa, initial temperatures of 420 K and 460 K, the laminar flame speeds of the real HEF kerosene were measured using the constant-volume combustion bomb experiment. Depending on the methodology, the HEF kerosene surrogate fuel model, consisting of 65% n-dodecane/10% n-tetradecane/25% decalin (mole fraction), was presented. Sufficiently validated results indicated that in both physical and combustion chemical properties, the surrogate fuel models have high similarity with the real HEF kerosene. The present surrogate fuel model and experimental data provide a foundation for the development and validation of the chemical mechanism. Key Words: Aviation kerosene; Surrogate fuel; High energy density fuel; Laminar flame speed; Reaction mechanism Received: April 24, 2017; Revised: May 25, 2017; Published online: June 12, * Corresponding author. zhongbj@tsinghua.edu.cn; Tel: The project was supported by the National Natural Science Foundation of China ( ) and Fundamental Research Funds for the Central Universities ( CX035) 国家自然科学基金项目 ( ) 和中央高校基本科研业务费专项资金项目 ( CX035) 资助 Editorial office of Acta Physico-Chimica Sinica

2 No.12 郑东等 : 航空煤油替代燃料模型构建方法及 HEF 航空煤油替代燃料模型 引言为了进一步提高飞行器航速与航程, 高能量密度燃料 (HEF: High Energy Density Fuel) 成为各国争相研究的热点 1 其中,HEF 航空煤油 ( 以下简称航煤 ) 在航空发动机燃烧室中湍流燃烧的研究最具重要性和挑战性, 其核心问题是强烈的湍流与燃料燃烧化学反应的相互作用 2, 因此发展 HEF 航煤化学反应机理是阐明湍流与化学反应相互作用的必要前提 鉴于 HEF 航煤是包含多种大分子碳氢化合物的复杂混合物, 直接构建其化学反应动力学模型是行不通的 因此, 需要发展包含较少组分的替代燃料模型, 进而构建其化学反应机理 这种方法也常用于研究其它燃油 ( 汽油 柴油 ) 的化学反应动力学 3 5 目前大量的研究均针对传统航煤, 试图发展能够表征实际燃料部分物理特性和燃烧化学特性的替代燃料模型 Edwards 等 6 比较了正十二烷与 JP-7 航煤的物理特性 ( 密度 粘度 导热率 热熔等物理特性 ), 认为正十二烷可以作为 JP-7 航煤粗略的物理替代模型 在后续研究中进一步强调替代燃料必须能够描述实际燃料重要的物理和燃烧化学反应特性 7 Wood 等 8 根据蒸馏曲线的匹配性提出了 JP-4 航煤的 14 组分替代燃料模型 Violi 等 9 提出 6 组分和 7 组分的替代燃料模型, 用于描述 JP-8 航煤的蒸馏特性 闪点 组成 碳烟生成等特性 范学军等 10 针对 RP-3 航煤, 基于热物性提出了摩尔分数为 49% 正癸烷 /44% 三甲基环己烷 /7% 丙基苯替代燃料模型 曾文等 11 同样基于物理特性, 提出了摩尔分数为 65% 正十烷 /10% 甲苯 /25% 丙基环己烷 RP-3 航空煤油替代燃料模型 但是这些替代燃料模型 缺少燃烧化学特性方面的验证, 而且部分替代燃料模型代表性组分较多, 不易于反应动力学模型的发展 因此, 为了同时兼顾物理和燃烧化学特性相似性, 近年来发展替代燃料模型的思路大多是 : 以匹配重要特性参数, 如密度 分子量 (MW: Molecular Weight) 氢碳原子数比 (H/C: Hydrogen/Carbon) 衍生十六烷值 (DCN: Derived Cetane Number) 碳烟阈值系数 (TSI: Threshold Sooting Index) 等为目标, 确定代表性组分及其比例, 从而构建替代燃料模型 例如 Dooley 等 13 以 MW H/C DCN 和 TSI 特性参数为目标, 提出了摩尔分数为 42.67% 正癸烷 /33.02% 异辛烷 /24.31% 甲苯三组分 Jet-A 替代燃料模型 随后着重考虑燃烧化学特性相似性, 提出了摩尔分数为 40.4% 正十二烷 /29.5% 异辛烷 /22.8% 三甲基苯 /7.3% 正丙基 苯四组分 Jet-A 替代燃料模型 14 我们之前的研究 15 以匹配密度 粘度 MW 和 H/C 为目标, 提出了摩尔分数 40% 正癸烷 42% 正十二烷 13% 乙基环己烷和 5% 对二甲苯四组分 RP-3 航煤替代燃料模型, 并发展其化学反应机理 虽然相关的研究已经考虑到了燃烧化学特性相似性, 但匹配燃烧化学特性参数仍然不够全面, 针对混合物目标参数计算大多采用近似线性关系式 因此, 本文就进一步完善燃烧化学特性参数, 以及更为精确的混合物特性参数计算方法展开深入研究, 提出一套完整的 精确的航煤替代燃料模型构建理论方法 依据该理论方法发展能够全面描述实际 HEF 航煤物理和燃烧化学特性的替代燃料模型 并采用定容燃烧弹实验系统, 测量实际 HEF 航煤及替代燃料模型层流火焰传播速度, 着重验证其燃烧化学特性的相似性 为后续 HEF 航煤化学反应动力学模型的构建与验证, 提供准确替代燃料模型和充分实验数据 2 替代燃料模型构建理论方法如图 1 所示给出了本文提出的发展航煤替代燃料模型的方法, 该方法可分为三个层次 : 一是通过实验研究实际燃油组成 物理和燃烧化学特性 二是依据实验测量的燃油特性, 选择不同烃类的代表性组分 三是优化代表性组分比例, 具体过程如图 1 所示, 通过优化程序初步确定代表性组分比例, 进而计算混合物特性参数, 然后计算目标函数 ( 即全局误差 ), 最后判断全局误差是否达 图 1 发展航煤替代燃料模型的方法 Fig.1 Methodology for Formulating aviation kerosene surrogate fuel model.

3 2440 Acta Phys. -Chim. Sin Vol.33 到最小 从而, 使得混合物 ( 即替代燃料模型 ) 的物理 燃烧化学特性与实际燃油匹配 对于前两个层次具体内容在我们之前的研究 15 和相关文献 14 中有详细介绍, 这里不再累赘 本文将重点阐述在第三层次中所完善的燃烧化学特性参数, 以及精确的混合物特性参数计算方法 2.1 目标特性参数替代燃料模型要能准确描述实际燃油流动 雾化蒸发 着火燃烧等特性, 其所要匹配的物理和燃烧化学特性参数必须更加全面 下面逐一介绍重要的目标特性参数, 及由代表性组分组成的混合物特性参数计算方法 密度 / 黏度密度是燃油最基本的物理特性之一, 文献 16 中作为替代模型首要匹配的物理特性参数, 对于混合物密度计算均采用近似线性关系式 (1) 而黏度不仅关系到传输性质, 而且一定程度上决定了燃油的雾化蒸发过程 为了能够再现航煤在喷雾燃烧中的雾化蒸发特性, 替代燃料模型的密度和黏度均应该与实际航煤接近, 因此本文同时选择密度 黏度物理特性参数 与此同时, 本文基于 Supertrapp 程序 17 采用广义对应状态法则和 Peng-Robinson 方程对混合物的密度 粘度进行更为精确的计算, 以取代近似线性关系式 (1) 的计算方法 ρ = v i ρ i (1) 式 (1) 中 v i 是代表性组分 i 的液体体积分数,ρ i 是代表性组分 i 的密度 分子量 / 碳氢比分子量对气相燃料的扩散有重要影响 18, 要能描述航空煤油气相扩散特性, 替代燃料模型平均分子量应该与航煤分子量匹配 ; 碳氢比决定了燃烧产物 CO 2 和 H 2 O 的比例, 控制反应系统的生成焓和绝热火焰温度, 对燃料燃烧有重要影响 14, 替代燃料模型的碳氢比需与航空煤油一致 对于混合物平均分子量和碳氢比可以通过式 (2) (3) 准确计算 MW = x i MW i (2) H/C = ( x i H i )/( x i C i ) (3) 式 (2) (3) 中 x i 是代表性组分 i 摩尔分数,MW i H i 和 C i 分别是代表性组分 i 的分子量 氢原子数和碳原子数 DCN DCN 反映燃油喷雾燃烧着火过程特性, 是重要的燃烧化学特性参数之一 大量的文献 13,19 21 通过实验测量了纯组分 混合燃料以及实际燃油 的 DCN, 其中 Dooley 等 13 针对正癸烷 / 甲苯 / 异辛烷两组分和三组分混合燃料的 DCN 进行了详细实验研究 如图 2 所示整理了随甲苯液体体积分数和摩尔分数变化, 正癸烷 / 甲苯混合燃料 DCN 实验测量值 13, 并进行了线性拟合 由图 2 可见, 混合燃料的 DCN 与组分液体体积分数表现出较高的线性关系, 而与组分摩尔分数线性关系较差 因此, 对于混合物 DCN 的计算可以采用线性关系式 (4) Mueller 等 19 在研究柴油替代燃料模型也采用了该线性关系式, 计算替代燃料模型 DCN DCN = v i DCN i (4) 式 (4) 中 DCN i 是代表性组分 i 的 DCN 层流火焰传播速度除了上述 DCN 描述燃油着火特性外, 燃油燃烧特性也是不容忽视的 层流火焰传播速度是反映燃料基础燃烧特性最重要 最直接的参数之一 22, 因此本文首次将层流火焰传播速度作为重要的燃烧化学特性参数, 完善匹配的燃烧化学特性参数 图 3 给出了 Rau 等 23 对异辛烷 / 乙醇混合燃料的层流火焰传播速度实验测量结果, 并对实验值随乙醇液体体积分数进行了线性回归, 不难发现混合燃料层流火焰传播速度与乙醇液体体积分数呈现较高的线性关系 因此, 对于混合物层流火焰传播速度可以采用线性关系式 (5) 计算获得 与此同时, 图 4 对比了 Van Lipzig 等 24 异辛烷 / 正庚烷 / 乙醇 ( 液体体积比 1/3) 层流火焰传播速度实验值, 和采用线性关系式 (5) 计算值 由图 4 可见, 计算结果和实验结果高度一致, 充分说明采用线性关系式 (5) 能准确计算混合物的层流火焰传播速度 图 2 正癸烷 / 甲苯混合燃料 DCN 随甲苯比例的 13 变化关系 Fig.2 DCN of n-decane and toluene binary mixture as a function of toluene concentration 13.

4 No.12 郑东等 : 航空煤油替代燃料模型构建方法及 HEF 航空煤油替代燃料模型 2441 F H/C = (H/C H/C real )/H/C real (10) F ρ = (ρ ρ real )/ρ real (11) F μ = (μ μ real )/μ real (12) 图 3 异辛烷 / 乙醇混合燃料火焰传播速度测量随 23 乙醇比例的变化关系 Fig.3 Flame speed of iso-octane/ethanol binary mixture as a function of ethanol concentration 23. 图 4 异辛烷 / 正庚烷 / 乙醇混合燃料火焰传播速度 24 计算值与实验值对比 Fig.4 Comparisons between experimental and calulated results for flame speed of ternary mixture of iso-octane/ethanol/n-heptane 24. FS = v i FS i (5) 式 (5) 中 FS i 是代表性组分 i 的层流火焰传播速度 2.2 目标函数与优化目标函数 Er 表示混合物和实际燃油目标特性参数的全局误差, 本文通过式 (6) 计算 当全局误差即 Er 最小时, 表明混合物目标特性参数与实际燃油最接近 Er = W DCN F 2 2 DCN + W FS F FS W MW F MW + W H/C F H/C + W ρ F 2 ρ + W μ F 2 (6) μ 式 (6) 中 W x 是特性参数 x 的权重因子,F x 定义为混合物与实际燃油特性参数 x 的相对误差 本文通过式 (7) (12) 计算混合物与实际燃油各个特性参数的相对误差 F DCN = (DCN DCN real )/DCN real (7) F FS = (FS FS real )/FS real (8) F MW = (MW MW real )/MW real (9) 式 (7) (12) 中 DCN real FS real MW real H/C real ρ real 和 μ real 分别代表实际燃油的 DCN 层流火焰传播速度 MW H/C 密度和动力黏度 整个优化过程如图 1 所示, 首先由组分优化计算获得代表性组分的组成比例 然后依据上述混合物特性参数计算方法, 获得混合物的特性参数值 进而通过式 (6) (12) 计算相对误差值和目标函数 Er 值, 判断 Er 是否达到最小值 其中组分优化算法 : 确定相对误差值最大的特性参数, 选择易于调整该特性参数的代表性组分并调整其比例, 归一化后给出优化的组成比例 通过如此反复迭代计算直到 Er 达到最小值, 获得替代燃料模型 本文对 Supertrapp 程序进行二次开发 ( 即修改原程序中参数输入和计算结果输出子程序, 实现与优化主程序的耦合 ), 基于 Fortran 语言编程实现整个优化过程计算 3 层流火焰传播速度实验测量上一节中提出了一套完整的 精确的航煤替代燃料模型构建理论方法 其中层流火焰传播速度反映燃烧化学特性重要参数之一, 丰富准确的层流火焰传播速度实验数据是替代燃料模型提出的必要前提 对于大部分代表性组分的火焰传播速度可以查阅相关参考文献 25,26, 而对于下一节 HEF 航煤和代表性组分十氢萘, 目前尚无文献报道相关实验数据 因此本节采用定容燃烧弹实验系统, 测量其层流火焰传播速度 图 5 给出了定容燃烧弹实验系统示意图, 本实验系统主要包括定容燃烧弹本体 电加热控温系统 点火控制系统 进排气系统和高速纹影系 图 5 定容燃烧弹实验系统示意图 Fig.5 Experimental system sketch of constant volume combsution bomb.

5 2442 Acta Phys. -Chim. Sin Vol.33 统 实验系统测量的初始压力范围 MPa, 初始温度范围 300 K 530 K 定容燃烧弹内腔总体积为 L, 观察窗半径 35 mm 采用 JGS1 石英玻璃 可观测的火焰区域占定容弹体积 6.3%, 因此可以认为在可观察范围内是球形火焰是定压燃烧过程 采用 Phantom v611 高速数字摄影机, 拍摄参数设置为像素 , 拍摄速度 8000 帧 / 秒 Chen 等 27 对球形火焰法测量层流火焰传播速度的影响因素 ( 点火 内腔边界 火焰不稳定 非线性拉伸等等 ) 进行了详细分析 因此本文剔除由点火 内腔边界和火焰不稳定影响的数据, 火焰传播速度与拉伸率呈现良好的线性关系, 并采用线性拉伸法获得无拉伸层流火焰传播速度 采用上述定容燃烧弹实验系统, 测量了初始压力 0.1 MPa 初始温度 420 和 460 K 当量比范围 条件下, 代表性组分十氢萘和 HEF 航煤的层流火焰传播速度 如图 6 和图 7 分别给出了十氢萘 / 空气 HEF 航煤 / 空气层流火焰传播速度的实验测量结果 由图 6 和图 7 可见随初始温度增加, 层流火焰传播速度均增大 ; 在当量比 1.1 附近层流火 焰传播速度达到最大 ; 相同工况下十氢萘和 HEF 航煤层流火焰传播速度差距较小 4 HEF 航煤替代燃料模型本节以 HEF 航煤为对象, 采用上述航煤替代燃料模型构建方法, 发展 HEF 航煤的替代燃料模型 HEF 航煤样品来自于天津大学化工学院 4.1 HEF 航煤成分和特性参数首先通过色谱 - 质谱联用仪 (GC-MS: Gas Chromatograph-Mass Spectrometer) 确定 HEF 航煤燃料的组成分成及其相对摩尔分数, 并分别按照组分的烃类别对 GC-MS 分析的组分进行归类 如图 8 和图 9 分别给出了 HEF 航煤不同烃类组成比例和组成成分碳数分布 由图 8 可见,HEF 航煤中基本上只含有链烷烃和环烷烃类物质, 链烷烃类组分占比高达 82.3%, 环烷烃占比 19.7%, 与 RP-3 航煤的组成烃类 15 有较大差异 由图 9 可以看出,HEF 航煤中碳氢化合物的碳数分布比较集中在 C10 C14 之间, 均为大碳氢化合物 其中浓 图 6 十氢萘 / 空气层流火焰传播速度实验测量结果 Fig.6 Measuring laminar flame speeds for decalin/air. 图 8 HEF 航煤组成成分 ( 摩尔分数 ) Fig.8 Molecular class compositions (mole fraction) of HEF kerosene. 图 7 HEF 航煤 / 空气层流火焰传播速度实验测量结果 Fig.7 Measuring laminar flame speeds for HEF kesosene/air. Fig.9 图 9 HEF 航煤组成成分碳数分布 Carbon number profile for compositions of HEF kerosene.

6 No.12 郑东等 : 航空煤油替代燃料模型构建方法及 HEF 航空煤油替代燃料模型 2443 表 1 HEF 航煤的特性参数分析结果 Table 1 Analysis results for property parameters of HEF kerosene. Formula Density/(g cm 3 ) Viscosity/(mPa s) H/C ratio MW/(g mol 1 ) Boiling point/ C DCN HEF kerosene C 11.72H RP-3 kerosene C 10.57H Surrogate fuel model C 11.70H 表 2 HEF 航煤代表性组分的特性参数 Table 2 Property parameters of the representative species of HEF kerosene. Compound Formula Density/(g cm 3 ) a Viscosity/(mPa s) a H/C ratio MW/(g mol 1 ) a Boiling point/ C a DCN n-tetradecane C 14H n-dodecane C 12H decalin C 10H a computing platform of physical properties: 度最高的碳氢化合物为 C11 和 C12, 其总摩尔分数高达 79.7% 其次对 HEF 航煤的重要物理和燃烧化学特性参数进行分析 表 1 给出了本文测量的结果, 并与文献 15 中 RP-3 结果进行了对比 由表 1 可见 HEF 航煤的密度 H/C 与 RP-3 航煤接近, 但其分子量 粘度 蒸发温度 DCN 均大于 RP-3, 表明两种型号航煤的理化特性有较大的差异 4.2 HEF 航煤替代燃料模型上述 HEF 航煤的组成成分和特性参数实验分析结果, 为构建替代燃料模型提供了重要依据 由 HEF 航煤成分分析可知该航煤基本上只含有 82.3% 链烷烃和 19.7 环烷烃, 平均碳原子数为 鉴于正十二烷分子量 碳原子数与 HEF 航煤接近 ( 见表 2), 而且正十二烷也是常用的航煤替代燃料组分 与此同时, 正十四烷有较高的分子量 粘度 蒸发温度 ( 见表 2), 是较为理想的平衡理化特性的组分 因此选择正十二烷和正十四烷作为新型航煤链烷烃代表性组分 相对于单环烷烃而言, 双环十氢萘具有更高的碳原子数和密度 ( 见表 2), 更适合作为 HEF 航煤环烷烃类的代表性组分 至此本文选择正十二烷 正十四烷和十氢萘作为 HEF 航煤的代表性组分 而且文献 对于正十二烷 正十四烷和十氢萘化学反应机理均有一定的研究, 这为后续发展 HEF 航煤燃烧化学反应机理奠定了基础 本文选择密度 黏度 H/C 分子量 DCN 层流火焰传播速度为需要匹配的目标特性参数, 特性参数权重因子均为 1 通过对目标函数优化最终确定摩尔分数 65% 正十二烷 10% 正十四烷和 25% 十氢萘三组分 HEF 航煤替代燃料模型 4.3 HEF 航煤替代燃料模型合理性验证 通过计算和实验测量上述提出 HEF 航煤替代燃料模型的物理和燃烧化学特性参数, 并与实际 HEF 航煤的测量结果进行对比 ( 如表 1 所示 ) 由表 1 对比结果可见, 本文提出的替代燃料模型的密度 黏度 H/C 分子量以及 DCN 与实际 HEF 航煤非常相近 进一步对替代燃料模型与实际 HEF 航煤在燃烧特性方面的相似性进行充分实验验证 同样采用定容燃烧弹实验系统测量 HEF 航煤替代燃料模型的层流火焰传播速度, 并与实际 HEF 航煤实验值进行对比 图 10 给出了初始温度 420 和 460 K 压力 0.1 MPa 当量比 范围, 实际 HEF 航煤及其替代燃料模型层流火焰传播速度 由图 10 可见, 当量比 0.7 时替代燃料模型和实际燃油的层流火焰传播速度略有偏差, 这是由于极贫燃条件下, 初始火焰球形度较差, 从而引起较大的误差 除此以外, 在其余当量比范围两者层流火焰传播速度高度一致, 说明 HEF 航煤替代燃料模型能够准 图 10 HEF 航煤及其替代燃料模型层流火焰传播速度 Fig.10 Laminar flame speeds of HEF kerosene and present surrogate model.

7 2444 Acta Phys. -Chim. Sin Vol.33 确的描述实际 HEF 航煤的燃烧化学特性 5 结论本文采用 Supertrapp 程序精确计算混合物物理特性, 增加层流火焰传播速度作为重要的燃烧化学特性参数, 并讨论了混合物燃烧化学特性参数的准确计算方法, 提出了一套更完整的 更精确的航煤替代燃料模型构建理论方法 采用定容燃烧弹实验系统首次测量了初始温度 420 和 460 K 压力 0.1 MPa 当量比范围 , 实际 HEF 航煤以及代表性组分十氢萘的层流火焰传播速度, 为本文发展和验证替代燃料模型提供了必要的实验支撑 以 HEF 航煤为对象, 采用本文航煤替代燃料模型构建方法, 提出了摩尔分数 65% 正十二烷 10% 正十四烷 25% 十氢萘三组分 HEF 航煤替代燃料模型 充分的实验和计算结果验证了 HEF 航煤替代燃料模型和实际 HEF 航煤在物理特性和燃烧化学特性方面的相似性 References (1) Chung, H.; Chen, C.; Kremer, R.; Boulton, J.; Burdette, G. Energy Fuels 1999, 13 (3), 641. doi: /ef980195k (2) Ma, H. A.; Xie, M. Z.; Zeng, W.; Chen, X. X. J. Aerospace Power 2013, 28 (2), 297. [ 马洪安, 解茂昭, 曾文, 陈潇潇. 航空动力学报, 2013, 28 (2), 297.] doi: /j.cnki.jasp (3) Zheng, D.; Zhong, B. J. Acta Phys. -Chim. Sin. 2012, 28 (9), [ 郑东, 钟北京. 物理化学学报, 2012, 28 (9), 2029.] doi: /PKU.WHXB (4) Zhong, B.-J.; Zheng, D. Fuel 2014, 128 (15), 458. doi: /j.fuel (5) Pitz, W. J.; Mueller, C. J. Prog. Energy Combust. Sci. 2011, 37 (3), 330. doi: /j.pecs (6) Tim, E. USAF Supercritical Hydrocarbon Fuels Interests. Proceedings of 31st Aerospace Sciences Meeting, American Institute of Aeronautics and Astronautics, Reston, VA, USA, (7) Edwards, T.; Maurice, L. Q. J. Propuls. Power 2001, 17 (2), 461. doi: / (8) Wood, C. P.; McDonell, V. G.; Smith, R. A.; Samuelsen, G. S. J. Propuls. Power 1989, 5 (4), 399. doi: / (9) Violi, A.; Yan, S.; Eddings, E. G.; Sarofim, A. F.; Granata, S.; Faravelli, T.; Ranzi, E. Combust. Sci. Technol. 2002, 174 (11 12), 399. doi: / (10) Fan, X. J.; Yu, G. J. Propuls. Technol. 2006, 27 (2), 187. [ 范学军, 俞刚. 推进技术, 2006, 27 (2), 187.] (11) Zeng, W.; Li, H. X.; Ma, H, A.; Liang, S.; Chen, B. D. J. Propuls. Technol. 2014, 35 (8) [ 曾文, 李海霞, 马洪安, 梁双, 陈保东. 推进技术, 2014, 35 (8) ] doi: /j.cnki.tjjs (12) Pei, X. Y.; Hou, L. Y.; Mo, C. K.; Dong, N. J. Aerospace Power 2015, 30 (9), [ 裴鑫岩, 侯凌云, 莫崇康, 董宁. 航空动力学报, 2015, 30 (9), 2122.] doi: /j.cnki.jasp (13) Dooley, S.; Won, S. H.; Chaos, M.; Heyne, J.; Ju, Y.; Dryer, F. L.; Kumar, K.; Sung, C. -J.; Wang, H.; Oehlschlaeger, M. A.; Santoro, R. J.; Litzinger, T. A. Combust. Flame 2010, 157 (12), doi: /j.combustflame (14) Dooley, S.; Won, S. H.; Heyne, J.; Farouk, T. I.; Ju, Y.; Dryer, F. L.; Kumar, K.; Hui, X.; Sung, C. -J.; Wang, H.; Oehlschlaeger, M. A.; Iyer, V.; Iyer, S.; Litzinger, T. A.; Santoro, R. J.; Malewicki, T.; Brezinsky, K. Combust. Flame 2012, 159 (4), doi: /j.combustflame (15) Zheng, D.; Yu, W. M.; Zhong, B. J. Acta Phys. -Chim. Sin. 2015, 31 (4), 636. [ 郑东, 于维铭, 钟北京. 物理化学学报, 2015, 31 (4), 636.] doi: /PKU.WHXB (16) Ahmed, A.; Goteng, G.; Shankar, V. S. B.; Al-Qurashi, K.; Roberts, W. L.; Sarathy, S. M. Fuel 2015, 143 (1), 290. doi: /j.fuel (17) NIST Standard Reference Database 4: NIST Thermophysical Properties of Hydrocarbon Mixtures Database. Available online: (accssed on 8 June 2017). (18) Holley, A. T.; You, X. Q.; Dames, E.; Wang, H.; Egolfopoulos, F. N. Proc. Combust. Inst. 2009, 32 (1), doi: /j.proci (19) Mueller, C. J.; Cannella, W. J.; Bruno, T. J.; Bunting, B.; Dettman, H. D.; Franz, J. A.; Huber, M. L.; Natarajan, M.; Pitz, W. J.; Ratcliff, M. A.; Wright, K. Energy Fuels 2012, 26 (6), doi: /ef300303e (20) Shrestha, A.; Zheng, Z.; Badawy, T.; Henein, N.; Schihl, P. SAE Int. J. Fuels Lubr. 2014, 7 (1), 337. doi: / (21) Heyne, J. S.; Boehman, A. L.; Kirby, S. Energy Fuels 2009, 23 (12), doi: /ef900715m (22) Tang, C. L.; Jin, C.; He, J. J.; Huang, Z. H.; Wang, J. H. J. Eng. Thermophys. 2009, 30 (6), [ 汤成龙, 金春, 何佳佳, 黄佐华, 王金华. 工程热物理学报, 2009, 30 (6), 1075.] (23) Rau, F.; Hartl, S.; Voss, S.; Still, M.; Hasse, C.; Trimis, D. Fuel 2015, 140 (15), 10. doi: /j.fuel (24) Van Lipzig, J. P. J.; Nilsson, E. J. K.; De Goey, L. P. H.; Konnov, A. A. Fuel 2011, 90 (8), doi: /j.fuel (25) Kumar, K.; Sung, C. -J. Combust. Flame 2007, 151 (1 2), 209. doi: /j.combustflame (26) Li, B.; Liu, N.; Zhao, R.; Zhang, H.; Egolfopoulos, F. N. Proc.

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