2018, Vol. 39
2. 上海交通大学 动力机械及工程教育部重点实验室，上海 200240
2. Key Laboratory for Power Machinery and Engineering, Ministry of Education, Shanghai Jiaotong University, Shanghai 200240, China
近年来，随着中国民航事业的快速发展，航空煤油消耗加快，仅2016年1~11月，中国煤油表观消耗量已达到2814万吨，同比上涨10.8%，而2015年全年我国石油净进口量达到3.28亿吨，对外依存度首破60%，预计至2020年，中国油气对外依存度将达到67%。届时，我国石油供应安全问题将变得非常突出[1]。与此同时，由航空发动机向大气排放的污染物日益增多。目前，全球航空业正面临着因CO2等温室气体排放导致全球温度上升等问题[2]。
为解决我国石油对外依存度持续增高所带来的能源安全问题以及满足国际航空运输协会(IATA)提出的航空减排要求，寻求和开发航空替代燃料已成为研究热点。目前航空发动机使用的替代燃料以煤液化喷气燃料、气体合成喷气燃料和生物喷气燃料为主[3, 4]。虽然这三种替代燃料在能量密度、流动性等方面的性质与现有喷气燃料基本相近，是“即用型”燃料，但其生产工艺复杂、生产成本颇高，短期内很难实现大规模应用。为此，航空业仍在继续寻找其它航空替代燃料，其中包括液化氢气(LH)和液化天然气(LNG)[5]。
LNG主要成分是甲烷(CH4)，由于CH4具有存储丰富、价格便宜、燃烧排放少以及能够保证火灾爆炸安全等诸多优势，LNG有望成为航空业节能减排、实现可持续发展的有效替代燃料[6~8]。然而，LNG作为航空替代燃料存在诸多问题，如LNG气化成CH4后体积热值降低，CH4燃点较高、火焰传播速度较慢等，LNG的这些特点都不利于其在航空发动机中的应用[9]。因此，LNG很难单独用作航空替代燃料，为将LNG用于航空领域，研究人员提出采用LNG/航空煤油混合燃料作为航空替代燃料的设想，并拟对混合燃料着火与燃烧特性进行研究。
目前，国内外学者对LNG主要成分CH4以及多种航空煤油的燃烧特性展开了大量研究工作。Hassan[10]，Rozenchan[11]，Park[12]，Lowry[13]等都曾采用实验方法测量宽广工况范围下(初始压力0.1~0.5MPa，当量比0.8~1.4)CH4/空气混合气层流燃烧速度。采用球形火焰法，何佳佳等[14]在定容燃烧装置中获得不同当量比和不同初始温度的CH4/空气混合气层流燃烧速度。结果表明，拉伸火焰传播速度、无拉伸火焰传播速度和无拉伸层流燃烧速度均随初始温度的增加而增加。常铭等[15]对天然气/空气层流燃烧速度和马克斯坦长度展开了研究。结果表明，马克斯坦长度随当量比的增加而增加，层流燃烧速度在当量比1.1附近达到最大。
在航空煤油燃烧特性方面，目前，国外学者已对Jet-A，Jet A-1，JP-8，JP-10等燃料的层流燃烧速度等特性开展了大量研究。在我国，RP-3航空煤油是主要航空燃料，广泛用于民航飞机和军用飞机。曾文等[16, 17]在定容燃烧反应装置中测量了初始压力0.1~0.7MPa，初始温度390~450K，当量比0.6~1.6范围的RP-3航空煤油层流燃烧速度和马克斯坦长度，分析了初始温度、压力以及当量比对火焰发展结构、层流燃烧速度及马克斯坦长度的影响，同时对RP-3航空煤油着火特性进行了实验研究并构建了其化学反应详细及简化机理。郑东、于维铭等[18, 19]采用对冲火焰实验平台获得了RP-3航空煤油及其替代燃料的层流火焰传播速度，并进一步发展了包含168组分、1089反应的多组分RP-3航空煤油替代燃料的半详细反应动力学模型。
由国内外研究现状可知，目前学者普遍在CH4和RP-3航空煤油单组份燃料燃烧特性上开展研究，对CH4/RP-3航空煤油混合燃料燃烧特性的研究较为匮乏。因此，本文拟开展CH4/RP-3航空煤油混合燃料燃烧特性研究。本文将采用定容燃烧反应装置对0~0.8甲烷含量CH4/RP-3航空煤油混合燃料在初始温度420K，初始压力0.1MPa，当量比0.8~1.5的燃烧特性进行实验研究，并分析甲烷含量对混合燃料马克斯坦长度及层流燃烧速度等影响。
2 实验方法 2.1 实验装置定容燃烧反应实验装置如图 1所示[20]，该装置包括定容燃烧弹、点火系统、加热系统、高速摄像与纹影系统、数据采集系统等。定容燃烧弹为不锈钢圆柱型，其内径为180mm，容积约为5.5L，如图 2所示。燃烧弹内布置有点火电极，燃烧弹外装有压力传感器、压力变送器、温度传感器、液体燃料注射阀与进排气阀等。燃烧弹两端装有80mm厚石英玻璃窗，窗口直径为130mm。本实验将采用背影法拍摄CH4/RP-3航空煤油混合燃料火焰发展照片，所用高速摄像机为幻影Phantom v611，拍摄速度为1×104幅/秒。
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Fig. 1 Experimental facility of constant volume chamber |
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Fig. 2 Constant volume chamber |
RP-3航空煤油是一种典型的高碳数大分子碳氢燃料。国产RP-3航空煤油的色谱分析数据如表 1所示[21]，RP-3航空煤油的部分物理性质如表 2所示。本文根据RP-3分子量和碳、氢含量百分比估算出RP-3航空煤油平均分子式为C10.45H19.595。
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Table 1 Mean component of RP-3 kerosene |
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Table 2 Basic physical properties of RP-3 kerosene |
实验中，先根据RP-3航空煤油平均分子式与CH4化学分子式，计算出各当量比、各甲烷含量下RP-3航空煤油、CH4，O2和N2的体积分数，然后根据分压定律依次计算RP-3航空煤油、CH4，O2和N2分压，制定配气表。其次，依据配气表充入相应组分，即通过液体燃料注射阀将RP-3航空煤油注入弹体内，再通过进气系统依次向燃烧弹内充入CH4，O2与N2。实验测得层流燃烧速度随充气完成后静置时间变化规律如图 3所示。如图所示，随着静置时间的延长，层流燃烧速度逐渐降低，当静置时间超过8min后，初始温度420K，初始压力0.1MPa，当量比1.1和甲烷含量0.4的CH4/RP-3航空煤油混合燃料层流燃烧速度稳定在2.5m/s左右。此时，静置时间再增加对实验测得层流燃烧速度影响很小。因此，本文选择充气完成后静置10min，待形成均匀混合气后，通过中心电极点火，同时触发高速摄像机对火焰发展进行拍照。
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Fig. 3 Laminar burning velocity with premixed 15:36:52 |
对于球形扩散火焰，火焰半径对时间的变化率即为拉伸火焰传播速度Sn[22]
| $ {S_{\rm{n}}} = \frac{{{\rm{d}}r}}{{{\rm{d}}t}} $ | (1) |
式中r为火焰半径，t为时间。
火焰拉伸率α为火焰表面上一个无限小面积的对数值对时间的变化率
| $ \alpha = \frac{{{\rm{d}}\left( {\ln \;A} \right)}}{{{\rm{d}}t}} = \frac{{{\rm{d}}A}}{{A \cdot {\rm{d}}t}} $ | (2) |
式中A为火焰前锋面积。
如果燃烧火焰为球形扩散火焰，运用球形的面积公式，式(2)还可以表示为
| $ \alpha = 2 \cdot {\rm{d}}r{\rm{/}}\left( {r \cdot {\rm{d}}t} \right) = \frac{{2{S_{\rm{n}}}}}{r} $ | (3) |
由马克斯坦理论可知，球形扩散火焰的无拉伸层流火焰传播速度Sl与拉伸层流火焰传播速度Sn之间存在如下关系
| $ {S_{\rm{n}}} = {S_{\rm{l}}}-{S_{\rm{l}}}{L_{\rm{b}}}\frac{2}{r} $ | (4) |
利用式(3)与式(4)可以获得Sn与α的非线性关系
| $ {S_{\rm{n}}} = {S_{\rm{l}}}-{S_{\rm{l}}}{L_{\rm{b}}}\frac{\alpha }{{{S_{\rm{n}}}}} $ | (5) |
式中为无拉伸层流火焰传播速率，Lb为马克斯坦长。
根据在火焰前锋面上的质量守恒，有
| $ A{\rho _{\rm{u}}}{u_1} = A{\rho _{\rm{b}}}{S_1} $ | (5) |
式中ρu与ρb分别为未燃区与已燃区混合气的密度。σ = ρu/ρb，为热膨胀系数。由式(5)可获得层流燃烧速度ul
| $ {u_1} = \left( {{\rho _{\rm{b}}}{S_{\rm{l}}}} \right){\rm{/}}{\rho _{\rm{u}}} $ | (6) |
进而可得到火焰厚度δl
| $ {\delta _{\rm{l}}} = v/{u_1} $ | (7) |
式中ν为未燃气体的运动粘度。
3 实验结果及分析 3.1 甲烷添加对CH4/RP-3航空煤油混合燃料火焰发展特性的影响图 4为高速摄像机拍摄的初始温度420K，初始压力0.1MPa，当量比0.8，1.0和1.3，甲烷含量0，0.4和0.8工况下CH4/RP-3航空煤油混合燃料火焰发展图片。从图 4(a)可以看出，在当量比为0.8，甲烷含量为0时，火焰前锋面较为光滑。以此工况为起点，分别增加当量比和甲烷含量发现，在当量比0.8不变，将甲烷含量从0增加到0.8时，火焰前锋面始终保持稳定，而当甲烷含量0不变，将当量比从0.8增加到1.3时，从图 4(g)可以看出，在火焰发展初期，火焰前锋面出现明显的凸起和凹陷，在火焰发展末期，火焰内部呈现明显的网格形泡状结构。说明当混合气浓度增加时，RP-3航空煤油燃烧稳定性变差。
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Fig. 4 Effects of methane addition on the flame propagation characteristic of RP-3 kerosene(p=0.1MPa, T=420K) |
另外，从图 4(g)~(i)可以看出，当量比为1.3，随着甲烷含量的增加，火焰前锋面又逐渐趋于稳定，当甲烷含量增至0.8时，火焰前锋面只在个别处出现凸起和凹陷，在火焰发展末期，也只在点火电极两侧出现少许长条形胞状结构。说明RP-3航空煤油浓混合气中添加CH4能够起到稳定燃烧的作用。
相关研究表明，影响预混层流火焰稳定性的因素主要包括体积力、流体动力学和热扩散因素。其中体积力导致的火焰不稳定是由于浮力对火焰影响而造成，其影响只在过稀或过浓混合气中表现较为明显；流体动力学不稳定是由火焰前锋面热膨胀引起火焰温度梯度与流线的正方向发生偏离引起的，且这种因素只在火焰半径足够大时才对火焰稳定性产生影响；热扩散不稳定性是由火焰前锋面附近质量相对于热量的优先扩散引起的，如果混合气中扩散能力较强的组分较多，则优先扩散作用使预混火焰稳定。如图 4所示，预混火焰未出现明显上浮，因此，可排除体积力对火焰不稳定性影响。本文将着重考虑流体动力学和热扩散因素对燃烧稳定性的影响。
流体动力学因素主要依赖于热膨胀系数和火焰厚度的变化。图 5给出在初始温度420K，初始压力0.1MPa以及当量比1.3工况下CH4/RP-3混合燃料热膨胀系数和火焰厚度随甲烷含量增加的变化规律。如图所示，当量比1.3浓混合气的热膨胀系数几乎不随甲烷含量的变化而变化，而火焰厚度随甲烷含量增加呈现先增大后减小，继而再次增大的变化趋势。因此，从流体动力学因素角度分析，随着甲烷含量从0增加到0.4，再到0.8，混合燃料火焰厚度逐渐增大，导致CH4/RP-3航空煤油混合燃料燃烧趋于稳定。
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Fig. 5 Effects of methane addition on the density ratio and flame thickness |
热扩散因素依赖于路易斯数，计算公式为
| $ Le = \alpha /D{\rm{ = }}\lambda {\rm{/}}\rho {C_p}D $ | (8) |
式中α为热扩散系数，λ，ρ，Cp分别为未燃混合气的导热系数，密度和比热；D为不足反应物和缓冲气体的二元质量扩散系数。
本文CH4/RP-3航空煤油混合燃料路易斯数的计算采用体积算法
| $ Le = {x_{{\rm{C}}{{\rm{H}}_{\rm{4}}}}}L{e_{{\rm{C}}{{\rm{H}}_{\rm{4}}}}} + {x_{{\rm{RP-3}}}}L{e_{{\rm{RP}}-3}} $ | (9) |
式中xCH4和xRP-3分别为CH4和RP-3航空煤油的摩尔质量分数，LeCH4和LeRP-3分别为CH4和RP-3航空煤油单组份燃料的路易斯数。
图 6给出CH4/RP-3航空煤油混合燃料路易斯数随甲烷含量增加的变化趋势。如图所示，当量比0.8稀混合气路易斯数随甲烷含量增加显著降低，而当量比1.3浓混合气路易斯数随甲烷含量增加几乎不变，说明对于CH4/RP-3航空煤油浓混合气，甲烷含量的增加并不会改变热扩散因素对燃烧稳定性的影响。
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Fig. 6 Effects of methane addition on the Lewis number |
综合分析体积力、流体动力学和热扩散因素对当量比1.3的CH4/RP-3航空煤油浓混合气燃烧稳定性影响可知，随着甲烷含量增加混合燃料火焰厚度增大是使燃烧变得稳定的主要原因。
3.2 甲烷添加对CH4/RP-3航空煤油混合燃料火焰半径扩散速率的影响在定容燃烧弹中，可燃混合气层流燃烧速率受混合气理化性质、当量比、初始状态参数与点火能量等多种因素影响。考虑到火焰半径小于7mm时点火能量所造成的影响以及火焰半径大于25mm时未燃CH4/RP-3航空煤油混合燃料温度和压力变化带来的影响，本文选择对火焰半径7~25mm所对应的纹影照片进行测量与分析。同时，考虑到实验设备的变值系统误差以及实验人员的粗大误差等因素，采取对每一工况进行3次实验和对实验数据取平均值的方法减小实验测量误差。
图 7为初始温度420K，初始压力0.1MPa，当量比0.8，1.0和1.2，甲烷含量0，0.4和0.8的CH4/RP-3航空煤油混合燃料火焰半径扩散速率，从图中可以看出，各个工况的火焰扩散半径与时间基本呈线性关系。如图所示，在所有工况中，当量比为1.0，甲烷含量为0，0.4和0.8工况以及当量比为1.2，甲烷含量为0工况的CH4/RP-3航空煤油混合燃料火焰半径扩散速率明显高于其他工况。
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Fig. 7 Effects of methane addition on flame radius versus time(p=0.1MPa, T=420K) |
另外，从图中可以看出，在当量比为0.8时，随着甲烷含量从0增加到0.8，火焰半径扩散速率显著增加，说明RP-3航空煤油稀混合气中添加甲烷能够提高RP-3航空煤油火焰半径扩散速率；在当量比为1.0时，随着甲烷含量从0增加到0.8，火焰半径扩散速率没有明显变化，说明在RP-3航空煤油化学当量比混合气中添加甲烷对RP-3航空煤油火焰半径扩散速率没有影响；在当量比为1.2时，随着甲烷含量从0增加到0.8，火焰半径扩散速率显著降低，说明在RP-3航空煤油浓混合气中添加甲烷能够抑制RP-3航空煤油火焰半径扩散速率。可见，在不同当量比下，甲烷添加对RP-3航空煤油火焰半径扩散速率的影响规律不同。
3.3 甲烷添加对CH4/RP-3航空煤油混合燃料无拉伸火焰传播速度的影响图 8为初始温度420K，初始压力0.1MPa，当量比0.8，1.0和1.2，甲烷含量0，0.4和0.8的CH4/RP-3航空煤油混合燃料拉伸火焰传播速度随火焰半径的变化规律。从图中可以看出，对于所有工况，拉伸火焰传播速度均随火焰半径的增加而增加，其中在当量比0.8和1.0工况，拉伸火焰传播速度随火焰半径呈非线性增加趋势，且在火焰半径12~20mm范围增加较为显著，而当量比1.2工况，拉伸火焰传播速度随火焰半径呈线性增加趋势，增加较为缓慢。
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Fig. 8 Effects of methane addition on stretched flame speed versus flame radius(p=0.1MPa, T=420K) |
综合分析图 7和图 8可知，在不同当量比下，甲烷添加对RP-3航空煤油拉伸火焰传播速度影响规律与对火焰半径随时间的变化规律一致。
图 9为初始温度420K，初始压力0.1MPa，当量比0.8，1.0和1.2，甲烷含量0，0.4和0.8的CH4/RP-3航空煤油混合燃料拉伸火焰传播速度随拉伸率变化规律。图中拟合曲线代表CH4/RP-3航空煤油混合燃料拉伸火焰传播速度与拉伸率的非线性关系。由公式(4)可知，当拉伸率为0时，通过拟合曲线关系式求得的拉伸火焰传播速度即为CH4/RP-3航空煤油混合燃料的无拉伸火焰传播速度。
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Fig. 9 Effects of methane addition on stretched flame speed versus flame stretch(p=0.1MPa, T=420K) |
图 10为初始温度420K，初始压力0.1MPa，甲烷含量0，0.2，0.4，0.6和0.8的CH4/RP-3航空煤油混合燃料无拉伸火焰传播速度随当量比变化趋势。混合燃料无拉伸火焰传播速度可由公式(4)求得。图 10中曲线由实验数据拟合得到。从图中可以看出，多种甲烷含量CH4/RP-3航空煤油混合燃料无拉伸火焰传播速度均随当量比增加呈现先增加后减小的变化规律，且不同甲烷含量CH4/RP-3航空煤油混合燃料无拉伸火焰传播速度峰值均在当量比1.0~1.1。研究发现，随着甲烷含量的增加，混合燃料无拉伸火焰传播速度峰值有向稀混合气方向移动的趋势。
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Fig. 10 Effects of methane addition on the unstretched flame speed versus equivalence ratio(p=0.1MPa, T=420K) |
研究还发现，不同甲烷含量混合燃料无拉伸火焰传播速度随当量比变化幅度略有不同。由于甲烷含量对混合燃料无拉伸火焰传播速度峰值位置以及混合燃料无拉伸火焰传播速度随当量比变化幅度的影响，导致混合燃料在0.9~1.1当量比无拉伸火焰传播速度相对较大，且在0.9~1.1当量比，甲烷添加对RP-3航空煤油无拉伸火焰传播速度影响较小，而当量比大于1.1时，混合燃料无拉伸火焰传播速度随甲烷含量增加而显著减低。
3.4 甲烷添加对CH4/RP-3航空煤油混合燃料燃烧稳定性的影响图 11为初始温度420K，初始压力0.1MPa，甲烷含量0，0.2，0.4，0.6和0.8的CH4/RP-3航空煤油混合燃料马克斯坦长度随当量比变化趋势，马克斯坦长度可由式(4)求得。马克斯坦长度是表征火焰本身固有属性对锋面上扰动响应的参数。当马克斯坦长度为正时，若光滑的火焰锋面出现小扰动，由式(4)可知，由于马克斯坦长度为正且火焰拉伸率为正，火焰传播速率将比未受扰动时低，从而抑制了火焰锋面的小扰动，火焰趋于稳定；反之，若马克斯坦长度为负，则受扰动处火焰传播速率比未扰动时加快，从而加速了扰动，火焰锋面趋于不稳定。
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Fig. 11 Effects of methane addition on the Markstein number versus(p=0.1MPa, T=420K) |
从图中可以看出，多种甲烷含量CH4/RP-3航空煤油混合燃料马克斯坦长度均随当量比的增加而减小，说明随着当量比的增加，混合燃料燃烧稳定性变差。但不同甲烷含量混合燃料马克斯坦长度随当量比的增加减小趋势略有不同，总的来说，随着甲烷含量的增加，混合燃料马克斯坦长度随当量比增加而减小的趋势减弱。如图所示，由于不同甲烷含量混合燃料随当量比变化趋势不同，导致混合燃料马克斯坦长度拟合曲线在当量比0.9~1.2内出现交叉，当量比为0.8时，混合燃料马克斯坦长度随甲烷含量增加而减小，说明当量比0.8稀混合气随着甲烷含量的增加，燃烧稳定性变差；而在当量比为1.3时，混合燃料马克斯坦长度接近于零，混合燃料燃烧极不稳定，结合图 4可知，随着当量比1.3浓混合气甲烷含量的增加，燃烧稳定性提高。
3.5 甲烷添加对CH4/RP-3航空煤油混合燃料层流燃烧速度的影响为验证定容燃烧实验装置所获得层流燃烧速度的准确性，分别对初始压力0.1MPa，初始温度320K，当量比0.8~1.3的CH4/空气混合气层流燃烧速度以及对初始温度420K，初始压力0.1MPa，当量比0.8~ 1.3的RP-3航空煤油层流燃烧速度进行了实验测量，并与相似工况文献实验数据进行对比。如图 12(a)所示，所获CH4实验数据与文献数据吻合良好。如图 12(b)，将所获RP-3航空煤油实验数据与Vukadinovic[23]，Kumar[24]等数据进行比较发现，随着当量比增加，RP-3航空煤油层流燃烧速度与其他航空煤油具有相似的变化趋势，与此同时，RP-3航空煤油层流燃烧速度与其他航空煤油虽存在一定差异，但差别较小。值得注意的是，本文实验数据与Zeng等[16, 17]实验数据差异较大，分析原因可知，Zeng等虽然也采用定容燃烧实验装置测量RP-3航空煤油层流燃烧速度，但由于在实验和数据处理过程中，采用C10H22作为RP-3航空煤油平均分子式(本文采用C10.45H19.595作为RP-3航空煤油平均分子式)，造成在配气表及密度比计算等方面存在较大误差，从而导致其实验结果与其他学者实验结果偏差较大。
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Fig. 12 Comparison of the laminar burning velocity of CH4 and RP-3 kerosene between ours and previous studies |
理论分析可知，不同种类航空煤油物性指标相似，但化学组成仍有很大差别，因此不同种类航空煤油层流燃烧速度很难吻合良好。由图 12(b)实验数据的吻合情况来看，RP-3航空煤油层流燃烧速度与其他航空煤油较为相似，因此，在某种程度上可认为本文实验数据是准确的。同时，综合分析可知，本文所测层流燃烧速度误差主要包括由于实际过程并非绝热等压过程所引起的原理误差，由于高速相机图片清晰度所造成的测量误差以及由于采用拉伸率与拉伸火焰传播速度的拟合关系来计算无拉伸火焰传播速度所产生的方法误差等。因此，为提高CH4/RP-3航空煤油混合燃料层流燃烧速度的测量精度，仍需减小这几方面的误差。
图 13为初始温度420K，初始压力0.1MPa，甲烷含量0，0.2，0.4，0.6和0.8的CH4/RP-3航空煤油混合燃料层流燃烧速度随当量比变化趋势，混合燃料层流燃烧速度可由式(6)求得。从图中可以看出，CH4/RP-3航空煤油混合燃料层流燃烧速度与其无拉伸火焰传播速度变化趋势基本一致。不同甲烷含量CH4/RP-3航空煤油混合燃料层流燃烧速度均随当量比增加呈现先增加后减小的变化规律，且不同甲烷含量CH4/RP-3航空煤油混合燃料层流燃烧速度峰值均在当量比1.0~1.1。在当量比0.9~1.1，混合燃料层流燃烧速度相对较大，且在当量比0.9~1.1，甲烷添加对RP-3航空煤油层流燃烧速度影响较小，而当量比大于1.1时，混合燃料层流燃烧速度随甲烷含量的增加显著降低。
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Fig. 13 Effects of methane addition on the laminar burning velocity versus equivalence ratio(p=0.1MPa, T=420K) |
由理论可知，燃料层流燃烧速度强烈依赖于绝热火焰温度，且燃烧过程中活性自由基(H，O和OH等)对层流燃烧速度影响也较大，为了进一步阐明甲烷添加对RP-3航空煤油层流燃烧速度的影响，需获得混合燃料绝热火焰温度以及对CH4/RP-3航空煤油混合燃料燃烧过程进行化学反应动力学分析，将在今后工作中展开。
4 结论本文通过对CH4/RP-3航空煤油混合燃料燃烧特性进行研究，获得如下结论：
(1) 混合燃料在当量比为1.3，甲烷含量为0时燃烧稳定性较差，而当甲烷含量增至0.8时，燃烧趋于稳定。说明在RP-3航空煤油浓混合气中添加CH4能够起到稳定燃烧的作用。
(2) 混合燃料当量比分别为0.8，1.0和1.2时，甲烷含量增加对混合燃料火焰半径扩散速率和拉伸火焰传播速度分别起促进、无明显影响和抑制作用。
(3) 随着甲烷含量的增加，混合燃料马克斯坦长度随当量比的增加减小趋势减弱，在当量比为1.3时，混合燃料马克斯坦长度接近于0。在当量比为0.8时，混合燃料马克斯坦长度随甲烷含量增加而减小。
(4) 不同甲烷含量混合燃料层流燃烧速度均随当量比增加呈现先增加后减小的变化规律。在当量比0.9~1.1，甲烷添加对RP-3航空煤油层流燃烧速度影响较小，而当量比大于1.1时，混合燃料层流燃烧速度随甲烷含量的增加显著降低。
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