【摘 要】
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吸热型碳氢燃料能同时满足飞行器冷却与动力的要求,是一种性能优良的可燃冷却剂。本文主要围绕不同燃料的裂解、结焦及其抑制等问题进行探索,为吸热型碳氢燃料的配伍、改性、
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吸热型碳氢燃料能同时满足飞行器冷却与动力的要求,是一种性能优良的可燃冷却剂。本文主要围绕不同燃料的裂解、结焦及其抑制等问题进行探索,为吸热型碳氢燃料的配伍、改性、及其应用等提供重要的实验和理论基础。自行设计并建立了一套高温裂解测焦装置,以正辛烷、正壬烷、正癸烷、十一烷和十二烷作为碳氢燃料的模型化合物,在自制的反应装置上考察了反应温度、反应时间等因素对其裂解与结焦的影响。五种模型燃料因碳数不同,裂解性能有一定差异。裂解气主要有甲烷、乙烷、乙烯、丙烷,丙烯和异丁烯等,裂解液主要包括烯烃类、烷烃类、苯类和多环芳烃等。反应温度是影响燃料裂解结焦的主要因素,随着反应温度的升高,五种烷烃的结焦率均增大。考察了三种添加剂苯甲醇、N,N’-双亚水杨-1,2-丙二胺(MDA)和聚异丁烯基丁二酰亚胺(T154)对五种烷烃结焦的抑制效果。结果表明,三种添加剂均有一定的抑焦作用,效果由高到低依次为MDA、苯甲醇、T154。添加剂的加入改变了燃料裂解气的气相组成。对于液相产物,添加苯甲醇和MDA的燃料裂解液中芳烃的变化情况类似,与添加T154时裂解液的产物分布有所不同。同时考察了T-6、T-9、ZD-1和ZD-2等混配燃料的裂解结焦性能,就结焦率而言,T-6和ZD-2基本持平,为最小,ZD-1的结焦率最大。在此基础上探索了复合添加剂对裂解与结焦的影响,结果显示添加剂包对四种燃料油的结焦均有明显抑制效果,焦量分别减少61.14%、48.39%、53.76%和73.38%。为了克服正构烷烃体积热值低的缺点,利用高密度烃JP-10与之进行配伍研究。测定正壬烷、十一烷、十二烷、十三烷和十四烷五种正构烷烃与JP-10组成的二元体系的密度和粘度等基础物性,计算了二元体系的超额体积和粘度差,为燃料配伍提供基础数据。
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