高密度烃燃料四环［7.4.0.02,7.13,6］十四烷的合成及性能

以双环戊二烯及茚为原料,经D-A反应及催化加氢合成了高密度烃燃料四环[7.4.0.02,7.13,6]十四烷.考察了D-A反应条件,较佳反应条件下四环[7.4.0.02,7.13,6]十四烷的收率为68.1%.测定了该化合物密度为0.986 g·cm-3,燃烧热为43.7 MJ·L-1, -18 ℃时运动粘度为97.44 mm2·s-1,闪点为50 ℃,冰点为-45 ℃,通过DSC确定了该化合物在500 ℃范围内稳定.     

金刚烷类高能量密度燃料研究进展

从三个方面对金刚烷类高能量密度燃料的研究及应用发展进行了综述,包括金刚烷类化合物的分子结构与性能关系、金刚烷及其含能衍生物的合成方法、金刚烷类高能量密度燃料的应用现状,基于此对金刚烷类燃料的可能发展方向提出了展望,建议金刚烃的绿色合成工艺以及金刚烷类燃料复配技术值得进一步研究。     

高密度液体碳氢燃料合成及应用进展

介绍了高密度碳氢燃料合成及应用的最新进展.从原料、合成路线、性能特征、成本等方面评价了各种高密度碳氢燃料的优缺点和应用前景.分析了高密度碳氢燃料合成与应用的共性特征,提出燃料分子设计与定向合成、燃料复配等急需解决的问题,提出了下一步工作的重点.     

密度大于1的高密度液体碳氢燃料合成及复配研究

以双环戊二烯为原料合成了三种高密度燃料组元C10、C15及C20,其密度依次增加,但低温性质逐渐变差.为制备密度大于1且低温性质良好的高密度燃料,进行二元及三元复配,建立了复配燃料密度及低温粘度与组成的关系.C10可显著改善燃料的低温性质,而C20则可提高燃料密度.确定了兼具高密度和低粘度的燃料组成区域: C15为主组分,C10含量低于25%,C20的含量低于10%.此组成的复配燃料密度大于1 g·cm-3 (15 ℃),净热值达42.0 MJ·L-1,粘度小于500 mm2·s-1 (-40 ℃),倾点小于-70 ℃,具有良好的应用前景.     

含能快递

<正>德国慕尼黑大学一步法合成出高热稳定含能离子盐含能离子盐近年来逐渐成为含能材料合成方向的一个研究热点。德国慕尼黑大学采用廉价易得的二氨基胍盐酸盐和草酸为原料,通过一步法合成合成出高热稳定含能离子盐。该化合物阳离子(4,4',5,5'-四氨基-3,3'-双-1,2,4-三唑阳离子)具有双芳三唑以及四个氨基的富氮分子结构,具有高热稳定性、生成热高、高密度、对机械刺激钝感的特性,将该阳离子与一些富氧的阴离子配对,合     

自燃型三唑氰基硼烷复合物推进剂燃料的合成与性能

为制备高密度、低粘度、高比冲、宽液态温度范围、热稳定性好的新颖推进剂燃料,以1,2,3?三唑为原料,在碱作用下与卤代烃发生N-烷基化反应,并与氯化氢气体成盐酸盐,该盐再与氰基硼氢化钠发生复分解反应,得到一系列新颖三唑氰基硼烷复合物。点火实验表明,该系列复合物可作为液体推进剂燃料。利用傅里叶变换红外光谱(FT?IR),核磁共振(~1H NMR、~(13)C NMR、~(11)B NMR)、高分辨质谱(HRMS)等对其结构进行了表征;分别利用差示扫描量热法(DSC)、排气法密度仪、粘度仪和高速摄影等,测定化合物的热分解温度、密度、粘度和点火延迟时间等性能;运用Gaussian 09软件、密度泛函理论(DFT)B3LYP/6?31++G(d,p)基组优化化合物结构,并基于此优化结构计算化合物的生成焓,据此运用Explo5 v6.02软件计算其理论比冲。结果表明,1?丙基三唑氰基硼烷复合物(3)的生成焓为1.5 k J·g~(-1),具有最短的点火延迟时间(12 ms),密度1.024 g?cm~(-3),熔点低于-70℃,热分解起始温度达233℃(onset),粘度16 m Pa?s,理论比冲为201.7 s,密度比冲达357 s?g?cm~(-3)。     

超燃冲压发动机可贮存碳氢燃料再生主动冷却换热过程分析

首先简介了高超声速飞行及超燃冲压发动机工作特点, 分析了超燃冲压发动机的热环境和影响因素, 指出再生主动冷却是经常采用的热防护方法. 进一步分析了可贮存碳氢燃料实现超燃冲压发动机再生主动冷却应能在高温下通过裂解或脱氢反应进行有效化学吸热, 应具备使用温度下低结焦、低析碳、高综合吸热冷却能力. 最后指出吸热碳氢燃料冷却换热过程是极为特殊的, 主要表现在, 换热过程面临大的热流密度变化、发动机壁面与燃料之间高的过热温度、燃料追求相对低流速、燃料大范围温度变化、气液两物态和存在裂解或脱氢等化学反应.     

高触变性高密度凝胶碳氢燃料的制备及性能

采用有机凝胶剂(Gn)和气相二氧化硅(SiO_2)分别与HD-01、HD-03、HD-03-I、QC四种纯液体高密度燃料制备了相应的凝胶碳氢燃料,研究了所需凝胶剂Gn和SiO_2的最小添加量,测定了凝胶碳氢燃料的密度、黏度、热值等基础物理性质。考察了其热稳定性、离心稳定性、长期存储挥发性等稳定性能,以及流变性能。结果表明,至少添加6%SiO_2才能使纯液体高密度燃料形成凝胶碳氢燃料,而Gn最小添加量不大于1%,且Gn对燃料本身的密度和热值几乎没有影响;Gn凝胶碳氢燃料在-40℃低温保存、长期室温存储或高速离心后无液体渗出现象;Gn凝胶碳氢燃料的黏度随剪切速率增加而明显下降,接近纯液体燃料黏度;通过扫描电镜发现Gn凝胶剂在燃料中可自组装形成三维纤维网状结构,搅拌或高温(150℃)可破坏该结构,静置或降温又可恢复,使得Gn凝胶碳氢燃料具有明显优于SiO_2凝胶燃料的流变性和触变性,更利于管道运输和雾化。     

肼类燃料与NO2气相抽氢的反应动力学模拟

为了分析肼类燃料与NO2气相反应过程中着火延迟期的影响因素,采用密度泛函理论对反应过程进行了模拟,主要对肼(N2H4)、甲基肼(MMH)与偏二甲肼(UDMH)3种肼类燃料的反应活性、活性位点以及抽氢反应过程的势能面与反应速率常数进行了计算.结果表明,3种肼类燃料中UDMH的最高占有轨道与最低空轨道能量差最小,为0.20522 eV,表明UDMH的活性最大,因此与NO2反应的最快,符合其着火延迟期最短的特性;确定了3种肼类燃料的活性位点,N2H4活性位点为N(1)或N(4),MMH活性位点为N(1),UDMH活性位点为N(1);对3种肼类燃料的反应活性位点进行抽氢反应的计算,UDMH的反应势垒最小,为3.589 kJ·mol-1,反应速率常数最大,为9.81×105 L·s-1·mol-1,符合其着火延迟期最短的特性,得出在肼类燃料中,与NO2反应的抽氢反应势垒越小,反应速率常数越大,着火延迟期越短.     

煤直接液化油制备航空航天燃料的工艺研究

为了探究煤直接液化油提质转化制备航空航天燃料的适宜生产工艺,以神华煤直接液化油为原料,针对其硫含量较高、氧含量高、不饱和度大等特点,提出了"碱洗提酚-加氢脱硫-加氢饱和"的工艺流程。采用自主研发的NiMoW/Al2O3和Pd/Al2O3催化剂,通过固定床加氢的方法,对脱硫和饱和生产工艺条件进行了研究。实验结果表明加氢脱硫最适宜反应条件为5 MPa,300℃,加氢饱和的最适宜反应条件为4 MPa,210℃。所得产物油具有较高的密度和净热值,耐热温度可达550℃且具有很好的热氧化安定性,具有作为优质航空航天燃料的潜质。     

含纳米铝颗粒的JP-10凝胶燃料理化及流变性能

为了提高液体燃料能量并解决纳米金属颗粒在燃料中沉降的问题,研究以有机小分子凝胶剂(LMWG)为凝胶因子,制备了含有纳米铝颗粒的JP-10凝胶燃料,测定了最低凝胶剂含量和凝胶相转变温度,探讨了凝胶剂含量和纳米铝颗粒含量对燃料密度、黏度、离心稳定性等物理化学性能的影响,通过剪切变稀测试、触变性测试、应变扫描、频率扫描等测试了凝胶燃料的流变性能。结果表明,纳米铝颗粒在LMWG/JP-10凝胶燃料中稳定分散,同时凝胶燃料可以在施加剪切力或加热的条件下实现凝胶态与液态的相互转变;铝颗粒的加入显著提高了燃料的密度、体积热值和黏度,当纳米铝颗粒含量为25%时,2%LMWG/JP-10的密度为1.156 g·mL^-1,剪切黏度为840 mPa·s,体积热值为45.8 MJ·L^-1。铝颗粒含量少于25%时会影响凝胶体系的稳定性,但当铝颗粒含量达到25%时,体系的稳定性超过同等LMWG凝胶剂含量的纯燃料。铝颗粒的加入显著增强凝胶体系的机械强度和结构稳定性,但燃料依旧保持良好的剪切变稀特性,并且无法恢复至受剪切作用前的状态。     

气相色谱/质谱法测定JP-10的成分及纯度

用气相色谱/质谱法(GC/MS)分析了4种航空燃料JP-10的成分。研究了色谱的线性范围。用外标法测定了JP-10燃料的纯度。结果表明,航天燃料JP-10中除了主体成分外式-四氢双环戊二烯,还有十氢萘、內式-四氢双环戊二烯、金刚烷及它们的甲基化产物等杂质。外标法定量适宜的浓度范围为0.5~20 mg·m L-1。外标法定量可靠,准确,可用于JP-10的纯度测定。     

超支化聚合物稳定的JP-10基铂纳米流体燃料的制备与催化燃烧性能

为了改善高密度碳氢燃料——挂式-四氢双环戊二烯(JP-10)的燃烧性能,制备了超支化聚缩水甘油(HPG)、超支化聚乙烯亚胺(HPEI)稳定的JP-10基铂纳米流体燃料。用相转移法合成亲油性铂纳米颗粒Pt@HPG和Pt@HPEI,通过透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)、X射线衍射(XRD)和热重分析(TG)进行结构和性能表征,Pt@HPG和Pt@HPEI平均粒径分别为1.3 nm和2.4 nm。纳米流体Pt@HPG/JP-10与JP-10间无明显的密度、黏度差异;Pt@HPEI/JP-10与JP-10间无明显的密度差异,而黏度下降较为明显,可一定程度降低输运流阻。采用氧弹燃烧法评价氧压0.6 MPa与0.8 MPa条件下纳米流体的燃烧性能,与基液JP-10相比,纳米流体的表观燃烧热可明显增加,Pt@HPG/JP-10和Pt@HPEI/JP-10分别增加了约7.8%和7.6%。超支化聚合物稳定的JP-10基铂纳米流体有望成为有应用潜力的新型高能燃料。     

石蜡燃料的燃烧性能与其化学组成的关系

为了研究石蜡的燃烧性能与其化学组成之间的关系,针对54~#、58~#、62~#和66~#4种粗晶石蜡开展了气相色谱分析,并测试了4种石蜡的燃烧热和在氧气流中的瞬时退移速率,同时利用N ASA-C EA软件计算了4种石蜡燃料不同氧燃比下的能量特性。结果表明:54~#、58~#、62~#和66~#4种粗晶石蜡的平均分子式分别为C_(26.40)H_(54.80)、C_(27.59)H_(57.18)、C_(28.02)H_(58.04)和C_(32.11)H_(66.22),正构烷烃含量分别为92.79%、89.44%、88.36%和84.55%;平均碳数n越大、正构烷烃含量越小的石蜡其燃烧热越低;随着平均碳数n值的增大以及正构烷烃含量的降低,石蜡的退移速率降低。NASA-CEA程序计算得到4种石蜡的能量特性受其化学组成的影响很小,其最佳氧燃比均为2.7,对应的理论比冲约为354 s,绝热火焰温度约为3600 K。     

N,N-二(1(2)氢-5-四唑基)胺及其衍生物的研究进展

四唑类含能化合物具有氮含量高、密度高、热稳定性好、成气量大等优点。汇总和评述了N,N-二(1(2)氢-5-四唑基)胺及其非金属盐类化合物、金属配合物的合成、性能及应用研究进展。建议:(1)设计分子中有更多氮、氧原子和配位氧的化合物,以改善氧平衡、提高密度;(2)选制备容易、结构简单、性能优异的化合物为研究对象,开展该类化合物在钝感高能炸药、固体推进剂、火工品及新型气体发生剂等领域中的应用研究。     

柴油引燃天然气双燃料燃烧稳定性研究

本文对天然气和柴油双燃料发动机的复合燃烧规律进行了研究,主要阐述负荷、转速、替代率、柴油供油特性、引燃油量、进气混合气浓度和供油提前角等因素对燃烧循环变动、燃烧恶化和爆震燃烧等的影响及其特征。     

不同燃油对某重型柴油机燃烧稳定性影响分析

为了揭示不同燃油对柴油机燃烧过程循环变动的影响规律,选用A、B、C 3种军用柴油作为燃料进行标定工况及最大扭矩工况下的台架试验。对缸内压力时间序列进行三维相空间重构,利用燃烧参数的循环波动率定量分析柴油机燃烧稳定性,并结合返回映射对平均指示压力进行研究。结果表明：柴油机缸内状态呈现一定的混沌特性,燃烧过程中缸内压力呈现出振荡的特点,燃用柴油A时燃烧阶段的迹线相对密集,燃用柴油B和柴油C时迹线逐渐发散;燃烧阶段压力波动率峰值与压力振荡区域相对应,最大扭矩工况下柴油A的前两峰值最低、滞燃期最短,平均指示压力循环变动最小;随着转速上升,燃用3种柴油的燃烧稳定性均有所提高。