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题名联环丁烷高温燃烧模型的构建
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作者
唐琳
王静波
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机构
四川大学化学工程学院
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出处
《化学研究与应用》
CAS
北大核心
2024年第10期164-172,共9页
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文摘
高能量密度燃料在航空航天发动机领域的应用日益广泛。联环丁烷分子由两个四元环组成,密度为0.958 g·cm^(-3),理论低位热值为43.24 MJ·kg^(-1),具有作为高能液体推进剂的潜力。本文采用CCSD(T)/ccp VTZ//M06-2X/6-311G^(**)方法结合TST以及RRKM/ME理论,系统研究了联环丁烷的氢提取和开环裂解反应。通过对这些反应热力学和动力学参数的计算,以NUIGMech1.1机理为基础构建了联环丁烷的高温燃烧机理。使用该机理进行的动力学模拟结果表明,联环丁烷的点火随当量比的增大而变慢,这是因为联环丁烷初始分解生成乙烯的反应吸热。此外,与JP-10相比,在当前模拟条件下联环丁烷的点火延迟时间更短。根据反应路径分析,在高温条件下联环丁烷的开环裂解反应占主导地位,相应的裂解产物乙烯在高温燃烧中发挥重要作用。本文构建的联环丁烷反应模型有助于类似高张力碳氢燃料反应机理的研究。
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关键词
联环丁烷
量子化学计算
高温燃烧机理
点火延迟时间
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Keywords
1,1'-bicyclobutyl
quantum chemical calculation
high-temperature combustion mechanism
ignition delay time
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分类号
O643.1
[理学—物理化学]
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题名联环丁烷及其甲基衍生物的设计和性质模拟
被引量：2
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作者
王清晨
夏洋峰
刘龙
张延强
陈磊
杨文芳
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机构
天津工业大学纺织科学与工程学院
中国科学院过程工程研究所粉体材料技术重点实验室
中科廊坊过程工程研究院
郑州中科新兴产业技术研究院
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出处
《含能材料》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第7期634-640,共7页
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基金
北京市自然科学基金(2192054)
河北省重点研发计划(19251402D)
国防基础科研项目(JCKY2019130D006)资助
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文摘
为获得高能量密度液体推进剂燃料,提升运载火箭的有效载荷,设计了20种不同甲基取代的联环丁烷衍生物,理论计算研究了联环丁烷及其甲基衍生物结构对性能的影响规律。研究结果表明:随甲基取代基数量的增多,联环丁烷衍生物的生成焓和比冲均呈现减小的趋势;当取代基为对位取代时其分子稳定性最好,生成焓和比冲值较大,而邻位状态取代时联环丁烷衍生物的生成焓和比冲值相对较低;在设计的化合物中,联环丁烷是比冲最高的物质,当联环丁烷与液氧的混合比为28.5∶71.5,0.1 MPa环境压力下,比冲可达304.52 s,燃烧产物主要组成为CO(34.64%)、CO_(2)(13.89%)、H_(2)O(29.54%)。联环丁烷衍生物的综合性能优于火箭煤油,具有作为高能推进剂的潜力,本研究为高能燃料的设计提供了理论支撑。
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关键词
量子化学
比冲
碳氢燃料
联环丁烷
生成焓
燃烧产物
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Keywords
quantum chemistry
specific impulse
hydrocarbon fuel
bicyclobutyl
enthalpy of formation
combustion products
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分类号
TJ55
[兵器科学与技术—军事化学与烟火技术]
TQ517.2
[化学工程]
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