單脈沖激波管研究JP-10的熱裂解.pdf

1、JP-10是一種人工合成的碳?xì)淙剂?分子式為C10H16,化學(xué)名稱為四氫雙環(huán)戊二烯(exo-tetrahydrodicyclopentadiene),由于其三環(huán)結(jié)構(gòu)使其具有高能量密度,單位質(zhì)量、單位體積所含的能量高,是航天發(fā)動(dòng)機(jī)的重要應(yīng)用燃料。JP-10是高碳數(shù)碳?xì)浠衔?可以用作超高聲速發(fā)動(dòng)機(jī)的吸熱型碳?xì)淙剂?在進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室之前作為冷卻劑,在吸收發(fā)動(dòng)機(jī)外壁熱量的同時(shí)自身也發(fā)生裂解反應(yīng)生成小分子碳?xì)浠衔?達(dá)到給發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻防熱的目的

2、,也提高了燃燒效率。目前關(guān)于JP-10裂解數(shù)據(jù)不多,主要采用流動(dòng)反應(yīng)管和攪拌反應(yīng)器實(shí)驗(yàn)獲得。采用激波管方法研究JP-10裂解的實(shí)驗(yàn)更少。本論文采用激波管實(shí)驗(yàn)研究JP-10高溫裂解特性,通過色譜方法分析裂解產(chǎn)物分布。
　　激波管裂解實(shí)驗(yàn)中,通常采用測(cè)量激波速度,再依據(jù)理想激波關(guān)系獲得反射激波后5區(qū)溫度作為裂解反應(yīng)的溫度。由于激波運(yùn)行的非理想性和邊界層等因素的影響,導(dǎo)致由理想激波關(guān)系式計(jì)算的溫度與實(shí)際溫度存在一定的偏差。本論文采用對(duì)比

3、速率法來確定激波管實(shí)驗(yàn)中裂解反應(yīng)溫度,對(duì)比速率法依據(jù)在反應(yīng)混合物中加入的內(nèi)標(biāo)物的裂解量來確定反應(yīng)溫度。內(nèi)標(biāo)物與被研究的反應(yīng)物在相同條件下發(fā)生裂解,根據(jù)內(nèi)標(biāo)物裂解量確定反應(yīng)溫度能夠消除激波運(yùn)行非理想性帶來的誤差。對(duì)比速率法是首次用于研究JP-10這樣的大分子化合物的裂解。
　　本論文利用單脈沖激波管反射激波后的高溫環(huán)境使JP-10發(fā)生裂解反應(yīng),用1.1.1-三氟乙烷做內(nèi)標(biāo)物確定裂解反應(yīng)溫度,在1160-1410K的溫度范圍內(nèi),將對(duì)比