環(huán)烴燃料HD-01低壓至高壓超臨界熱解實(shí)驗(yàn)與反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模擬.pdf

1、HD-01(主要組分：掛式四氫雙環(huán)戊二烯,exo-tricyclo[5.2.1.02,6]decane,簡(jiǎn)稱(chēng)exo-TCD)是一類(lèi)性能優(yōu)良的環(huán)烷類(lèi)吸熱型碳?xì)淙剂?，常作為先進(jìn)飛行器燃料冷卻熱管理系統(tǒng)的備選物質(zhì)，透徹地解釋 HD-01熱裂解詳細(xì)反應(yīng)機(jī)理對(duì)于先進(jìn)飛行器熱管理系統(tǒng)和關(guān)聯(lián)的燃燒室設(shè)計(jì)尤為重要。
　　為了研究HD-01的初始反應(yīng)機(jī)理，首先對(duì)HD-01進(jìn)行同步輻射低壓熱解實(shí)驗(yàn)，鑒定出一些重要的自由基中間體。同時(shí)，運(yùn)用過(guò)渡態(tài)和RR

2、KM理論計(jì)算了exo-TCD部分單分子分解優(yōu)勢(shì)路徑的速率常數(shù)?；陔p自由基理論構(gòu)建了含316個(gè)組分和807個(gè)反應(yīng)的HD-01低壓熱解反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型，可以較好地預(yù)測(cè)熱解產(chǎn)物分布。通過(guò)低壓熱解模擬、產(chǎn)物生成速率和敏感度分析，闡明了HD-01初始反應(yīng)途徑的競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制，以及重要產(chǎn)物形成及消耗的反應(yīng)途徑。
　　為了拓展HD-01熱解模型的適用范圍，開(kāi)展了常壓熱解實(shí)驗(yàn)研究。常壓熱解檢出72種產(chǎn)物，其中包括一些常壓特殊中間體以及多環(huán)芳烴PAH產(chǎn)物

3、，顯示出它們的形成機(jī)理具有壓力依賴(lài)性。在低壓模型主體分解途徑的基礎(chǔ)上構(gòu)建了含436個(gè)組分和1260個(gè)反應(yīng)的常壓熱解模型，能夠較好地預(yù)測(cè)HD-01常壓熱解產(chǎn)物分布。通過(guò)模擬結(jié)果和產(chǎn)物生成速率分析發(fā)現(xiàn)，HD-01常壓熱解PAH產(chǎn)物是多種機(jī)理協(xié)同作用的結(jié)果。另外，通過(guò)模擬文獻(xiàn)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并與文獻(xiàn)模型預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，驗(yàn)證了常壓模型的合理性。
　　為了將常壓模型拓展適用至高壓超臨界熱解條件，開(kāi)展了 HD-01高壓熱解實(shí)驗(yàn)研究。實(shí)驗(yàn)檢出88種產(chǎn)

4、物，其中包括一些高壓特殊產(chǎn)物，表明高壓熱解體系中部分H轉(zhuǎn)移反應(yīng)具有更高的壓力依賴(lài)性。以常壓模型為基礎(chǔ)構(gòu)建了含766個(gè)組分和6436個(gè)反應(yīng)的HD-01高壓熱解模型，通過(guò)修正部分機(jī)理，得到了最終的高壓熱解模型，可以較好地預(yù)測(cè)HD-01高壓超臨界熱解產(chǎn)物分布。
　　通過(guò)直接關(guān)系圖(DRG)并結(jié)合主體反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)與敏感性分析的方法對(duì)HD-01熱解模型的物質(zhì)數(shù)量進(jìn)行化簡(jiǎn)，得到物質(zhì)和反應(yīng)數(shù)較少的低壓、常壓和高壓簡(jiǎn)化模型。通過(guò)簡(jiǎn)化模型和詳細(xì)模型的預(yù)