高能量密度碳氢燃料JP-10的热裂解研究进展

挂式-四氢双环戊二烯(JP-10)具有能量密度高、冰点低、热稳定性好等优点,是一种应用前景良好的碳氢燃料。碳氢燃料热裂解过程的研究对于优化燃料性能具有重要的指导意义。基于JP-10热裂解的研究进展,总结了裂解实验装置、反应条件以及产物分析方法,阐释了包括引发反应及主要反应路径的裂解机理,并综述了3类动力学模型。对于JP-10裂解研究的未来发展,提出如下建议:系统研究压力和停留时间对裂解过程的影响,开发新方法实现对真实压力条件下裂解产物的原位在线检测;基于实验数据和物性参数,优化分子模拟力场,从原子学层面为裂解机理及动力学模型提供指导;基于产物分布和量化计算,建立具有应用范围宽、算法精度高的裂解模型。期望能够为高能量密度碳氢燃料的技术发展和高超声速飞行器的性能改进提供参考。

面向吸热型碳氢燃料结焦抑制的冷却通道研究进展

吸热型碳氢燃料在解决飞行器热管理问题中展现出巨大的应用潜力,但其在高温裂解过程中不可避免地会产生结焦,需要通过改变燃料组成、使用添加剂或处理冷却通道等结焦抑制技术来减少结焦。本文着重综述不同结构、材料组成和表面处理的冷却通道对抑制碳氢燃料结焦的作用,主要体现在:优化冷却通道结构,改善燃料流动状态,可以提高传热效率,减少结焦;调控基底材料组成,降低催化生焦活性,有利于结焦抑制;通过机械抛光、涂层和预氧化等表面处理方法,覆盖金属表面催化活性位点,降低焦炭前驱体与催化位点接触概率,达到抑制催化结焦的目的。同时,给出了优化结构设计、开发新型材料以及联用多种表面改性技术等方向的建议,期望为吸热型碳氢燃料的工程应用提供一定参考。