高能量密度液体燃料的火箭发动机燃烧性能研究

为进一步提升火箭发动机的燃烧性能,采用模型火箭发动机研究了四种高能量密度液体燃料及一种添加纳米铝颗粒的纳米流体燃料的燃烧性能,分析几种燃料的燃烧效率、比冲、点火延迟时间等燃烧特性,以及纳米颗粒的燃烧产物。结果表明,在氧燃比为1.6～2.0的工况范围内,液体燃料的燃烧效率和质量比冲顺序为QC(四环庚烷)>HD-01>HD-03≈LGHD-03,密度比冲顺序为QC> HD-03≈LGHD-03>HD-01。QC燃料因其特殊的张力分子结构具备较高的密度、热值和化学活性,燃烧效率可达91.5%,质量比冲和密度比冲分别为230s和2276N·s/m3。向四环庚烷中添加15wt%纳米铝颗粒后,燃烧效率和质量比冲略有下降,但密度比冲可提高到2340N·s/m3,点火延迟时间较四环庚烷可缩短26ms,燃烧固体产物为碳,氧化铝和铝,纳米铝的燃烧效率约为91%。添加纳米铝颗粒的四环庚烷燃料是一种有潜力的新型液体高密度燃料。

DCPD聚合反应制备高密度燃料TCPD

本文主要以双环戊二烯(DCPD)为原料,通过Diels-Alder加成反应合成高密度燃料-TCPD。利用连续固定床反应器,DCPD与环戊二烯(CPD)双烯加成法,来合成CPD三聚体(TCPD)。

DCPD聚合反应的初步优化

通过Diels-Alder加成反应,以双环戊二烯(DCPD)为原料,合成高密度燃料TCPD。并主要研究不同反应条件对TCPD合成的影响,考察了反应温度、反应压力、反应停留时间、溶液中DCPD浓度对反应的影响,找到较优的反应条件。