联环丁烷高温燃烧模型的构建

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。