本文關(guān)鍵詞：基于親油性納米顆粒的高密度懸浮燃料研究

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【摘要】：液體碳氫燃料是為各種航空航天發(fā)動機提供動力保障的關(guān)鍵,在推進劑領(lǐng)域占有重要地位。燃料性能(尤其是能量和密度)是決定飛行性能(包括航程、航速和有效載荷等)的關(guān)鍵之一。新型高性能飛行器的發(fā)展對燃料推進能力提出了更高的要求,采用化學方法人工合成的高密度液體碳氫燃料除具有一般液體碳氫燃料的優(yōu)點外,還具有更大的質(zhì)量密度和體積熱值,但其冰點和粘度隨著密度的增加而急劇增加,因此,采用化學合成進一步提升燃料密度和體積熱值已十分困難,需要新的途徑來制備密度更高的液體燃料。本文采用制備親油性硼、碳、鋁等高能納米顆粒、然后分散到高密度液體燃料中,制備出一類新型懸浮燃料,并運用多種技術(shù)手段對表面改性的納米顆粒進行了表征,以及對新型燃料的各項性能進行了測試,證實了采用這種新途徑提升燃料密度和體積熱值的可行性。為了使高能納米顆粒與液體碳氫燃料兼容,本文采用一種簡單、溫和、高效的溶劑加熱回流或超聲分散的方法,嘗試多種保護劑,對納米硼、碳管、鋁顆粒表面進行改性,發(fā)現(xiàn)三正辛基氧膦對納米硼顆粒改性效果最好,油胺對碳納米管改性效果最好,油酸對納米鋁改性效果最好。將親油性顆粒分散到高密度燃料HD-03或HD-01燃料中靜置存放6周后,仍有約15 wt%的納米顆粒穩(wěn)定分散在液體燃料中。進一步分別對含10 wt%、20 wt%、30 wt%高能顆粒的HD-01和HD-03兩種懸浮燃料的密度、粘度、流動性、熱值進行了測試與計算,發(fā)現(xiàn)懸浮燃料的密度和熱值均隨著硼、碳、鋁納米顆粒含量的增加而增加,其中當納米顆粒含量為30 wt%時,懸浮燃料的密度最高達到1.23 g/m L(Al/HD-03),體積熱值最高達到58.1 MJ/L(B/HD-03),已超過目前密度和體積熱值最高的RJ-5燃料。在室溫下,懸浮燃料仍然保持較好的液體流動狀態(tài),具有良好的低溫粘度。而且,硼、碳、鋁納米顆粒能縮短四環(huán)庚烷/發(fā)煙硝酸和四環(huán)庚烷/N2O4自燃點火延遲期,且添加納米硼顆粒的效果最佳。在發(fā)動機點火實驗中,懸浮燃料沒有顆粒堵塞管路的現(xiàn)象發(fā)生,納米顆�？梢酝耆紵�。
【學位授予單位】：天津大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：V511

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1 鄂秀天鳳;基于親油性納米顆粒的高密度懸浮燃料研究[D];天津大學;2015年

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本文編號：1178561