正烷烴、環(huán)烷烴和異構(gòu)烷烴是吸熱型碳氫燃料的重要組成部分,本文采用反應分子動力學方法,以硝基乙烷作為引發(fā)劑,對相同碳原子數(shù)的正庚烷和甲基環(huán)己烷以及異辛烷在高溫條件下的裂解反應進行模擬,重點對燃料裂解的初始分解溫度、自由基中間體、最終產(chǎn)物分布以及相關(guān)的動力學行為進行了研究。通過模擬發(fā)現(xiàn),硝基乙烷中的C–NO₂鍵可以在相對較低的溫度下發(fā)生斷裂,產(chǎn)生活性自由基,進而引發(fā)烴類燃料的鏈反應,有效地促進吸熱型碳氫燃料的裂解,但是這種促進作用會隨著溫度的升高而慢慢減弱,逐漸被溫度效應所覆蓋。文中基于一階反應動力學方程對反應分子動力學計算結(jié)果進行擬合,得到相應的阿侖尼烏斯參數(shù),與實驗結(jié)果十分吻合。其中,正庚烷和甲基環(huán)己烷在反應過程中出現(xiàn)的動力學行為的差異主要歸因于二者之間結(jié)構(gòu)的差異。基于這種分子結(jié)構(gòu)上的差異,在燃料體系中引入硝基乙烷分子對正庚烷分解的促進作用要大于對甲基環(huán)己烷分解的促進作用,并且正庚烷的初始分解溫度和活化能的降低幅度均比甲基環(huán)己烷要大,而且正庚烷體系裂解產(chǎn)物中烯烴含量要多于甲基環(huán)己烷體系。此外,通過對異辛烷進行高溫裂解反應分子動力學模擬,構(gòu)建了異辛烷初始裂解階段反應...

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學位級別】：碩士

圖1.1高超音速飛行器飛行速度與所需熱沉關(guān)系[11]

圖1.2硝基乙烷分子結(jié)構(gòu)圖

圖1.3正庚烷、MCH以及異辛烷分子結(jié)構(gòu)圖

圖2.1計算化學方法的模擬適用層次[54]

本文編號：3889981