[發明專利]環烷烴碳氫燃料的低溫點火特性的調控方法

有效

• 申請號: 202110242611.7
• 申請日: 2021-03-05
• 公開（公告）號: CN112940805B
• 公開（公告）日: 2022-05-10
• 發明（設計）人: 黃小彬;劉洪;盛浩強;李小飛
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: C10L1/04
• 分類號: C10L1/04;C10L1/30;C10L10/00;C10L10/14
• 代理公司: 上海交達專利事務所 31201
• 代理人: 王毓理;王錫麟

一種環烷烴碳氫燃料的低溫點火特性的調控方法，通過活化添加劑和正十四烷的加入調節乙基環己烷的點火溫度，以及通過對二甲苯的添加調節正十四烷與乙基環己烷混合燃料的的蒸發特性，得到具有物理形態穩定，無分層，高熱值，燃料常溫環境下與空氣接觸具有良好的安定性等優點的新型燃料，通過對環烷烴碳氫燃料物理和化學性質調控實現對環烷烴液態碳氫燃料低溫點火特性的高效可控調節，操作簡單，實用性強。

技術領域

本發明涉及的是一種超燃沖壓發動機領域的技術，具體是一種環烷烴碳氫燃料的低溫點火特性的調控方法。

背景技術

環己烷及其烷基取代衍生物是石油產品中常見的環烷烴，具有很高的發熱量，凝固點低。對于沖壓發動機來說，環烷烴可以提高燃料燃燒的熱值增大飛行器飛行航程。在研制碳氫燃料超燃沖壓發動機的過程中，碳氫燃料在超聲速流場中的可靠點火和穩定燃燒變得異常困難。從調節碳氫燃料低溫點火性能的角度出發，提升碳氫燃料低溫化學反應性能和蒸發性能，不僅可以實現碳氫燃料超燃沖壓發動機低馬赫數可靠點火和穩定燃燒的，同時還可以避免復雜的點火系統和燃燒室結構。但對于環烷烴來說，其化學性質較穩定較難實現點火特性的調節。

發明內容

本發明針對現有技術高熱值環烷烴低溫點火調控困難的問題，提出一種環烷烴碳氫燃料的低溫點火特性的調控方法，通過活化添加劑和正十四烷的加入調節乙基環己烷的點火溫度，以及通過對二甲苯的添加調節正十四烷與乙基環己烷混合燃料的的蒸發特性，得到具有物理形態穩定，無分層，高熱值，燃料常溫環境下與空氣接觸具有良好的安定性等優點的新型燃料，通過對環烷烴碳氫燃料物理和化學性質調控實現對環烷烴液態碳氫燃料低溫點火特性的高效可控調節，操作簡單，實用性強。

本發明是通過以下技術方案實現的：

本發明以乙基環己烷為基體碳氫燃料，以正十四烷和對二甲苯為復配碳氫燃料，以硼烷二甲硫醚絡合物為活化添加劑，將基體碳氫燃料、復配碳氫燃料和活化添加劑均勻混合，從而顯著降低環烷烴碳氫燃料點火溫度并提升其蒸發特性。

所述的乙基環己烷的用量，與復配碳氫燃料的體積比為16:84～56:44；

所述的正十四烷和對二甲苯的體積比為10:6～50:6；

所述的硼烷二甲硫醚絡合物的分子式為BH₃·S(CH₃)₂，通過將硼烷氣體通入提供電子的二甲硫醚溶劑中經絡合反應后形成穩定的硼烷二甲硫醚絡合物。

所述的硼烷二甲硫醚絡合物的用量，與基體碳氫燃料和復配碳氫燃料的體積比為3:97。

技術效果

本發明整體解決了現有技術中高熱值環烷烴低溫點火調控困難的缺陷；與現有技術相比，本發明通過自由基活化多組分碳氫燃料，利用在硼烷-二甲硫醚活化劑存在的條件下通過多組分碳氫燃料協同促進高熱值環烷烴碳氫燃料低溫點火和蒸發特性。

附圖說明

圖1為3％硼烷二甲硫醚絡合物的正十四烷/乙基環己烷和正十四烷/乙基環己烷含的復合多組分燃料液滴在熱板上著火溫度圖；

圖2為3％硼烷二甲硫醚絡合物/(正十四烷/乙基環己烷)、3％硼烷二甲硫醚絡合物/(正十四烷/對二甲苯)和3％硼烷二甲硫醚絡合物/(正十四烷/乙基環己烷/對二甲苯)的熱重實驗結果圖。

具體實施方式

實施例1

本實施例按如下比例配置改性多組分液體碳氫燃料:

步驟一、向燒杯中加入乙基環己烷，體積百分含量為84％；

步驟二、向燒杯中加入正十四烷，體積百分含量為10％；

步驟二、向燒杯中加入對二甲苯，體積百分含量為6％；