吸热碳氢燃料基多功能化纳米流体的制备、性能及热化学
项目介绍
AI项目解读
基本信息
- 批准号:21273201
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:80.0万
- 负责人:
- 依托单位:
- 学科分类:B0303.化学热力学
- 结题年份:2016
- 批准年份:2012
- 项目状态:已结题
- 起止时间:2013-01-01 至2016-12-31
- 项目参与者:许莉; 钱文霞; 岳磊; 何桂金; 邵东贝; 刘家珍; 秦笑梅; 池海; 张山山;
- 关键词:
项目摘要
For the active thermal protection of hypersonic aircrafts, this project will prospectively study one kind of high development potential coolant, multi-functional nanofluids with endothermic hydrocarbon fuels (EHF) as base liquids, and mainly investigate the preparation, performance and thermochemistry of such nanofluids to make show some key scientific issues. The multi-functional nanoparticles will be synthesized to be composed of a metal or metallic oxide core and its surface-modified layer or ligands. With careful design and synthesis, the surface-modified nanoparticles are required to have satisfactory lipophilicity and stability in the EHFs and possess the potential capacity of multiple functions. With a suitable combination of the multi-functional nanoparticles and the base liquid of high quality EHF, the nanofluids coupling with the functions of antioxidation, heat transfer enhancement, nano-catalysis and effective heat sink increase will be prepared. With the systematic measurements on the thermal stability, viscosity, thermal conductivity and interfacial tension, the influences on the fluidic properties of the types of nanoparticles, ligand, scale and addition amount will be grasped. From the thermochemistry experiments of thermal oxidation, pyrolysis and heat transfer and the calorimetry determinations under high heat flux, with combination of the analyses of gaseous and liquid products, the intrinsic laws for the effective heat sink and heat transfer security, the thermodynamics and kinetics on the nanofluids will be obtained. The research results of this project will provide an important theoretical basis on the exploration of new advanced liquid propellants.
本项目以高超声速飞行器的主动热防护为背景,前瞻性地研究具有发展潜力的吸热碳氢燃料基多功能纳米流体推进剂的制备、性能及相关热化学过程中的关键科学问题。通过精心设计和合成纳米核(纳米金属或金属氧化物颗粒)及其表面修饰物质(配体),构筑多功能化的纳米粒子,既解决纳米粒子亲油性和稳定性问题,又赋予所需要的"多功能"潜质。将多功能化纳米粒子与高质量的吸热碳氢燃料基液合理配伍,形成能够将抗氧化、强化传热、纳米催化和提高有效热沉等功能高度耦合于一体的纳米流体。通过热稳定性、黏度、导热系数、界面张力等的系统测定,把握纳米粒子种类、配体、尺度和加入量对流体性能的影响规律;通过热氧化、裂解、传热等热化学实验和高热流密度下的量热学测定,结合气、液产物分析,获得有效热沉和换热安全性,以及相关热力学和动力学规律。研究成果可为先进的液体推进剂研制新途径的探索提供重要理论基础。
结项摘要
吸热碳氢燃料是为高超声速飞行器同时提供推动力和热沉的先进高能液体推进剂,本项目以高超声速飞行器的主动热防护为背景,前瞻性地研究了具有发展潜力的吸热碳氢燃料基多功能纳米流体推进剂的制备、性能及相关热化学过程中的关键科学问题,其研究具有理论价值和战略意义。项目通过精心设计和合成纳米核(纳米金属或金属氧化物颗粒)及其表面修饰物质(配体),构筑了多功能化的纳米粒子,既解决了纳米粒子亲油性和稳定性问题,又赋予了所需要的“多功能”潜质。通过哌嗪基离子液体萃取脱硫等绿色化学方法,获得了清洁程度、热稳定性明显提高的吸热碳氢燃料基液。将多功能化纳米粒子与高质量的碳氢燃料基液合理配伍,制备了能够将抗氧化、强化传热、纳米催化和提高有效热沉等功能高度耦合于一体的纳米流体,形成了较佳的配方和制备路线。通过热稳定性、黏度、导热系数、界面张力等的系统测定,获得了纳米粒子种类、配体、尺度和加入量等对纳米流体性能的影响规律;通过热氧化、裂解、传热等热化学实验和高热流密度下的量热学测定,结合气、液产物分析,获得了纳米流体型碳氢燃料的有效热沉和换热安全性,以及相关热力学和动力学规律,并形成了一定的理论模型。已经发表学术论文34篇,授权发明专利3项。部分研究成果已经被国家科技工程某重大专项采纳。本项目可为液体推进剂研制新途径的探索提供重要理论基础。对推进我国新型吸热碳氢燃料研究、应用和航空航天事业发展作出了一定贡献。
项目成果
期刊论文数量(34)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(17)
专利数量(0)
Investigations on the thermal decomposition of JP-10/iso-octane binary mixtures
JP-10/异辛烷二元混合物的热分解研究
- DOI:10.1016/j.fuel.2015.09.052
- 发表时间:2016
- 期刊:FUEL
- 影响因子:7.4
- 作者:Li Guangqian;Zhang Chuanfeng;Wei Hui;Xie Hujun;Guo Yongsheng;Fang Wenjun
- 通讯作者:Fang Wenjun
Gold/Oil Nanofluids Stabilized by a Gemini Surfactant and Their Catalytic Property
Gemini 表面活性剂稳定的金/油纳米流体及其催化性能
- DOI:10.1021/ie303270j
- 发表时间:2013-06-19
- 期刊:INDUSTRIAL & ENGINEERING CHEMISTRY RESEARCH
- 影响因子:4.2
- 作者:Li, Dan;Fang, Wenjun;Cai, Keke
- 通讯作者:Cai, Keke
亲油性纳米ZSM-5分子筛的制备及其对碳氢燃料的催化性能
- DOI:--
- 发表时间:2013
- 期刊:浙江大学学报(理学版)
- 影响因子:--
- 作者:许莉;方文军;郭永胜;尚忠进
- 通讯作者:尚忠进
Theoretical studies on the reductive elimination reaction mechanism from neutral palladium(IV) sulfinate complexes
中性亚磺酸钯(IV)络合物还原消除反应机理的理论研究
- DOI:10.1002/poc.3192
- 发表时间:2013-11
- 期刊:Journal of Physical Organic Chemistry
- 影响因子:1.8
- 作者:Xie, Hujun;Lin, Furong;Lei, Qunfang;Fang, Wenjun
- 通讯作者:Fang, Wenjun
Densities, Viscosities, Refractive Indices, and Surface Tensions of Binary Mixtures of 2,2,4-Trimethylpentane with Several Alkylated Cyclohexanes from (293.15 to 343.15) K
2,2,4-三甲基戊烷与几种烷基化环己烷(293.15 至 343.15)K 的二元混合物的密度、粘度、折射率和表面张力
- DOI:10.1021/acs.jced.5b00105
- 发表时间:2015-08
- 期刊:Journal of Chemical and Engineering Data
- 影响因子:--
- 作者:Li, Guangqian;Yue, Lei;Guo, Yongsheng;Fang, Wenjun
- 通讯作者:Fang, Wenjun
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其他文献
直链烷烃与JP-10混配二元体系的体积性质
- DOI:--
- 发表时间:2012
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- 通讯作者:林瑞森
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- 作者:方京男;洪碧圆;童威;雷群芳;方文军
- 通讯作者:方文军
超支化聚合物作为金属纳米粒子稳定剂的研究进展
- DOI:--
- 发表时间:2017
- 期刊:石油学报(石油加工)
- 影响因子:--
- 作者:沈燕宇;何桂金;郭永胜;方文军
- 通讯作者:方文军
正丁醇/正戊醇+JP-10二元体系的体积性质
- DOI:--
- 发表时间:2012
- 期刊:高等学校化学学报
- 影响因子:--
- 作者:杨玉忠;龚先杰;方文军;林瑞森
- 通讯作者:林瑞森
高能量密度碳氢燃料JP-10的热裂解研究进展
- DOI:--
- 发表时间:2021
- 期刊:石油学报(石油加工)
- 影响因子:--
- 作者:白帅帅;糜基;姚晨阳;蒋朋飞;郭永胜;方文军
- 通讯作者:方文军
其他文献
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