超燃沖壓發(fā)動機工作時,產(chǎn)生大量的熱量,從而使發(fā)動機承受很大的熱負荷,為了對發(fā)動機和飛行器進行保護,研究人員引入了碳氫燃料再生冷卻技術(shù)。當(dāng)碳氫燃料在冷卻通道中流動時,可通過物理熱沉或化學(xué)熱沉形式,帶走燃燒室壁面的熱量。然而物理熱沉主要是由燃料的物理性質(zhì)決定,其最大值是固定的。而化學(xué)熱沉部分則因化學(xué)反應(yīng)程度和化學(xué)路徑的不同而不同。增加燃料的化學(xué)熱沉的方法應(yīng)該是增加化學(xué)反應(yīng)速率或者使反應(yīng)生成更多的有利于吸熱的產(chǎn)物。催化裂解因為可以使燃料在較低的溫度下裂解,從而使燃料在較低的溫度下就可以顯現(xiàn)出化學(xué)熱沉,同時,由于催化裂解可以調(diào)節(jié)產(chǎn)物的分布,從而有可能使燃料在相同油溫下具有更好的吸熱能力。本文將研究過渡金屬改性的ZSM-5對碳氫燃料的催化裂解。本文首先以ZSM-5為基礎(chǔ)催化劑,用等體積浸漬法往ZSM-5中負載上Co氧化物和Ni氧化物,制備出不同金屬氧化物負載率的負載型ZSM-5。并對制備出的催化劑進行檢測和評價。然后進行了正癸烷熱裂解和質(zhì)量濃度為0.1%的ZSM-5正癸烷懸濁液催化裂解實驗,通過分析裂解產(chǎn)物和產(chǎn)氣率,總結(jié)熱裂解和ZSM-5催化裂解時對提高燃料熱沉的影響。隨后用制備出的負載Co氧化... 

【文章頁數(shù)】：94 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題背景與研究意義
        1.1.1 高超聲速飛行器的研究現(xiàn)狀
        1.1.2 再生冷卻的研究進展
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 碳氫燃料的研究現(xiàn)狀
        1.2.2 催化裂解的研究現(xiàn)狀
    1.3 本文的研究內(nèi)容
第2章 過渡金屬修飾的ZSM-5催化劑的制備表征和實驗系統(tǒng)介紹
    2.1 引言
    2.2 實驗材料
    2.3 催化劑的制備
        2.3.1 催化基本原理
        2.3.2 催化劑的表面有機化改性
        2.3.3 過渡金屬修飾的ZSM-5的制備
    2.4 催化劑的表征
        2.4.1 催化劑的SEM掃描
        2.4.2 催化劑的XRD檢測
        2.4.3 催化劑的XPS檢測
    2.5 實驗系統(tǒng)
        2.5.1 實驗系統(tǒng)介紹
        2.5.2 實驗產(chǎn)物收集和檢測
        2.5.3 氣態(tài)產(chǎn)物定量分析方法
    2.6 本章小結(jié)
第3章 ZSM-5 催化正癸烷裂解實驗研究
    3.1 引言
    3.2 正癸烷熱裂解實驗
        3.2.1 數(shù)據(jù)處理方法
        3.2.2 正癸烷的裂解實驗分析
    3.3 ZSM-5 催化碳氫燃料裂解實驗分析
    3.4 本章小結(jié)
第4章 過渡金屬修飾的ZSM-5催化正癸烷裂解實驗研究
    4.1 引言
    4.2 不同負載率下Co氧化物修飾的ZSM-5 對正癸烷裂解的影響
        4.2.1 Co（1%）/ZSM-5催化正癸烷裂解實驗研究
        4.2.2 Co（3%）/ZSM-5催化正癸烷裂解實驗研究
        4.2.3 Co（9%）/ZSM-5催化正癸烷裂解實驗研究
    4.3 不同負載率下Ni氧化物修飾的ZSM-5 催化正癸烷裂解
    4.4 最優(yōu)負載率下不同催化劑濃度的催化裂解實驗
        4.4.1 Co氧化物最優(yōu)負載率下不同催化劑濃度的催化裂解
        4.4.2 Ni氧化物最優(yōu)負載率下不同催化劑濃度的催化裂解
    4.5 正癸烷最優(yōu)催化作用下裂解實驗分析
    4.6 催化作用下的燃油結(jié)焦分析
    4.7 本章小結(jié)
第5章 過渡金屬修飾的ZSM-5催化不同碳氫比燃料的裂解試驗研究
    5.1 引言
    5.2 正十二烷的催化裂解實驗研究分析
    5.3 正辛烷的催化裂解實驗分析
    5.4 不同碳氫比正構(gòu)烷烴催化裂解的比較
        5.4.1 不同碳氫比燃料催化裂解時氣態(tài)產(chǎn)物分布的比較
        5.4.2 不同碳氫比燃料催化裂解時熱沉的比較
    5.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]吸熱型碳氫燃料研究現(xiàn)狀與發(fā)展[J]. 許瀅,劉衛(wèi)華,劉文怡,王洋洋,馮詩愚.  中國民航飛行學(xué)院學(xué)報. 2017(02)
[2]超燃沖壓發(fā)動機再生冷卻技術(shù)研究進展[J]. 金烜,沈赤兵,吳先宇,楊鈞,陳越.  火箭推進. 2016(05)
[3]納米催化劑在碳氫燃料和生物柴油領(lǐng)域中的應(yīng)用[J]. 張傳峰,趙靜,方文軍,郭永勝.  石油學(xué)報(石油加工). 2015(02)
[4]2013年世界高超聲速飛行器發(fā)展總結(jié)[J]. 李文杰,牛文,張洪娜,王琳.  飛航導(dǎo)彈. 2014(02)
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[6]親油性納米ZSM-5分子篩的制備及其對碳氫燃料的催化性能[J]. 劉家珍,許莉,方文軍,郭永勝,尚忠進.  浙江大學(xué)學(xué)報(理學(xué)版). 2013(06)
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[10]ZSM-5分子篩的合成與應(yīng)用[J]. 任瑞霞,劉姝,宋雯雯,劉海蓮.  化工科技. 2011(01)

博士論文
[1]正癸烷熱裂解/引發(fā)裂解模型及其化學(xué)熱沉特性研究[D]. 賈貞健.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016

碩士論文
[1]負載型ZSM-5催化劑用于正己醇催化氧化反應(yīng)的研究[D]. 劉雪松.西北大學(xué) 2016
[2]吸熱型碳氫燃料正癸烷高溫裂解機理研究[D]. 賈貞健.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2011
[3]吸熱型碳氫燃料熱沉的測定及影響因素[D]. 朱丹陽.天津大學(xué) 2004



本文編號：3683125