题目：碳氢燃料单体吸热性能研究

随着飞行器进入高超声速发展阶段，飞行器的“热障”已成为一个亟待解决的问题。与以往的在飞行器中加入一个独立的冷却系统比较，以可燃冷却剂作为燃料这一概念的提出，不仅满足高速燃烧性能要求，同时还满足超高速飞行器吸热性能的要求。吸热型碳氢燃料所具有的较高的热沉，来源于其升温过程的物理热沉，以及通过发生吸热反应提供的化学热沉。对吸热型碳氢燃料的吸热、燃烧及配伍等问题的研究已成为各国航天燃料研究的重点。经实验研究，论文获得有益结果：根据T ian’s方程，设计并建立了一套高温热沉测量装置——热导式热量计。采用电标法测量得到了仪器系数K；通过氮气的热沉确定出高温炉的工作曲线；通过对氩气热沉的测量，检验了该装置的可靠性，实验结果表明能满足对热沉测量的要求。应用热沉测量装置，研究了正己烷、甲基环己烷、蒎烷等燃料单体在不同温度及流速下的物理热沉和化学热裂解热沉，获得了有益的热化学数据。结果表明：在常压、800 ℃、无催化剂条件下，正己烷的热沉值最大可达3.8 MJ/kg，甲基环己烷可达3.5 MJ/kg，而蒎烷在恒温区的热沉为1.1 MJ/kg。且当流速一定时，随温度的降低，几种燃料单体的热沉均下降；当温度一定时，流速的降低对热沉的影响较为复杂。对正己烷、甲基环己烷、蒎烷等燃料的热裂解气相产物进行了在线色谱分析。结果表明，吸热燃料单体的热裂解反应遵循自由基反应机理。蒎烷作为我国成本较低，来源广泛的燃料原料，且其密度达0.87 g/cm3，大于正己烷和甲基环己烷，可提供较高的单位体积热量，若选择适当催化剂降低热裂解反应温度，提高产物中烯烃分子的选择性，蒎烷可能开发成为新一代高热值吸热型燃料，其具有重要的国防储备意义。