一种高密度燃料的制作方法

文档序号:20199476发布日期:2020-03-27 20:28阅读:1171来源:国知局

本发明涉及一种高密度燃料,属于高性能液体碳氢燃料领域,主要用于吸气式发动机和冲压发动机。



背景技术:

高密度碳氢燃料一般是指密度大于0.80g/cm3,组成为纯组分或多种烃类的混合物,可应用于航天航空领域。高密度碳氢燃料具有较高的体积热值,可在燃料箱容积一定的情况下显著提高飞行器的航程、航速或载荷;或在保持飞行器性能不变的情况下减小燃料箱的体积,是低成本提高现有飞行器性能的有效途径;同时高密度碳氢燃料也是保障新型高超音速飞行器高航速、大载荷、远航程、高灵活性等要求的基础燃料。

美国较早使用的燃料为jp-4和jp-5,这两种燃料均为石油基,体积热值仅分别为32.9mj/l和34.9mj/l。us[p]4401837公开了一种高密度燃料,其组成为挂式四氢环戊二烯三聚体和挂式四氢双环戊二烯,体积热值为42.1mj/l。us[p]4427467公开了另一种高密度燃料,其组成为四氢甲基环戊二烯二聚体和挂式四氢双环戊二烯,体积热值为39.1mj/l。随着高超音速飞行器的发展,原石油基燃料因受原油组成限制,其密度和体积热值已不能满足高超音速飞行器的使用需求。



技术实现要素:

本发明的目的是针对背景技术的不足和缺陷,提供一种体积热值较高、粘度较低的高密度燃料。

为了实现上述目的,本发明使用四环[7.4.0.02,7.13,6]十四烷、1,4-桥亚甲基-1,2,3,4,4a,9a-六氢芴和挂式四氢双环戊二烯作为基础燃料,它们的体积热值分别44.4mj/l、44.3mj/l和41.9mj/l,可以解决燃料体积热值较低的问题,同时满足飞行器低温使用需求。

本发明的高密度燃料,其重量百分组成如下:

四环[7.4.0.02,7.13,6]十四烷70%~85%;

1,4-桥亚甲基-1,2,3,4,4a,9a-六氢芴10%~20%;

挂式四氢双环戊二烯5%~10%。

本发明优选的高密度燃料,其重量百分组成如下:

四环[7.4.0.02,7.13,6]十四烷80%;

1,4-桥亚甲基-1,2,3,4,4a,9a-六氢芴12%;

挂式四氢双环戊二烯8%。

本发明有益效果:

(1)本发明的高密度燃料的体积热值大于44.0mj/l,而对比文献报道的两种高密度燃料体积热值仅为39.1mj/l和42.1mj/l。

(2)本发明的高密度燃料可满足飞行器低温使用需求,密度(20℃)大于1.0g/cm3,粘度(-40℃)小于300mm2/s。

具体实施方案

下面结合具体实施例对本发明作进一步详细说明,但本发明的保护范围并不限于此,所有依据本发明所实现的技术均在本发明保护范畴之内。

该高密度燃料的密度(20℃)测试标准为gb/t1884-2000(2004)。

该高密度的粘度测试标准为gb/t265-1988(2004)。

该高密度的体积热值测试标准为gb/t384-1981(2004)。

实施例1:

本发明参照如下重量百分组成实施:

四环[7.4.0.02,7.13,6]十四烷80%;

1,4-桥亚甲基-1,2,3,4,4a,9a-六氢芴12%;

挂式四氢双环戊二烯8%。

在一个配有机械搅拌,温度计,蒸馏装置的500ml四口圆底烧瓶中,加入80g四环[7.4.0.02,7.13,6]十四烷、12g1,4-桥亚甲基-1,2,3,4,4a,9a-六氢芴和8g挂式四氢双环戊二烯,在室温下搅拌2h,然后在120℃,500pa~700pa真空压力下脱水、脱气1.5h,得到无色透明的高密度燃料。

高密度燃料的性能:

密度(20℃)1.0021g/cm3

粘度(-40℃)273.08mm2/s;

体积热值44.4mj/kg。

实施例2:

本发明参照如下重量百分组成实施:

四环[7.4.0.02,7.13,6]十四烷85%;

1,4-桥亚甲基-1,2,3,4,4a,9a-六氢芴10%;

挂式四氢双环戊二烯5%。

在一个配有机械搅拌,温度计,蒸馏装置的500ml四口圆底烧瓶中,加入85g四环[7.4.0.02,7.13,6]十四烷、10g1,4-桥亚甲基-1,2,3,4,4a,9a-六氢芴和5g挂式四氢双环戊二烯,在室温下搅拌2h,然后在120℃,500pa~700pa真空压力下脱水、脱气1.5h,得到无色透明的高密度燃料。

高密度燃料的性能:

密度(20℃)1.0018g/cm3

粘度(-40℃)287.38mm2/s;

体积热值44.3mj/kg。

实施例3:

本发明参照如下重量百分组成实施:

四环[7.4.0.02,7.13,6]十四烷75%;

1,4-桥亚甲基-1,2,3,4,4a,9a-六氢芴15%;

挂式四氢双环戊二烯10%。

在一个配有机械搅拌,温度计,蒸馏装置的500ml四口圆底烧瓶中,加入75g四环[7.4.0.02,7.13,6]十四烷、15g1,4-桥亚甲基-1,2,3,4,4a,9a-六氢芴和10g挂式四氢双环戊二烯,在室温下搅拌2h,然后在120℃,500pa~700pa真空压力下脱水、脱气1.5h,得到无色透明的高密度燃料。

高密度燃料的性能:

密度(20℃)1.0023g/cm3

粘度(-40℃)262.07mm2/s;

体积热值44.1mj/kg。

实施例4:

本发明参照如下重量百分组成实施:

四环[7.4.0.02,7.13,6]十四烷70%;

1,4-桥亚甲基-1,2,3,4,4a,9a-六氢芴20%;

挂式四氢双环戊二烯10%。

在一个配有机械搅拌,温度计,蒸馏装置的500ml四口圆底烧瓶中,加入70g四环[7.4.0.02,7.13,6]十四烷、20g1,4-桥亚甲基-1,2,3,4,4a,9a-六氢芴和10g挂式四氢双环戊二烯,在室温下搅拌2h,然后在120℃,500pa~700pa真空压力下脱水、脱气1.5h,得到无色透明的高密度燃料。

高密度燃料的性能:

密度(20℃)1.0032g/cm3

粘度(-40℃)264.05mm2/s;

体积热值44.1mj/kg。

实施例5:

本发明参照如下重量百分组成实施:

四环[7.4.0.02,7.13,6]十四烷80%;

1,4-桥亚甲基-1,2,3,4,4a,9a-六氢芴15%;

挂式四氢双环戊二烯5%。

在一个配有机械搅拌,温度计,蒸馏装置的500ml四口圆底烧瓶中,加入80g四环[7.4.0.02,7.13,6]十四烷、15g1,4-桥亚甲基-1,2,3,4,4a,9a-六氢芴和5g挂式四氢双环戊二烯,在室温下搅拌2h,然后在120℃,500pa~700pa真空压力下脱水、脱气1.5h,得到无色透明的高密度燃料。

高密度燃料的性能:

密度(20℃)1.0015g/cm3

粘度(-40℃)296.05mm2/s;

体积热值44.3mj/kg。

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