混胺燃料是由不同分?jǐn)?shù)的脂肪胺或芳香胺組成的液體火箭燃料的統(tǒng)稱。包括液體推進(jìn)劑、單元液體推進(jìn)劑、低溫推進(jìn)劑、固體推進(jìn)劑等。
中文名稱 | 混胺燃料 | 分類 | 低溫推進(jìn)劑、固體推進(jìn)劑 |
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定義 | 由不同分?jǐn)?shù)的脂肪胺火箭燃料 |
液體推進(jìn)劑能快速發(fā)生化學(xué)反應(yīng),提供大量熱能。它的化學(xué)反應(yīng)主要包括氧化燃燒反應(yīng)、分解放熱反應(yīng)和復(fù)合反應(yīng)。利用燃燒反應(yīng)的液體推進(jìn)劑含有氧化劑和燃料(燃燒劑)。 液體推進(jìn)劑的特點(diǎn)是比沖高、使用可靠,得到了廣泛應(yīng)用。但是液體推進(jìn)劑的密度較低,貯存、運(yùn)輸、加注等操作較復(fù)雜,在貯存和使用過程中存在液體或蒸氣泄漏的可能,需要采取一定的防護(hù)措施。
以氟、氧元素為主組成的液體氧化劑具有強(qiáng)的氧化能力。含氟的液體氧化劑液氟(F2)、二氟化氧(OF2)、五氟化氯(ClF5)等與一般液體燃料組合的推進(jìn)劑具有較高的比沖,但燃燒溫度高、毒性大,與一些金屬和非金屬材料不相容,不能廣泛使用。常用含氧的液體氧化劑有液氧(O2)、四氧化二氮(N2O4)、硝酸(HNO3)等。
氫以及它與鋰、鈹、硼、鋁、碳、氮元素組成的液態(tài)化合物可作為燃料,經(jīng)常大量使用的是碳、氮元素與氫組成的液體燃料,如烴類、肼類和胺類化合物。
氧化劑流量與燃料流量之比稱為混合比。氧化劑和燃料的不同組合以及混合比的數(shù)值對(duì)比沖影響很大。燃燒室壓力也影響比沖(圖1)。選擇液體推進(jìn)劑時(shí)除要求高的能量特性外,還要求冰點(diǎn)低、沸點(diǎn)高、密度大、點(diǎn)火和燃燒性能良好。
液體推進(jìn)劑一般分為雙元和單元兩類,按貯存性能又分為可貯存推進(jìn)劑和低溫推進(jìn)劑。雙元液體推進(jìn)劑 由分開存放的一種液體氧化劑和一種液體燃料組成,如液氧和液氫。雙元液體推進(jìn)劑又分自燃和非自燃兩種。自燃液體推進(jìn)劑是指液體氧化劑和液體燃料接觸時(shí)能立即自動(dòng)燃燒而不需要點(diǎn)火裝置的推進(jìn)劑。
即液化的氣體,如液氧、液氫、深冷液體丙烷等。它不能長期貯存,一般在火箭發(fā)射前臨時(shí)加注。低溫推進(jìn)劑能焓較高,常用在運(yùn)載火箭上。 固體推進(jìn)劑 由氧化劑、燃料和其他添加劑組成的固態(tài)混合物,通常制成一定幾何形狀的藥柱置于固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室中。氧化劑和燃料是基本組分,添加劑含量很少。最常用的氧化劑是過氯酸銨,過氯酸鉀、硝酸銨、硝酸鉀和硝化甘油等也都可用作氧化劑。常用的燃料是烴及其衍生物(如聚硫橡膠、聚丁二烯等高分子聚合物)和纖維素及其衍生物(如硝化纖維)等。為了提高能量,也常加入金屬粉末(如鋁粉)作為金屬燃料。添加劑含量雖少,但種類繁多,功用各異,如調(diào)節(jié)燃速的催化劑和降速劑,改善燃燒性能的燃燒穩(wěn)定劑,改善貯存性能和力學(xué)性能的防老劑和增塑劑,以及改善工藝性能的稀釋劑、潤濕劑、固化劑和固化阻止劑等。
固體推進(jìn)劑按質(zhì)地的均勻性分為均質(zhì)推進(jìn)劑(如雙基推進(jìn)劑)和異質(zhì)推進(jìn)劑(如復(fù)合和復(fù)合改性雙基推進(jìn)劑)。
即只有一種液體組元的推進(jìn)劑。這類液體推進(jìn)劑既可以是同一分子中同時(shí)含有氧化劑成分和燃料成分的液態(tài)化合物(如異丙基硝酸酯),也可以是氧化劑與燃料的混合溶液(如硝酸肼的肼溶液),或是一種能分解放熱的液態(tài)物質(zhì)(如肼)。單元液體推進(jìn)劑在正常情況下是穩(wěn)定的,遇熱或與催化劑接觸時(shí)急劇分解放熱,產(chǎn)生大量高溫氣體。大多數(shù)有實(shí)用價(jià)值的單元液體推進(jìn)劑的比沖不高,通常只用作輔助推進(jìn)系統(tǒng)的推進(jìn)劑??少A存液體推進(jìn)劑 在常溫常壓下能長期貯存的液體推進(jìn)劑,可預(yù)先加注在貯箱內(nèi),廣泛用于導(dǎo)彈和運(yùn)載火箭。
處理的方式與鈾燃料相似,先以機(jī)械方式切斷燃料棒,再以濃硝酸溶解,惟金屬釷在硝酸中呈“怠惰性”,故須添加小量HF,使之易于溶解,但氟離子易與鈾及釷形成錯(cuò)化合物,影響萃取效果,且又引起強(qiáng)烈的腐蝕問題,解決...
釷燃料是指能制造可以能取代鈾-235的核燃料鈾-233的釷-232。釷資源中產(chǎn)量最多的礦物為獨(dú)居石(monazite),一般釷含量為1~15%。首先將獨(dú)居石以或氫氧化鈉溶解,加以過濾、沉淀,再以硝酸溶...
核能發(fā)電目前是以鈾-235為主要原料,鈾含量高的礦藏正在急遽下降。能取代鈾-235的核燃料之一是鈾-233,但它在自然界并不存在,得要從釷-232來制造。核能發(fā)電是能源危機(jī)中的新寵,但由於核分裂反應(yīng)器...
為火箭發(fā)動(dòng)機(jī)提供能源和工質(zhì)(工作介質(zhì))的化學(xué)劑。它包含可燃物質(zhì)和氧化劑。推進(jìn)劑的選擇和使用與3個(gè)因素有關(guān):能量特性、使用性能和經(jīng)濟(jì)性。常用理論比沖表征推進(jìn)劑的能量特性,要求單位重量推進(jìn)劑具有高的能焓,反應(yīng)(燃燒)產(chǎn)物為低分子量的氣體。推進(jìn)劑應(yīng)具備良好的使用性能,如無毒或低毒、高的物理和化學(xué)穩(wěn)定性、能和常用的結(jié)構(gòu)材料相容等。經(jīng)濟(jì)性指原料來源廣、價(jià)格低。推進(jìn)劑按物態(tài)分為液體推進(jìn)劑、固體推進(jìn)劑和固、液組合使用的混合推進(jìn)劑。
由硝化纖維素、硝化甘油和添加劑組成。硝化纖維素溶解于硝化甘油成為凝膠體,又稱膠體火藥。它的燃速范圍窄,高低溫力學(xué)性能差,能量低,理論比沖為215~225秒。雙基推進(jìn)劑通常采用壓伸法制造,主要用于中小型固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)。
是在雙基推進(jìn)劑的基礎(chǔ)上加入一定量的過氯酸銨和鋁粉組成的混合物。為了提高推進(jìn)劑能量,往往用奧克托金(HMX)或黑索金(RDX)來取代或部分取代過氯酸銨。為了改善推進(jìn)劑力學(xué)性能,可采用交聯(lián)劑使硝化纖維素交聯(lián),因而這種推進(jìn)劑又稱交聯(lián)雙基推進(jìn)劑。復(fù)合改性雙基推進(jìn)劑具有較高的能量,理論比沖為255~265秒,安全性能與雙基推進(jìn)劑相同,通常采用澆鑄法制造,多用于固體運(yùn)載火箭的上面級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)。
它通常是過氯酸銨、鋁粉、粘合劑和添加劑的機(jī)械混合物。過氯酸銨除作為氧化劑外,還在粘合劑中充作填料以增加推進(jìn)劑的模量。粘合劑一方面將過氯酸銨與鋁粉粘合成為彈性體,使它具有一定的幾何形狀和力學(xué)性能;另一方面提供可燃元素,如碳、氫等。復(fù)合推進(jìn)劑種類很多,按所用粘合劑可分為聚硫橡膠類、聚氨酯類、聚丁二烯類和聚氯乙烯類推進(jìn)劑。復(fù)合推進(jìn)劑性能良好,使用溫度范圍較寬,能量較高,理論比沖為225~260秒。除具有熱塑性的聚乙烯類推進(jìn)劑可壓伸成型外,一般都用澆鑄法制造,工藝簡單,適宜于制造大尺寸的藥柱。復(fù)合推進(jìn)劑廣泛用于各種類型的固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī),尤其是大型發(fā)動(dòng)機(jī)。
固體推進(jìn)劑可根據(jù)要求(圖2)制成各種幾何形狀和尺寸的藥柱,直接置于燃燒室中,能長期貯存。它使用方便,工作可靠,但燃速可調(diào)范圍小,且受環(huán)境溫度的影響,能量一般比液體推進(jìn)劑低。但它的密度和體積比沖都大,可減輕發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)重量,因而能部分地補(bǔ)償比沖低的缺點(diǎn)。
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我們身邊的塑料制品,大都是用寶貴的石油制成的。有沒有辦法讓廢舊塑料變回石油呢? 日本一家公司近來就發(fā)明了一種機(jī)器,能把塑料加熱,變成蒸汽,再經(jīng)過處理,把蒸汽變成原油。這種機(jī)器小巧靈活,很適合在家里使用,目前正準(zhǔn)備批量生產(chǎn)。
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日長一家公司成功研發(fā)出一種新技術(shù),利用氣體熏蒸下水道的污泥,將其變成燃料。該技術(shù)是在直徑約1米、長約2米的罐中裝入脫水后的60千克污泥,然后將用作金屬機(jī)械洗滌劑的二氯甲烷等溶劑加熱到80攝氏度,繼而利用產(chǎn)生的氣體熏蒸污泥約3小時(shí)。干燥以后便可獲得約16千克灰色的砂狀燃料。與通常通過焚燒處理污泥的方法相比,新技術(shù)能降低溫室氣體二氧化碳的排放量.從而達(dá)到環(huán)保的目的?
[搜狐汽車·E電園]近日,豐田對(duì)外展示了可使用汽油以及乙醇的雙燃料混動(dòng)普銳斯,未來或?qū)⒙氏韧度氚臀魇袌?。此外,官方稱未來也不排除推出雙燃料插電混動(dòng)車型的可能性。
根據(jù)目前公布的圖片看,這臺(tái)被命名為FFV的概念車基于現(xiàn)款豐田普銳斯打造,外觀部分最明顯的特點(diǎn)是采用了象征清潔燃料的綠色拉花。FFV概念車是在巴西圣保羅市政府支持下的研發(fā)項(xiàng)目之一,除了能夠使用傳統(tǒng)汽油外,還支持使用標(biāo)號(hào)E100的乙醇汽油。
據(jù)悉,由于巴西是世界第二大乙醇汽油生產(chǎn)國,因此其具有豐富的可用資源。根據(jù)豐田測(cè)試,使用汽油與乙醇燃料的混動(dòng)車型節(jié)能減排效果比在售車型更明顯。如果大規(guī)模推廣,預(yù)計(jì)到2050年二氧化碳排放量相比2010年將降低90%,為此豐田將在今后對(duì)此類技術(shù)展開更大規(guī)模的穩(wěn)定性、適應(yīng)性測(cè)試。此外,未來也不排除推出雙燃料插電混動(dòng)車型的可能性。
隨著國家補(bǔ)貼政策的鼓勵(lì)以及“雙積分”政策的落地,新能源浪潮滾滾而來,勢(shì)不可擋,而各大車企也紛紛還是布局新能源車型,無論是傳統(tǒng)車企還是造車新勢(shì)力。
那么在未來新能源發(fā)展過程中,三大技術(shù)主流“插電混動(dòng)汽車、純電動(dòng)汽車、燃料電池汽車”,到底哪種路線是可行的呢?未來面臨的機(jī)遇與挑戰(zhàn)又是如何呢?
2018年5月11日,第十屆中國汽車藍(lán)皮書論壇在京舉辦,在以“插混、純電還是選擇燃料電池”為題中,上汽集團(tuán)技術(shù)中心副主任朱軍、上汽集團(tuán)大通技術(shù)中心主任郝景賢、華霆(合肥)動(dòng)力技術(shù)有限公司董事長周鵬、愛馳汽車首席技術(shù)官兼技術(shù)中心總經(jīng)理王東晨等進(jìn)行了激烈的探討。
朱軍:即便沒有補(bǔ)貼,插電混動(dòng)也更容易讓人接受
▲上汽集團(tuán)技術(shù)中心副主任朱軍
眾所周知,隨著近兩年電池技術(shù)在進(jìn)步,純電動(dòng)汽車的競爭力在逐步加強(qiáng),電池的能量密度在提升,純電動(dòng)汽車的續(xù)航里程在提升,但基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)模仍不能滿足目前消費(fèi)者的日常需求,同時(shí),對(duì)于燃料電池,還要加大加氫規(guī)模,現(xiàn)在用高壓氫或者曾經(jīng)早期我們還研究過液氫,都不是很好的加儲(chǔ)方法,可能氫的運(yùn)輸還會(huì)有一些新的技術(shù)出來,使得它更安全、更便捷。
也正因此,上汽集團(tuán)技術(shù)中心副主任朱軍表示,“如果純粹從用戶的使用習(xí)慣來看,插電混動(dòng)在很長一段時(shí)間內(nèi)會(huì)成為用戶比較容易接受的一個(gè)東西,也不一定需要國家的補(bǔ)貼,當(dāng)然有一些購置的激勵(lì)會(huì)更好一些。”
郝景賢:三條路線同時(shí)需要,在不同場景下發(fā)揮各自的長處
▲上汽集團(tuán)大通技術(shù)中心主任郝景賢
對(duì)于三大技術(shù)主流“插電混動(dòng)汽車、純電動(dòng)汽車、燃料電池汽車“,上汽集團(tuán)大通技術(shù)中心主任郝景賢表示,“長期來講,也有人認(rèn)為純電動(dòng)是終極解決方案,也有人認(rèn)為燃料電池是終極解決方案,我認(rèn)為關(guān)鍵還是看誰技術(shù)進(jìn)步的快,我認(rèn)為三條路線都是需要的,在不同使用場景下他們各有自己的長處和未來的前景?!?/p>
提及未來基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),在他看來,“基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)不是成本的問題,而是政策問題,我們?cè)诩託湔镜臉?biāo)準(zhǔn)以及審批的流程,如果能再進(jìn)一步放開,氫燃料電池未來的機(jī)會(huì)是非常大的,而且我認(rèn)為技術(shù)路線是與我們的政策、與市場的選擇有關(guān)系,應(yīng)該最終交給市場來選擇?!?/p>
此外,郝景賢也對(duì)未來三條技術(shù)路線的發(fā)展大膽的預(yù)測(cè):“我認(rèn)為純電動(dòng)、氫燃料和混合動(dòng)力,有它各自的優(yōu)勢(shì),三條技術(shù)路線在今天和明天都是需要的。在遠(yuǎn)期的未來,取決于技術(shù)進(jìn)步和市場選擇。”
周鵬:燃油車是千萬輛級(jí)的,電動(dòng)車是百萬量級(jí)的,估計(jì)燃料電池應(yīng)該是萬量級(jí)的
華霆(合肥)動(dòng)力技術(shù)有限公司是做電池動(dòng)力系統(tǒng)總成的一個(gè)企業(yè),處于價(jià)值鏈上是中游,所以能看到很多主機(jī)廠在這個(gè)方面的一些變動(dòng)。
面對(duì)雙積分的壓力,周鵬將這些車企比喻成了打麻將,“如果把插電混合動(dòng)力比作是筒,純電動(dòng)比成是風(fēng)頭,這樣比起來的話可能原料電池就是萬了,實(shí)際上每個(gè)企業(yè)最后抓成什么樣的牌,倒不是很重要,最后他們的目的是在最短的時(shí)間內(nèi)能夠和牌?!?/p>
而對(duì)于三大技術(shù)主流“插電混動(dòng)汽車、純電動(dòng)汽車、燃料電池汽車“華霆(合肥)動(dòng)力技術(shù)有限公司董事長周鵬將它進(jìn)行了量級(jí),他表示:“燃油車是千萬輛級(jí)的,電動(dòng)車是百萬量級(jí)的,估計(jì)燃料電池應(yīng)該是萬量級(jí)的?!?/p>
王東晨:氫是明天,純電和插電是春天
▲愛馳汽車首席技術(shù)官兼技術(shù)中心總經(jīng)理王東晨
對(duì)于未來三大技術(shù)主流“插電混動(dòng)汽車、純電動(dòng)汽車、燃料電池汽車“愛馳汽車首席技術(shù)官兼技術(shù)中心總經(jīng)理王東晨表示:“用時(shí)間軸去描述三個(gè)技術(shù)路線,氫是明天,一年四季,春夏秋冬,現(xiàn)在純電是1月份的春天會(huì)來的,但現(xiàn)在還有點(diǎn)冷。插電相對(duì)來說是成熟,隨著政策補(bǔ)貼退坡,它也在春天里,但是它的春天長短取決于純電的發(fā)展?!?/p>
而面對(duì)大家都焦慮的問題,王東晨表示:“對(duì)愛馳汽車來說,在三大技術(shù)主流問題上是沒有焦慮的,但是我們焦慮的肯定是純電本身。作為純電動(dòng)汽車,用戶感受肯定是最重要的,包括價(jià)格、續(xù)航里程以及使用?!?/p>
提及燃料電池,在他看來,“事實(shí)上加油站最前端的基礎(chǔ)設(shè)施是沒話說的,而充電站的最前端發(fā)電廠也是成熟的,但是燃料電池的基礎(chǔ)設(shè)施現(xiàn)在徹底地從頭到尾全是零,最終要花多少錢,有數(shù)據(jù)顯示,是在加油站的屁股后頭至少要加個(gè)零?!?/p>
1、燃燒器可分為:預(yù)混燒嘴,內(nèi)混燒嘴和部分預(yù)混燒嘴
2、預(yù)混系統(tǒng)的作用:在燒嘴和點(diǎn)火點(diǎn)之前完成一次空氣和氣體燃料的混合。
也就是說,空氣和燃?xì)庠谶M(jìn)入燒嘴之前已經(jīng)混合成為可燃?xì)怏w。
3、預(yù)混合氣的流量應(yīng)考慮以下因素:
a.可燃性氣體與空氣混合物的著火極限
b.火焰?zhèn)鞑ニ俣?
c.混合壓力
d.調(diào)節(jié)比
4、保證完全預(yù)混式燃燒的條件:
燃?xì)夂涂諝庠谥鹎邦A(yù)先按照化學(xué)當(dāng)量比混合均勻設(shè)置專門的火道,使燃燒區(qū)內(nèi)保持穩(wěn)定的高溫在以上條件下,燃?xì)?空氣混合物到達(dá)燃燒區(qū)后能在瞬間燃燒完畢。火焰很短,甚至看不到,所以又稱為無焰燃燒。
5、預(yù)混系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn):
形成短火焰,火焰溫度高,延展性好,使用集中的預(yù)混合系統(tǒng)可簡化燃燒系統(tǒng)的管路。
6、預(yù)混系統(tǒng)的缺點(diǎn):
存在回火的可能性,調(diào)節(jié)比有限,空氣/燃料比受限,難于應(yīng)用在燃油燒嘴上。2100433B