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混胺燃料是由不同分数的脂肪胺或芳香胺组成的液体火箭燃料的统称。包括液体推进剂、单元液体推进剂、低温推进剂、固体推进剂等。
液体推进剂能快速发生化学反应,提供大量热能。它的化学反应主要包括氧化燃烧反应、分解放热反应和复合反应。利用燃烧反应的液体推进剂含有氧化剂和燃料(燃烧剂)。 液体推进剂的特点是比冲高、使用可靠,得到了广泛应用。但是液体推进剂的密度较低,贮存、运输、加注等操作较复杂,在贮存和使用过程中存在液体或蒸气泄漏的可能,需要采取一定的防护措施。
以氟、氧元素为主组成的液体氧化剂具有强的氧化能力。含氟的液体氧化剂液氟(F2)、二氟化氧(OF2)、五氟化氯(ClF5)等与一般液体燃料组合的推进剂具有较高的比冲,但燃烧温度高、毒性大,与一些金属和非金属材料不相容,不能广泛使用。常用含氧的液体氧化剂有液氧(O2)、四氧化二氮(N2O4)、硝酸(HNO3)等。
氢以及它与锂、铍、硼、铝、碳、氮元素组成的液态化合物可作为燃料,经常大量使用的是碳、氮元素与氢组成的液体燃料,如烃类、肼类和胺类化合物。
氧化剂流量与燃料流量之比称为混合比。氧化剂和燃料的不同组合以及混合比的数值对比冲影响很大。燃烧室压力也影响比冲(图1)。选择液体推进剂时除要求高的能量特性外,还要求冰点低、沸点高、密度大、点火和燃烧性能良好。
液体推进剂一般分为双元和单元两类,按贮存性能又分为可贮存推进剂和低温推进剂。双元液体推进剂 由分开存放的一种液体氧化剂和一种液体燃料组成,如液氧和液氢。双元液体推进剂又分自燃和非自燃两种。自燃液体推进剂是指液体氧化剂和液体燃料接触时能立即自动燃烧而不需要点火装置的推进剂。
即液化的气体,如液氧、液氢、深冷液体丙烷等。它不能长期贮存,一般在火箭发射前临时加注。低温推进剂能焓较高,常用在运载火箭上。 固体推进剂 由氧化剂、燃料和其他添加剂组成的固态混合物,通常制成一定几何形状的药柱置于固体火箭发动机燃烧室中。氧化剂和燃料是基本组分,添加剂含量很少。最常用的氧化剂是过氯酸铵,过氯酸钾、硝酸铵、硝酸钾和硝化甘油等也都可用作氧化剂。常用的燃料是烃及其衍生物(如聚硫橡胶、聚丁二烯等高分子聚合物)和纤维素及其衍生物(如硝化纤维)等。为了提高能量,也常加入金属粉末(如铝粉)作为金属燃料。添加剂含量虽少,但种类繁多,功用各异,如调节燃速的催化剂和降速剂,改善燃烧性能的燃烧稳定剂,改善贮存性能和力学性能的防老剂和增塑剂,以及改善工艺性能的稀释剂、润湿剂、固化剂和固化阻止剂等。
固体推进剂按质地的均匀性分为均质推进剂(如双基推进剂)和异质推进剂(如复合和复合改性双基推进剂)。
即只有一种液体组元的推进剂。这类液体推进剂既可以是同一分子中同时含有氧化剂成分和燃料成分的液态化合物(如异丙基硝酸酯),也可以是氧化剂与燃料的混合溶液(如硝酸肼的肼溶液),或是一种能分解放热的液态物质(如肼)。单元液体推进剂在正常情况下是稳定的,遇热或与催化剂接触时急剧分解放热,产生大量高温气体。大多数有实用价值的单元液体推进剂的比冲不高,通常只用作辅助推进系统的推进剂。可贮存液体推进剂 在常温常压下能长期贮存的液体推进剂,可预先加注在贮箱内,广泛用于导弹和运载火箭。
处理的方式与铀燃料相似,先以机械方式切断燃料棒,再以浓硝酸溶解,惟金属钍在硝酸中呈“怠惰性”,故须添加小量HF,使之易于溶解,但氟离子易与铀及钍形成错化合物,影响萃取效果,且又引起强烈的腐蚀问题,解决...
钍燃料是指能制造可以能取代铀-235的核燃料铀-233的钍-232。钍资源中产量最多的矿物为独居石(monazite),一般钍含量为1~15%。首先将独居石以或氢氧化钠溶解,加以过滤、沉淀,再以硝酸溶...
核能发电目前是以铀-235为主要原料,铀含量高的矿藏正在急遽下降。能取代铀-235的核燃料之一是铀-233,但它在自然界并不存在,得要从钍-232来制造。核能发电是能源危机中的新宠,但由於核分裂反应器...
为火箭发动机提供能源和工质(工作介质)的化学剂。它包含可燃物质和氧化剂。推进剂的选择和使用与3个因素有关:能量特性、使用性能和经济性。常用理论比冲表征推进剂的能量特性,要求单位重量推进剂具有高的能焓,反应(燃烧)产物为低分子量的气体。推进剂应具备良好的使用性能,如无毒或低毒、高的物理和化学稳定性、能和常用的结构材料相容等。经济性指原料来源广、价格低。推进剂按物态分为液体推进剂、固体推进剂和固、液组合使用的混合推进剂。
由硝化纤维素、硝化甘油和添加剂组成。硝化纤维素溶解于硝化甘油成为凝胶体,又称胶体火药。它的燃速范围窄,高低温力学性能差,能量低,理论比冲为215~225秒。双基推进剂通常采用压伸法制造,主要用于中小型固体火箭发动机。
是在双基推进剂的基础上加入一定量的过氯酸铵和铝粉组成的混合物。为了提高推进剂能量,往往用奥克托金(HMX)或黑索金(RDX)来取代或部分取代过氯酸铵。为了改善推进剂力学性能,可采用交联剂使硝化纤维素交联,因而这种推进剂又称交联双基推进剂。复合改性双基推进剂具有较高的能量,理论比冲为255~265秒,安全性能与双基推进剂相同,通常采用浇铸法制造,多用于固体运载火箭的上面级发动机。
它通常是过氯酸铵、铝粉、粘合剂和添加剂的机械混合物。过氯酸铵除作为氧化剂外,还在粘合剂中充作填料以增加推进剂的模量。粘合剂一方面将过氯酸铵与铝粉粘合成为弹性体,使它具有一定的几何形状和力学性能;另一方面提供可燃元素,如碳、氢等。复合推进剂种类很多,按所用粘合剂可分为聚硫橡胶类、聚氨酯类、聚丁二烯类和聚氯乙烯类推进剂。复合推进剂性能良好,使用温度范围较宽,能量较高,理论比冲为225~260秒。除具有热塑性的聚乙烯类推进剂可压伸成型外,一般都用浇铸法制造,工艺简单,适宜于制造大尺寸的药柱。复合推进剂广泛用于各种类型的固体火箭发动机,尤其是大型发动机。
固体推进剂可根据要求(图2)制成各种几何形状和尺寸的药柱,直接置于燃烧室中,能长期贮存。它使用方便,工作可靠,但燃速可调范围小,且受环境温度的影响,能量一般比液体推进剂低。但它的密度和体积比冲都大,可减轻发动机的结构重量,因而能部分地补偿比冲低的缺点。
[搜狐汽车·E电园]近日,丰田对外展示了可使用汽油以及乙醇的双燃料混动普锐斯,未来或将率先投入巴西市场。此外,官方称未来也不排除推出双燃料插电混动车型的可能性。
根据目前公布的图片看,这台被命名为FFV的概念车基于现款丰田普锐斯打造,外观部分最明显的特点是采用了象征清洁燃料的绿色拉花。FFV概念车是在巴西圣保罗市政府支持下的研发项目之一,除了能够使用传统汽油外,还支持使用标号E100的乙醇汽油。
据悉,由于巴西是世界第二大乙醇汽油生产国,因此其具有丰富的可用资源。根据丰田测试,使用汽油与乙醇燃料的混动车型节能减排效果比在售车型更明显。如果大规模推广,预计到2050年二氧化碳排放量相比2010年将降低90%,为此丰田将在今后对此类技术展开更大规模的稳定性、适应性测试。此外,未来也不排除推出双燃料插电混动车型的可能性。
随着国家补贴政策的鼓励以及“双积分”政策的落地,新能源浪潮滚滚而来,势不可挡,而各大车企也纷纷还是布局新能源车型,无论是传统车企还是造车新势力。
那么在未来新能源发展过程中,三大技术主流“插电混动汽车、纯电动汽车、燃料电池汽车”,到底哪种路线是可行的呢?未来面临的机遇与挑战又是如何呢?
2018年5月11日,第十届中国汽车蓝皮书论坛在京举办,在以“插混、纯电还是选择燃料电池”为题中,上汽集团技术中心副主任朱军、上汽集团大通技术中心主任郝景贤、华霆(合肥)动力技术有限公司董事长周鹏、爱驰汽车首席技术官兼技术中心总经理王东晨等进行了激烈的探讨。
朱军:即便没有补贴,插电混动也更容易让人接受
▲上汽集团技术中心副主任朱军
众所周知,随着近两年电池技术在进步,纯电动汽车的竞争力在逐步加强,电池的能量密度在提升,纯电动汽车的续航里程在提升,但基础设施规模仍不能满足目前消费者的日常需求,同时,对于燃料电池,还要加大加氢规模,现在用高压氢或者曾经早期我们还研究过液氢,都不是很好的加储方法,可能氢的运输还会有一些新的技术出来,使得它更安全、更便捷。
也正因此,上汽集团技术中心副主任朱军表示,“如果纯粹从用户的使用习惯来看,插电混动在很长一段时间内会成为用户比较容易接受的一个东西,也不一定需要国家的补贴,当然有一些购置的激励会更好一些。”
郝景贤:三条路线同时需要,在不同场景下发挥各自的长处
▲上汽集团大通技术中心主任郝景贤
对于三大技术主流“插电混动汽车、纯电动汽车、燃料电池汽车“,上汽集团大通技术中心主任郝景贤表示,“长期来讲,也有人认为纯电动是终极解决方案,也有人认为燃料电池是终极解决方案,我认为关键还是看谁技术进步的快,我认为三条路线都是需要的,在不同使用场景下他们各有自己的长处和未来的前景。”
提及未来基础设施建设,在他看来,“基础设施的建设不是成本的问题,而是政策问题,我们在加氢站的标准以及审批的流程,如果能再进一步放开,氢燃料电池未来的机会是非常大的,而且我认为技术路线是与我们的政策、与市场的选择有关系,应该最终交给市场来选择。”
此外,郝景贤也对未来三条技术路线的发展大胆的预测:“我认为纯电动、氢燃料和混合动力,有它各自的优势,三条技术路线在今天和明天都是需要的。在远期的未来,取决于技术进步和市场选择。”
周鹏:燃油车是千万辆级的,电动车是百万量级的,估计燃料电池应该是万量级的
华霆(合肥)动力技术有限公司是做电池动力系统总成的一个企业,处于价值链上是中游,所以能看到很多主机厂在这个方面的一些变动。
面对双积分的压力,周鹏将这些车企比喻成了打麻将,“如果把插电混合动力比作是筒,纯电动比成是风头,这样比起来的话可能原料电池就是万了,实际上每个企业最后抓成什么样的牌,倒不是很重要,最后他们的目的是在最短的时间内能够和牌。”
而对于三大技术主流“插电混动汽车、纯电动汽车、燃料电池汽车“华霆(合肥)动力技术有限公司董事长周鹏将它进行了量级,他表示:“燃油车是千万辆级的,电动车是百万量级的,估计燃料电池应该是万量级的。”
王东晨:氢是明天,纯电和插电是春天
▲爱驰汽车首席技术官兼技术中心总经理王东晨
对于未来三大技术主流“插电混动汽车、纯电动汽车、燃料电池汽车“爱驰汽车首席技术官兼技术中心总经理王东晨表示:“用时间轴去描述三个技术路线,氢是明天,一年四季,春夏秋冬,现在纯电是1月份的春天会来的,但现在还有点冷。插电相对来说是成熟,随着政策补贴退坡,它也在春天里,但是它的春天长短取决于纯电的发展。”
而面对大家都焦虑的问题,王东晨表示:“对爱驰汽车来说,在三大技术主流问题上是没有焦虑的,但是我们焦虑的肯定是纯电本身。作为纯电动汽车,用户感受肯定是最重要的,包括价格、续航里程以及使用。”
提及燃料电池,在他看来,“事实上加油站最前端的基础设施是没话说的,而充电站的最前端发电厂也是成熟的,但是燃料电池的基础设施现在彻底地从头到尾全是零,最终要花多少钱,有数据显示,是在加油站的屁股后头至少要加个零。”
1、燃烧器可分为:预混烧嘴,内混烧嘴和部分预混烧嘴
2、预混系统的作用:在烧嘴和点火点之前完成一次空气和气体燃料的混合。
也就是说,空气和燃气在进入烧嘴之前已经混合成为可燃气体。
3、预混合气的流量应考虑以下因素:
a.可燃性气体与空气混合物的着火极限
b.火焰传播速度
c.混合压力
d.调节比
4、保证完全预混式燃烧的条件:
燃气和空气在着火前预先按照化学当量比混合均匀设置专门的火道,使燃烧区内保持稳定的高温在以上条件下,燃气-空气混合物到达燃烧区后能在瞬间燃烧完毕。火焰很短,甚至看不到,所以又称为无焰燃烧。
5、预混系统的优点:
形成短火焰,火焰温度高,延展性好,使用集中的预混合系统可简化燃烧系统的管路。
6、预混系统的缺点:
存在回火的可能性,调节比有限,空气/燃料比受限,难于应用在燃油烧嘴上。2100433B