Preview

Тонкие химические технологии

Расширенный поиск

Многослойные углеродные нанотрубки – компонент энергоемких суспензионных реактивных горючих

https://doi.org/10.32362/2410-6593-2020-15-2-38-46

Полный текст:

Аннотация

Цели. Добавление высокоплотных углеродных материалов в реактивные топлива может привести к значительному увеличению его объемной энергоемкости. Цель работы заключалась в проведении термодинамического анализа возможности получения модельных углеводородных топлив из толуола и Т-1 с многослойными углеродными нанотрубками (МУНТ).

Методы. Свойства МУНТ были исследованы при помощи следующих методов: энергия сгорания в кристаллическом состоянии определена методом бомбовой калориметрии, температурная зависимость теплоемкости в интервале 5–370 K – методом адиабатической калориметрии, физическая плотность – пикнометрическим методом, седиментационная устойчивость смесей с жидкостями – центрифугированием при 7000 g. Расчеты проводились в программе MS Excel.

Результаты. Определены энергия и энтальпия сгорания технического образца МУНТ в кристаллическом состоянии. На основании сглаженных значений теплоемкости получены стандартные термодинамические функции (энтальпия, энтропия и приведенная энергия Гиббса) МУНТ в кристаллическом состоянии в интервале 0–2000 K. Экстраполяция теплоемкости МУНТ до температуры 2000 K проведена с использованием теплоемкости кристаллического графита. Установлено, что смеси МУНТ с жидкостями, содержащими МУНТ более 33 масс. %, седиментационно устойчивы в центрифуге при 7000 g. Для модельных систем толуол–МУНТ, горючее Т-1–МУНТ вычислены массовые и объемные энергии сгорания, адиабатические температуры горения, условная конечная максимальная скорость модельных ракет с горючим различных составов.

Выводы. Термодинамический анализ показал, что добавление МУНТ существенно повышает объемную энергоемкость традиционных реактивных топлив, что должно приводить к улучшению эксплуатационных характеристик летательных аппаратов. 

Об авторах

Л. С. Карпушенкова
Белорусский государственный университет
Беларусь

Карпушенкова Лариса Степановна, кандидат химических наук, доцент, доцент кафедры физической химии

 220030, Минск, ул. Ленинградская, д. 14



Г. Я. Кабо
Белорусский государственный университет
Беларусь

 Кабо Геннадий Яковлевич, доктор химических наук, профессор, профессор кафедры физической химии 

Scopus Author ID 56261611100 

220030, Минск, ул. Ленинградская, д. 14



А. В. Блохин
Белорусский государственный университет
Беларусь

 Блохин Андрей Викторович, доктор химических наук, профессор, заведующий кафедрой физической химии 

220030, Минск, ул. Ленинградская, д. 14



Список литературы

1. Сорокин В.А., Францкевич В.П., Яновский Л.С., Бакулин В.Н., Дубовкин Н.Ф., Котова В.Н. Энергоемкие горючие для авиационных и ракетных двигателей. М.: Физматлит, 2009. 400 с. ISBN 978-5-9221-1091-4

2. Kabo G.J., Paulechka E., Blokhin A.V., Voitkevich O.V., Liavitskaya T., Kabo A.G. Thermodynamic Properties and Similarity of Stacked-Cup Multiwall Carbon Nanotubes and Graphite. J. Chem. Eng. Data. 2016;61(11):3849-3857. https://doi.org/10.1021/acs.jced.6b00525

3. Кабо Г.Я., Блохин А.В., Павлечко Е.В., Войткевич О.В., Левицкая Т.Н. Термодинамическое подобие многослойных конических нанотрубок и графита. Свиридовские чтения: сб. ст. Вып. 11. Минск: БГУ, 2015. С. 60-67. URL: http://elib.bsu.by/handle/123456789/223236

4. Сидоров Л.Н., Юровская М.А., Борщевский А.Я., Трушков И.В., Иоффе И.Н. Фуллерены: Учебное пособие. М.: Экзамен; 2005. 688 с. ISBN 5-472-00294-X

5. Diky V.V., Kabo G.J. Thermodynamic properties of C60 and C70 fullerene. Russ. Chem. Rev. 2000;69(2):95-104. https:// doi.org/10.1070/RC2000v069n02ABEH000535

6. Howe J.Y., Rawn C.J., Jones L.E. Ow H. Improved crystallographic data for graphite. Powder Diffr. 2003;18(2):150-154. https://doi.org/10.1154/1.1536926

7. Shevelyova M.P., Paulechka Y.U., Kabo G.J. Blokhin A.V., Kabo A.G., Gubarevich T.M. Physicochemical Properties of Imidazolium-based Ionic Nanofluids: Density, Heat Capacity, and Enthalpy of Formation. J. Phys. Chem. C. 2013;117(9):4782-4790. https://doi.org/10.1021/jp3059432

8. Kabo G.J., Blokhin A.V., Paulechka E. Roganov G.N., Frenkel M., Yursha I.A., Diky V., Zaitsau D., Bazyleva A., Simirsky V.V., Karpushenkava L.S., Sevruk V.M. Thermodynamic properties of organic substances: Experiment, modeling, and technological applications. J. Chem. Thermodyn. 2019;131:225-246. https://doi.org/10.1016/j.jct.2018.10.025

9. Мизгулин В.В., Кадушников Р.М., Алиевский Д.М. Алиевский В.М. Моделирование плотных материалов методом упаковки сферополиэдров. Компьютерные исследования и моделирование. 2012;4(4):757-766. https://doi.org/10.20537/2076-7633-2012-4-4-757-766

10. Егорычев В.С., Кондрусев В.С. Топлива химических ракетных двигателей. Самара: Изд. СГАУ; 2007. 72 с. ISBN 978-5-7883-0512-7

11. Паушкин Я.М. Жидкие и твердые химические ракетные топлива. М.: Наука; 1978. 192 с.

12. Zhao F., Yi J., Hong W., An T. Yang Y. Preparation, Characterization, and Catalytic Activity of Carbon Nanotubes-Supported Metal or Metal Oxide. In: Energetic Nanomaterials. Synthesis, Characterization and Application, Ch. 10. Amsterdam: Elsevier; 2016. P. 231-284. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-802710-3.00010-6


Дополнительные файлы

1. Для модельных систем толуол–МУНТ, горючее Т-1–МУНТ вычислены массовые и объемные энергии сгорания, адиабатические температуры горения, условная конечная максимальная скорость модельных ракет с горючим различных составов. Термодинамический анализ показал, что добавление МУНТ существенно повышает объемную энергоемкость традиционных реактивных топлив, что должно приводить к улучшению эксплуатационных характеристик летательных аппаратов.
Тема
Тип Исследовательские инструменты
Посмотреть (13KB)    
Метаданные
2. This is to certify that the paper titled Stacked-cup multiwall carbon nanotubes as components of energy-intensive suspension jet fuels commissioned to Enago by Larisa S. Karpushenkava, Gennadii Ya. Kabo, Andrey V. Blokhin has been edited for English language and spelling by Enago, an editing brand of Crimson Interactive Inc.
Тема CERTIFICATE OF EDITING
Тип Прочее
Посмотреть (396KB)    
Метаданные
Для модельных систем толуол–МУНТ, горючее Т-1–МУНТ вычислены массовые и объемные энергии сгорания, адиабатические температуры горения, условная конечная максимальная скорость модельных ракет с горючим различных составов. Термодинамический анализ показал, что добавление МУНТ существенно повышает объемную энергоемкость традиционных реактивных топлив, что должно приводить к улучшению эксплуатационных характеристик летательных аппаратов.

Для цитирования:


Карпушенкова Л.С., Кабо Г.Я., Блохин А.В. Многослойные углеродные нанотрубки – компонент энергоемких суспензионных реактивных горючих. Тонкие химические технологии. 2020;15(2):38-46. https://doi.org/10.32362/2410-6593-2020-15-2-38-46

For citation:


Karpushenkava L.S., Kabo G.Y., Blokhin A.V. Stacked-cup multiwall carbon nanotubes as components of energy-intensive suspension jet fuels. Fine Chemical Technologies. 2020;15(2):38-46. (In Russ.) https://doi.org/10.32362/2410-6593-2020-15-2-38-46

Просмотров: 92


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2410-6593 (Print)
ISSN 2686-7575 (Online)