R1132(E)/R1234ze(E)混合作動流体の酸化燃焼特性に関するReaxFF分子動力学研究

Lü Zijian ,  

Yang Hao ,  

Chen Yubo ,  

Jin Tingxiang ,  

Che Fuliang ,  

摘要

二元可燃作動流体R1132(E)/R1234ze(E)の実用適用における安全性を評価するために、反応分子動力学および密度汎関数法を用いて、温度、酸素当量比、組成比および水分子がR1132(E)/R1234ze(E)混合流体の酸化燃焼挙動に与える影響を調査した。結果は、反応温度が系の反応速度を支配する主因であり、2000 K以上の反応物は3000 ps以内に完全消費され、高温が初期熱分解を著しく加速し、後続の酸化変換を促進することを示した。酸素含有量は主に酸化深度に影響を与え、酸素当量比が0.5から1.5に増加するとCOおよびCO2の生成量が著しく増加するが、初期熱分解速度にはほとんど影響しない。異なる組成比のR1132(E)/R1234ze(E)において、HFの生成量は約350分子でほぼ一定であり、系全体の水素含有量の90%以上を占める。高いR1234ze(E)比率は混合流体の完全分解時間を延長し、COF2の生成を促進する。環境中の水分子は熱分解により活性ラジカルを供給し、フッ素化中間体を捕捉して、炭素の完全酸化を著しく促進し、HF生成率を向上させる。混合系内では、R1132(E)が自己分解経路を優先して反応を開始し、R1234ze(E)はC-C結合の切断を優先的に受けて•CF3および•C2H2Fラジカルを生成し、それぞれCOF2/COF経路および段階的なC-F/C-H結合切断経路を経て最終的にCO2に酸化される。

关键词

R1132(E); 分子動力学シミュレーション; 混合冷媒; 計算化学; 安全性

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