Estudo de dinâmica molecular ReaxFF das características de combustão oxidativa do fluido misto R1132 (E)/R1234ze (E)

Lü Zijian ,  

Yang Hao ,  

Chen Yubo ,  

Jin Tingxiang ,  

Che Fuliang ,  

摘要

Para avaliar a segurança do fluido combustível binário R1132 (E)/R1234ze (E) em aplicações práticas, foram utilizados métodos de dinâmica molecular reativa e funcional da densidade para estudar o efeito da temperatura, razão estequiométrica de oxigênio, composição e moléculas de água no comportamento de oxidação e combustão da mistura de fluido R1132 (E)/R1234ze (E). Os resultados mostram que a temperatura de reação é o principal fator que controla a taxa de reação do sistema, com reagentes completamente consumidos a 2000 K e acima dentro de 3000 ps; altas temperaturas aceleram significativamente a pirólise inicial e promovem as subsequentes conversões oxidativas; o teor de oxigênio afeta principalmente a profundidade da oxidação, com aumento significativo na produção de CO e CO2 quando a razão estequiométrica passa de 0,5 para 1,5, mas tem pouco efeito na taxa de pirólise inicial; em diferentes proporções de componentes da mistura R1132 (E)/R1234ze (E), a produção de HF permanece basicamente constante, cerca de 350 moléculas, representando mais de 90% do teor total de hidrogênio no sistema; uma maior proporção de R1234ze (E) prolonga o tempo total de decomposição da mistura e aumenta a produção de COF2; as moléculas de água do ambiente fornecem radicais livres ativos através da pirólise e capturam intermediários fluorados, promovendo significativamente a oxidação completa do carbono e aumentando o rendimento de HF. No sistema misto, R1132 (E) inicia preferencialmente a reação pelo caminho de autodecomposição, enquanto R1234ze (E) sofre preferencialmente a ruptura das ligações C-C para formar radicais •CF3 e •C2H2F, que por fim são oxidados a CO2 através das rotas COF2/COF e ruído progressivo da quebra das ligações C-F/C-H, respectivamente.

关键词

R1132 (E); simulação de dinâmica molecular; refrigerante misto; química computacional; segurança

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