Estudio de dinámica molecular ReaxFF de las características de combustión oxidativa del fluido mixto R1132 (E)/R1234ze (E)

Lü Zijian ,  

Yang Hao ,  

Chen Yubo ,  

Jin Tingxiang ,  

Che Fuliang ,  

摘要

Para evaluar la seguridad del fluido combustible binario R1132 (E)/R1234ze (E) en aplicaciones prácticas, se utilizaron métodos de dinámica molecular reactiva y funcional de densidad para estudiar el efecto de la temperatura, la proporción estequiométrica de oxígeno, la composición y las moléculas de agua en el comportamiento de combustión oxidativa de la mezcla R1132 (E)/R1234ze (E). Los resultados muestran que la temperatura de reacción es el factor dominante que controla la velocidad de reacción del sistema, con reactivos completamente consumidos a 2000 K y más en 3000 ps, y una temperatura alta que acelera significativamente la pirólisis inicial y promueve las posteriores conversiones oxidativas; el contenido de oxígeno afecta principalmente la profundidad de oxidación, con un aumento significativo en la producción de CO y CO2 al aumentar la proporción estequiométrica de 0,5 a 1,5, pero con poco efecto en la velocidad de pirólisis inicial; en diferentes proporciones de componentes en R1132 (E)/R1234ze (E), la producción de HF se mantiene básicamente constante, alrededor de 350 moléculas, representando más del 90% del contenido total de hidrógeno en el sistema; una mayor proporción de R1234ze (E) prolonga el tiempo de descomposición total de la mezcla y aumenta la producción de COF2; las moléculas de agua ambientales proporcionan radicales libres activos a través de la pirólisis y capturan intermediarios fluorados, promoviendo significativamente la oxidación completa de carbono y aumentando el rendimiento de HF. En el sistema mixto, R1132 (E) inicia preferentemente la reacción mediante la ruta de autodescomposición, mientras que R1234ze (E) sufre preferentemente la ruptura de enlaces C-C para formar radicals •CF3 y •C2H2F, que finalmente se oxidan a CO2 a través de las rutas COF2/COF y la ruptura progresiva de C-F/C-H respectivamente.

关键词

R1132 (E); simulación de dinámica molecular; refrigerante mixto; química computacional; seguridad

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