Энергоемкость углеводородов в жидком и твердом состояниях

Abstract

Цели. Расширение сфер использования беспилотных летательных аппаратов требует поиска реактивных топлив с высокой энергоемкостью и физической плотностью на основе углеводородных материалов. Цель работы заключалась в проведении анализа влияния различных факторов на массовую энергоемкость углеводородов, необходимого для обоснования алгоритма поиска энергоемких структур CnHm. Методы. Энергия сгорания рассчитывались с использованием аддитивных процедур. Расчеты проводились в программе MS Excel. Результаты. В ходе проведенного анализа массовой энергоемкости углеводородов CnHm было установлено, что решающим фактором для достижения высоких значений массовой энергоемкости углеводородов является отношение m/n. При переходе от алициклических углеводородов к циклическим энергоемкость снижается, и данное снижение не компенсируется возникающей энергией напряжения. Предложена аддитивная схема, позволяющая с достаточной точностью предсказать молярный объем углеводородов для расчета объемных энтальпий сгорания. Заключение. Термодинамический анализ показал, что максимальной массовой энергоемкостью обладают н-алканы, технология извлечения которых из нефтяных фракций хорошо отработана, уменьшение же содержания водорода в топливе приводит к снижению массовой энергоемкости. Одновременное достижение максимальных значений массовых и объемных энергоемкостей углеводородов представляется маловероятным. Возможно, одновременно более высокой массовой и объемной энергоемкостью будут обладать углеводороды с высоким значением m/n, содержащие 2, 3, 4, 5, 6-ти членные циклы и фенильные фрагменты.