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Relationship between hydrogenation degree and pyrolysis performance of jet fuel

Chinese Journal of Chemical Engineering 2024年第4期68卷 35-42页

作者： Qing Liu tinghao jia Lun Pan Jijun Zou Xiangwen Zhang Key Laboratory for Green Chemical and Technology School of Chemical Engineering and TechnologyTianjin UniversityTianjin 300072China Haihe Laboratory of Sustainable Chemical Transformations Tianjin 300192China Zhejiang Institute of Tianjin University Ningbo 315201China Zhejiang Provincial Key Laboratory of Advanced Chemical Engineering Manufacture Technology College of Chemical and Biological EngineeringZhejiang UniversityHangzhou 310027China

Understanding the relationship between the chemical composition and pyrolysis performance of endothermic hydrocarbon fuel(EHF)is of great significance for the design and optimization of advanced EHFs.In this work,the effect of deep hydrogenation on the pyrolysis of commercial RP-3 is investigated.Fuels with different hydrogenation degrees were obtained by the partially and completely catalytic hydrogenation and their pyrolysis performances were investigated using an apparatus equipped with an electrically heated tubular reactor.The results show that with the increase of hydrogenation degree,fuel conversion almost remains constant during the pyrolysis process(500e650C,4 MPa);however,the heat sink increases slightly,and the anti-coking performance significantly improves,which are highly related to their H/C ratios.Detailed characterisations reveal that the difference of the pyrolysis performance can be ascribed to the content of aromatics and cycloalkanes:the former are prone to initiate secondary reactions to form coking precursors,while the latter could act as the hydrogen donor and release hydrogen,which will terminate the radical propagation reactions and suppress the coke deposition.This work should provide the guidance for upgrading EHFs by modulating the composition of EHFs.

关键词： RP-3 Fuel Pyrolysis Hydrogenation Deposition

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Effect of cis/trans molecular structures on pyrolysis performance and heat sink of decalin isomers

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Frontiers of Chemical Science and Engineering 2024年第1期18卷 51-60页

作者： Qing Liu Kang Xue tinghao jia Zhouyang Shen Zehao Han Lun Pan Ji-Jun Zou Xiangwen Zhang Key Laboratory for Green Chemical Technology of the Ministry of Education School of Chemical Engineering and TechnologyTianjin UniversityTianjin 300072China Collaborative Innovative Center of Chemical Science and Engineering(Tianjin) Tianjin 300072China Haihe Laboratory of Sustainable Chemical Transformations Tianjin 300192China Zhejiang Institute of Tianjin University Ningbo 315201China

Decalin is considered as an important compound of high-energy-density endothermic fuel,which is an ideal on-board coolant for thermal management of advanced aircraft.However,decalin contains two isomers with a tunable composition,and their effects on the pyrolysis performance,such as the heat sink and coking tendency have not been demonstrated.Herein,we investigated the pyrolysis of decalin isomers,i.e.,cis-decalin,trans-decalin and their mixtures(denoted as mix-decalin),in order to clarify the effects of the cis-/trans-structures on the pyrolysis performance of decalin fuels.The pyrolysis results confirmed that conversion of the tested fuels(600–725℃,4 MPa)decreased in the order cis-decalin>mix-decalin>trans-decalin.Detailed analyses of the pyrolysis products were used to compare the product distributions from cis-decalin,mix-decalin and trans-decalin,and the yields of some typical components(such as cyclohexene,1-methylcyclohexene,benzene and toluene)showed significant differences,which could be ascribed to deeper cracking of cis-decalin.Additionally,the heat sinks and coking tendencies of the decalins decreased in the order cis-decalin>mix-decalin>trans-decalin.This work demonstrates the relationship between the cis/trans structures and the pyrolysis performance of decalin,which provides a better understanding of the structure-activity relationships of endothermic hydrocarbon fuels.

关键词： endothermic fuel decalin pyrolysis heat sink molecular structure

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Development of High-Energy-Density Liquid Aerospace Fuel:A Perspective

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Transactions of Tianjin University 2022年第1期28卷 1-5页

作者： jiaorong Nie tinghao jia Lun Pan Xiangwen Zhang Ji-Jun Zou Key Laboratory for Green Chemical Technology of the Ministry of Education School of Chemical Engineering and TechnologyTianjin UniversityTianjin 300072China Collaborative Innovative Center of Chemical Science and Engineering(Tianjin) Tianjin 300072China

Aerospace aircraft has significantly improved the life quality of human beings and extended the capability of space explosion since its appearance in 1903,in which liquid propellants or fuels provide the key power source.For jet fuels,its property of energy density plays an important role in determining the flight range,load,and performance of the aircraft.Therefore,the design and fabrication of high-energy-density(HED)fuels attract more and more attention from researchers all over the world.Herein,we briefly introduce the development of liquid jet fuels and HED fuels and demonstrate the future development of HED fuels.To further improve the energy density of fuel,the approaches of design and construction of multi-cyclic and stained molecule structures are proposed.To break through the density limit of hydrocarbon fuels,the addition of energetic nanoparticles in HED fuels to produce nanofluid or gelled fuels may provide a facile and effective method to significantly increase the energy density.This work provides the perspective for the development of HED fuels for advanced aircrafts.

关键词： Liquid aerospace fuel High-energy-density fuel Stained molecule structure Nanofluid or gelled fuels

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Theoretical and experimental study on the inhibition of jet fuel oxidation by diarylamine

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Chinese Journal of Chemical Engineering 2023年第4期56卷 225-232页

作者： tinghao jia Yunbo Yu Qing Liu Yao Yang Ji-Jun Zou Xiangwen Zhang Lun Pan Zhejiang Provincial Key Laboratory of Advanced Chemical Engineering Manufacture Technology College of Chemical and Biological EngineeringZhejiang UniversityHangzhou 310027China ZJU-Hangzhou Global Scientific and Technological Innovation Center Zhejiang UniversityHangzhou 311200China Key Laboratory for Green Chemical Technology of the Ministry of Education School of Chemical Engineering and TechnologyTianjin UniversityTianjin 300072China Haihe Laboratory of Sustainable Chemical Transformations Tianjin 300192China

Antioxidants addition is believed as a facile and effective way to improve jet fuel thermal oxidation stability.However,amine antioxidants,as one of the most important antioxidants,have not received sufficient attention in the field of jet fuel autoxidation yet.Herein,the inhibition efficiency and mechanism of decane and exo-tetrahydrodicyclopentadiene(THDCPD)oxidation by di-4-tert-butylphenylamine(diarylamine)was experimentally and theoretically investigated.The results show that diarylamine can significantly inhibit decane oxidation but is less efficient for THDCPD oxidation,which is attributed to the higher energy barrier of retro-carbonyl-ene reaction(rate-determining step)in THDCPD than that in decane during diarylamine regeneration.However,the addition of diarylamine will cause undesirable color change after accelerated oxidation and produce slightly more deposits during high-temperature thermal oxidative stress for both decane and THDCPD.The results provide significant implications for the future design of effective antioxidant additives for high-performance jet fuel.

关键词： Jet fuel Thermal oxidation stability High-energy-density fuel Diarylamine Antioxidation mechanism

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Review on the Relationship Between Liquid Aerospace Fuel Composition and Their Physicochemical Properties

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Transactions of Tianjin University 2021年第2期27卷 87-109页

作者： Xiaoyu Wang tinghao jia Lun Pan Qing Liu Yunming Fang Ji-Jun Zou Xiangwen Zhang Key Laboratory for Green Chemical Technology of the Ministry of Education School of Chemical Engineering and TechnologyTianjin UniversityTianjin 300072China Collaborative Innovative Center of Chemical Science and Engineering(Tianjin) Tianjin 300072China Department of Chemical Engineering National Energy R&D Research Center for Biorefi neryBeijing University of Chemical TechnologyBeijing 100029China

The development of advanced air transportation has raised new demands for high-performance liquid hydrocarbon fuels.However,the measurement of fuel properties is time-consuming,cost-intensive,and limited to the operating conditions.The physicochemical properties of aerospace fuels are directly infl uenced by chemical composition.Thus,a thorough investigation should be conducted on the inherent relationship between fuel properties and composition for the design and synthesis of high-grade fuels and the prediction of fuel properties in the future.This work summarized the eff ects of fuel composition and hydrocarbon molecular structure on the fuel physicochemical properties,including density,net heat of combustion(NHOC),low-temperature fl uidity(viscosity and freezing point),fl ash point,and thermal-oxidative stability.Several correlations and predictions of fuel properties from chemical composition were reviewed.Additionally,we correlated the fuel properties with hydrogen/carbon molar ratios(n H/C)and molecular weight(M).The results from the least-square method implicate that the coupling of H/C molar ratio and M is suitable for the estimation of density,NHOC,viscosity and eff ectiveness for the design,manufacture,and evaluation of aviation hydrocarbon fuels.

关键词： Liquid hydrocarbon fuel Physicochemical properties Composition Molecular structure Fuel properties correlation

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枣瘿蚊幼虫在设施枣树上的空间分布型及抽样技术

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南京林业大学学报（自然科学版） 2022年第4期46卷 201-208页

作者：阎雄飞程鑫辉郝哲王庭昊秦富林李刚榆林学院生命科学学院陕西榆林719000 榆林市农垦服务中心陕西榆林719000

【目的】近年来,枣瘿蚊(Dasineura jujubifolia)在陕西榆林设施枣树基地危害严重,造成巨大经济损失。研究枣瘿蚊幼虫在设施枣树上的空间分布型及抽样技术,掌握枣瘿蚊在寄主上的发生情况和生物学特性,为该虫的监测预报和防治提供参考。... 详细信息

【目的】近年来,枣瘿蚊(Dasineura jujubifolia)在陕西榆林设施枣树基地危害严重,造成巨大经济损失。研究枣瘿蚊幼虫在设施枣树上的空间分布型及抽样技术,掌握枣瘿蚊在寄主上的发生情况和生物学特性,为该虫的监测预报和防治提供参考。【方法】2020年4—5月,在陕西省榆林市佳县柳树会村,选取枣瘿蚊幼虫危害严重的设施枣树样地。采用五点抽样法、双对角线抽样法、棋盘式抽样法、平行线抽样法和“Z”形抽样法抽取受害枣树,运用全株调查法(全查法)统计每株枣树上枣瘿蚊幼虫的数量。5种抽样方法与全查法之间进行t检验、误差率和变异系数比较,筛选出最适合的抽样方法,然后应用7种聚集度指标、Iwao的m^(*)-m回归分析法和Taylor幂法则对枣瘿蚊幼虫在设施枣树上的空间分布型进行研究。【结果】5种抽样方法均适合设施枣树枣瘿蚊幼虫的调查,其中平行线抽样法为最适合的抽样方法。调查表明,枣瘿蚊幼虫在设施枣树上的空间分布型呈聚集分布,分布的基本成分为个体间相互吸引,密度越大,个体群聚集度越高;其聚集分布由个体的聚集习性引起。依据Iwao的m^(*)-m回归分析确定了枣瘿蚊幼虫的最适理论抽样公式为N=3.8416/D^(2)(2.8783/m+0.1765),当枣瘿蚊幼虫的防治阈值设置为4头/株,序贯抽样模型公式为T_((n))=4n±7.4214n−−√。若调查100株设施枣树,当枣瘿蚊幼虫数量累计大于474头时,需要进行防治。【结论】枣瘿蚊幼虫在设施枣树上的最适调查方法为平行线抽样法,其空间分布型为聚集分布,为该虫在设施枣树上的防治提供了基础资料。

关键词：枣瘿蚊设施枣树空间分布型抽样技术

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运用典则相关法探究家长对学生性教育相关知识、态度的影响

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中国性科学 2018年第12期27卷 147-151页

作者：张庭浩余小鸣石琰琴王嘉北京大学儿童青少年卫生研究所北京100191

目的:采用典则相关分析的方法探讨家长因素对于学生性教育相关知识、态度的影响,以期为决策者制订有针对性的性教育策略提供帮助。方法:采用自编学生问卷、学生家长问卷对北京市、重庆市两地2334名小学高年级、初一、初二学生及其家长... 详细信息

目的:采用典则相关分析的方法探讨家长因素对于学生性教育相关知识、态度的影响,以期为决策者制订有针对性的性教育策略提供帮助。方法:采用自编学生问卷、学生家长问卷对北京市、重庆市两地2334名小学高年级、初一、初二学生及其家长进行现场调查,并使用SPSS(Statistical Package for Social Sciences,社会科学统计软件包)统计软件对调查数据进行整理、计算、典则相关分析。结果:第一对典则变量的相关系数是0. 215,主要反映家长对学校开展性教育的态度与学生对学校开展性教育的态度、学生性知识水平的正相关关系。第二对典则变量的相关系数是0. 131,主要反映家长教育水平对学生性知识水平的正相关关系。结论:家长对学校开展性教育的态度是影响学生性教育相关知识、态度的重要家长因素。建议教育政策的制定者在制定性教育相关政策前考虑到广大学生家长的意见与需求,各学校也应建立起有效的家校沟通机制,在对学生进行性教育前,做好告知与沟通等工作,提高家长对学校性教育问题的积极性。

关键词：性教育家长学生典则相关分析

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学生家长教师对全面性教育内容的需求分析

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中国学校卫生 2019年第12期40卷 1803-1807,1811页

作者：聂慧敏余小鸣宋玉珍曹型远李晓东闫绍惠彭卫红汤佳石琰琴张庭浩北京大学儿童青少年卫生研究所北京100191 北京市教育委员会重庆市中小学卫生保健所佳木斯市中小学卫生保健所黑龙江省教育科学院孝感市教育局武汉市教育科学研究院

目的了解中小学生、家长和教师对全面性教育内容的需求,为探讨全面性教育内容在中国的适用性提供基础参考。方法采用分层整群抽样的方法,从北京、重庆、黑龙江(哈尔滨和佳木斯)和湖北(武汉和孝感)抽取5 571名中小学生和4 835名家长进行... 详细信息

目的了解中小学生、家长和教师对全面性教育内容的需求,为探讨全面性教育内容在中国的适用性提供基础参考。方法采用分层整群抽样的方法,从北京、重庆、黑龙江(哈尔滨和佳木斯)和湖北(武汉和孝感)抽取5 571名中小学生和4 835名家长进行问卷调查。依托各省市的体质监测点在9个地区对176名学校性教育相关教师进行问卷调查。问卷的制定以《国际性教育技术指导纲要》中提出的全面性教育内容框架为基础。结果学生对于"关系"和"健康与福祉技能"概念下知识点的需求较高(小学生为53.4%,71.1%;初中生为57.6%,55.9%)。家长对大多数全面性教育内容需求较高,需求较低的内容为"性与性行为"和"性与生殖健康"(小学生为74.7%,74.3%;初中生为80.8%,75.8%)"。教师对大多数的全面性教育内容需求率均较高,但小学教师对于"价值观、权利、文化与性(65.9%)""性与性行为(60.1%)"和"性与生殖健康(66.8%)"3个概念下知识点的需求率较低。对应分析结果显示,对全面性教育内容需求最高的为初中教师,其次分别为小学家长、初中家长、小学教师、初中生和小学生。结论教师和家长对大多数全面性教育内容需求较高,而对一些相对敏感的内容需求较低;学生对全面性教育内容的需求相对较低。建议基于中国的实际需求,进一步完善学校性教育的内容。

关键词：性教育卫生服务需求学生健康教育

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中小学生性知识态度及相关影响因素分析

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中国学校卫生 2019年第4期40卷 515-518,522页

作者：聂慧敏余小鸣谭雪庆王宇晴石琰琴张庭浩宋玉珍曹型远夏明娟闫绍惠李晓东汤佳彭卫红北京大学公共卫生学院北京100191 北京市教育委员会重庆市中小学卫生保健所黑龙江省教育科学院佳木斯市中小学卫生保健所武汉市教育科学研究院孝感市教育局

目的了解中小学生性知识的知晓情况和对学校性教育的态度及其相关影响因素,为更有效地在学校开展性教育提供参考。方法采用分层整群抽样方法,从北京、重庆、黑龙江(哈尔滨、佳木斯)和湖北(武汉、孝感)抽取5 531名中小学生,采用自行编制... 详细信息

目的了解中小学生性知识的知晓情况和对学校性教育的态度及其相关影响因素,为更有效地在学校开展性教育提供参考。方法采用分层整群抽样方法,从北京、重庆、黑龙江(哈尔滨、佳木斯)和湖北(武汉、孝感)抽取5 531名中小学生,采用自行编制的学校健康教育调查问卷进行问卷调查。结果小学生性知识得分为(62.33±19.35)分,及格率为61.9%,优良率为17.5%;初中生的性知识得分为(64.30±19.07),及格率为64.7%,优良率为22.0%。小学生掌握较差的知识点为青春期生长发育和艾滋病相关知识,初中生掌握较差的为生殖生理知识,各知识点知晓率均低于50%。多因素Logistic回归分析结果显示,地区、年级、性别和城郊与学生的性知识水平有关(P值均<0.05)。76.0%的小学生和85.9%的初中生认同学校性教育的重要性,59.7%的小学生和73.3%的初中生希望将学校性教育列入义务教育课程中;59.8%的小学生和68.3%的初中生认为学校性教育应该配备专门的教师。结论中小学生掌握的性知识不够全面和系统,学生希望从学校途径获得性教育。学校应该通过课程和活动等形式为学生提供全面高质量的性教育。

关键词：性教育知识态度回归分析学生

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