Изучение зависимостей детонационных свойств индивидуальных углеводородов от строения молекул

• Автор: Бавыкин, Василий Михайлович
• Шифр специальности: 02.00.03, 02.00.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 148 с. : ил.

Содержание
1. ВВЕДЕНИЕ

2. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР.

2.1. Исследование физикохимических свойств индивидуальных углеводородов и моторных топлив.

2.1.1. Октановые числа

2.1.1.1. Лабораторные методы измерения октановых чисел бензинов и

индивидуальных углеводородов.

2.1 Л .2. Стендовые и дорожные методы измерения октановых чисел

2.1.1.3. Безмоторные методы определения октановых чисел

2.1.1.4. Расчетные методы определения октановых чисел

2.1.2. Цетановые числа

2.1.2.1. Методы оценки воспламеняемости дизельных топлив и индивидуальных углеводородов. Лабораторные методы измерения цетановых чисел
2.1.2.2. Безмоторные методы определения и расчета цетановых чисел
2.2. Теоретикографовый подход к изучению проблемы структура свойство
2.2.1. Основные понятия теории графов.
2.2.2. Графы как средство изображения молекул.
2.2.3. Матрицы графа
2.2.3.1. Матрица смежности.
2.2.3.2. Матрица расстояний
2.2.4. Топологические индексы. Теоретикографовые инварианты
2.2.4.1. Топологические индексы матрицы расстояний.
2.2А2. Топологические индексы матрицы смежности
2.2.4.3. Центрические топологические индексы.
2.2.4.4. Теоретикоинформационные индексы
2.2.4.5. Оценка качества топологических индексов.
2.3. Аддитивные схемы расчета.
2.3.1. Аддитивные схемы первого поколения.
2.3.1.1. Методы расчетов по связям
2.3.1.2. Методы расчетов по атомам и группам атомов.
2.3.1.3. Методы расчетов по сочетаниям групп и связей.
2.3.2. Аддитивные схемы второго поколения.
2.3.3. Основания феноменологического подхода
2.4. Векторный подход к изучению проблемы структура свойство. Матрица химических структур
3. ПОСТРОЕНИЕ РАСЧЕТНОЙ СХЕМЫ.
3.1. Оптимальные топологические индексы.
3.2. Теорема о линейности прогноза
3.3. Сложность и простота физикохимических свойств углеводородов
3.4. Метод топологических эквивалентов
3.5. Обсуждение метода топологических эквивалентов для алканов и циклоалканов. Геометрические дополнения
3.5.1. Задача определения ациклического подграфа циклосодержащего графа
3.5.2. Геометрическая неоднородность. Разбиение на выборки
3.5.3. Неполнота измерений
3.5.4. Линейная зависимость векторов
4. МОДЕЛИРОВАНИЕ ОКТАНОВЫХ ЧИСЕЛ ИНДИВИДУАЛЬНЫХ УГЛЕВОДОРОДОВ.
4.1. Построение общей модели
4.2. Переход от топологических эквивалентов к октановым числам
4.3. Построение экстраполяционной модели
5. МОДЕЛИРОВАНИЕ ЦЕТАНОВЫХ ЧИСЕЛ ИНДИВИДУАЛЬНЫХ УГЛЕВОДОРОДОВ
5.1. Построение топологического эквивалента цетанового числа.
5.2. Моделирование топологических эквивалентов цетановых чисел разветвленных алканов и циклоалканов
5.3. Построение общей модели
5.4. Переход от топологических эквивалентов к цетановым числам.
5.5. Построение экстраполяционной модели
6. ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
7. ВЫВОДЫ.
8. ПРИЛОЖЕНИЯ.
Приложение 1. Моделирование алканов
Приложение 2. Моделирование циклоалканов.
Приложение 3. Экстраполяционная модель ОЧ углеводородов.
Приложение 4. Прогноз ОЧ несинтезированных или неисследованных
углеводородов.
Приложение 5. Моделирование ЦЧ алканов
Приложение 6. Моделирование ЦЧ циклоалканов 1
Приложение 7. Экстраполяционная модель ЦЧ углеводородов.
Приложение 8. Прогноз ЦЧ несинтезированных или неисследованных углеводородов.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Актуальные проблемы состояния и развития нефтегазового комплекса России, Москва, РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, января г. X Молодежной конференции по органической химии, ИОХ УНЦ РАН, Уфа, 37 декабря г. V Международной научнопрактической конференции Новые топлива с присадками, Академия прикладных исследований, СанктПетербург, мая г. Публикации. Смоленский Е. А., Рыжов А. Н., Бавыкин В. М., Мышснкова Т. Н., Лапидус А. Л. Изв. АН. Сер. С. . Смоленский Е. А., Рыжов А. Н., Бавыкин В. М., Чуваева И. В., Лапидус А. Л. И ДАН, , Т. С. 72. Смоленский Е. А., Бавыкин В. М., Рыжов А. Н., Словохотова О. Л., Чуваева И. В., Лапидус А. Л. Изв. АН. Сер. С. 17. Лапидус А. Л., Бавыкин В. М., Смоленский Е. А., Чуваева И. В. Н ДАН, , Т. С. 16. Лапидус А. Л., Смоленский Е. А., Бавыкин В. М., Мышенкова Т. Н., Кондратьев Л. Т. Нефтехимия, , Т. С. 76. Личный вклад автора. Все использованные в диссертационной работе результаты получены автором лично, либо при его определяющем участии как в постановке задач, так и в разработке моделей, проведении численных расчетов и анализе полученных результатов. В основе технологии переработки нефти и газа и применения товарных нефтепродуктов в различных областях народного хозяйства лежат физикохимические процессы. Управление этими процессами требует глубокого знания физических и физикохимических свойств нефти, газа, нефтяных фракций, составляющих их индивидуальных углеводородов и других органических соединений нефтяного сырья. Одни из констант, характеризующих эти свойства, входят в формулы для расчетов нефтезаводской аппаратуры, другие используются для контроля производства, третьи прямо или косвенно отражают эксплуатационные свойства нефтепродуктов, являясь, таким образом, условными показателями их качества. На некоторых режимах работы двигателя внутреннего сгорания ДВС , обычно связанных с большой нагрузкой и при использовании бензина, качество которого не отвечает современным требованиям, может возникнуть особый, ненормальный режим сгорания топливновоздушной смсси ТВС, так называемое детонационное сгорание. При таком сгорании только часть ТВС после воспламенения от искры сгорает нормально, с обычной скоростью. Последняя же порция ТВС, находящаяся перед фронтом пламени, мгновенно самовоспламеняется, в результате чего скорость распространения пламени возрастает до мс, вместо обычных мс, а давление нарастает не плавно, а резкими скачками . Этот резкий перепад давления создает ударную детонационную волну, распространяющуюся со сверхзвуковой скоростью . Все внешние признаки и проявления детонации хорошо известны, однако, причины возникновения и механизм этого явления до настоящего времени выяснены не полностью. Существует несколько теорий, объясняющих сущность детонационного сгорания, но наиболее общепризнанной из них является перекисная теория . В основе этой теории лежат труды выдающегося русского ученого академика А. Н. Баха , который установил, что первичными продуктами при окислении углеводородов являются перекисные соединения типа гидроперекисей или диалкил перекисей, которые относятся к разряду весьма нестойких соединений, обладающих большой избыточной энергией. При определенных температурах и давлении перекисные соединения могут самопроизвольно разлагаться с выделением большого количества тепла и образованием активных частиц. Энергичное окисление углеводородов начинается в камере сгорания в конце такта сжатия рабочей смеси. При движении поршня к верхней мертвой точке непрерывно повышаются температура, давление рабочей смеси и возрастает скорость окисления углеводородов. Процессы окисления приобретают особенно большую скорость после воспламенения смеси и образования фронта пламени. По мере сгорания рабочей смеси температура и давление в камере сгорания быстро нарастают, что способствует дальнейшей интенсификации процессов окисления в несгоревшей части рабочей смеси. На последние порции несгорсвшего топлива, находящиеся перед фронтом пламени, высокие температура и давление действуют наиболее длительно .