本论文研究了常压条件下,高密度吸热型碳氢燃料JP-10在不同条件下的热裂解、催化裂解转化率、产物分布、裂解机理及反应动力学;考察了六类典型添加剂对JP-10燃烧性能的影响,同时通过筛选实验研究了引发剂对模型燃料正庚烷裂解的作用机理。目的是以可溶性添加剂替代多相催化剂,达到促进燃料裂解,提高燃料燃烧性能的目的以满足先进发动机的要求。实验发现,在460℃～650℃温度范围内,JP-10热裂解主要产物为乙烯、丙烯、丁烯、丁二烯、环戊二烯、苯、甲苯、乙烯基取代环戊烯及C5、C6异构体。当停留时间为15.23 s、温度为460℃时,JP-10开始裂解,首先检测到的产物为环戊二烯。通过产物选择性计算,推测C₁～C₄、环戊二烯、乙烯基取代环戊烯、苯、甲苯为热裂解初始产物。讨论了JP-10单自由基、双自由基裂解机理,给出了各种可能的反应途径及反应产物,与实验中检测到的产物种类、分布规律相当吻合。JP-10热裂解一旦开始,结焦也随之出现。热裂解结焦量同温度呈指数关系,并同反应停留时间有关。在相同温度下,减少反应停留时间能明显抑制结焦、并降低发生明显结焦的温度。计算了三个流速下的JP-10热裂解动力学参数,计算得到的指前因子、活化能值非常接近,平均值分别为5.06×10¹²S^-1、244.41 kJ/mol。为克服分子筛固体催化剂的缺点,在不锈钢筛网上合成了ZSM-5沸石分子筛膜,在400℃、500℃,膜催化剂存在的情况下,JP-10裂解转化率分别高达15.24%、42.09%。催化裂解产物以C₁～C₄、环戊二烯、苯、甲苯为主。乙烯不再是C₁～C₄中主要产物,推测是由于沸石分子筛的存在导致裂解途径改变,反应主要以形成C⁺离子开始,发生C-C键断裂,并发生烯烃的异构化、链异构化等反应。研究了2,6-二叔丁基对甲酚（BHT）在500℃～650℃范围内对模型燃料正庚烷裂解效果的影响及其裂解促进机理。在550℃、BHT质量分数为3.4%时,体系的气体收率较之纯正庚烷裂解气体收率增加80%以上。机理研究表明BHT的引发基团主要是连接于叔丁基上的甲基发生脱离的结果,肯定了苄基自由基的稳定性对释放小分子自由基的贡献。考察了六类典型添加剂对JP-10燃烧性能的影响,发现酯类、胺类、过氧化物、偶氮类和烷基铝等添加剂对JP-10的燃烧性能影响很小,而金属有机化合物RM对JP-10燃烧性能有明显的促进作用。当氧压为0.4 MPa时,JP-10的燃烧效率和燃速均随RM添加量的增加而增加;当氧压为0.6 MPa时,JP-10的燃速随RM添加量的增加而增大,而燃烧效率在RM添加量为2.7μmol·g^-1时出现极大值。与未加添加剂相比,在此条件下,JP-10的燃烧效率从92.7%提高到99.0%,燃速提高约10%,燃烧后的固体残余物减少75%～85%。