Статьи автора

Особенности взаимодействия фронта пламени разбавленных смесей метан–кислород с полыми цилиндрическими и коническими препятствиями при низких давлениях

Номер выпуска 5 от 14.09.2025

Фронт пламени хорошо перемешанной разбавленной смеси метан–кислород при 298 К и 100–300 Торр, распространяющийся мимо полых цилиндрических и конических препятствий, ориентированных вдоль оси реактора, не образует за ними дорожки фон Кармана; однако при тех же условиях после препятствия в потоке горячих продуктов возникает вихревая неустойчивость. Причина того, что вихри не наблюдаются за препятствием при распространении пламени, но появляются в процессе распространения отраженного потока горячих продуктов, заключается в том, что перенос тепла уменьшает кривизну пламени и приводит к его стабилизации. Действительно, выпуклые участки зоны химической реакции в горючей смеси по отношению к холодным отдают больше тепла, чем в плоском пламени: тепло от них передается не только вперед в направлении распространения пламени, но и в боковых направлениях. Возникающее в результате охлаждение зоны реакции приводит к отставанию областей пламени, которые вырвались вперед. Противоположная ситуация наблюдается в вогнутых областях, где температура повышается по тем же причинам. Скорость реакций увеличивается, и они распространяются быстрее по мере распространения пламени. Таким образом, поверхность изогнутого фронта пламени выравнивается. Другими словами, теплопроводность оказывает стабилизирующее действие на искривленное пламя. Этот эффект отсутствует в нереагирующем газе. Численные оценки на основе акустического приближения уравнений Навье–Стокса для сжимаемой реагирующей среды позволили учесть основную наблюдаемую особенность набегания фронта пламени на препятствие в форме цилиндра: при распространении пламени за препятствием не наблюдается дорожки фон Кармана. Таким образом, качественная модель позволяет получить как режим возникновения неустойчивости фон Кармана в химически инертном газе, так и её отсутствие при распространении пламени.

1 0

Каталитическое воспламенение смесей дейтерий–воздух над поверхностью металлического родия при давлениях 1–2 атм

Номер выпуска 7 от 14.09.2025

Установлены закономерности каталитического воспламенения смесей дейтерий–воздух над поверхностью металлического родия при давлениях 1–2 атм и температурах 20–250 °C с использованием гиперспектрометров, работающих в диапазоне длин волн 400–1650 нм, и высокоскоростной киносъемки. Показано, что каталитическое воспламенение смесей дейтерий–воздух в исследуемом диапазоне температур наблюдается при содержании дейтерия более 12%, а при его содержании менее 12% наблюдается только интенсивный нагрев каталитической проволоки. При одних и тех же условиях положение первичного очага воспламенения на поверхности катализатора изменяется. Установлено, что верхний предел каталитического воспламенения над поверхностью родия смеси D₂–воздух заметно ниже, чем нижний предел воспламенения смеси H₂–воздух. Таким образом, D₂ более горюч, чем H₂ над поверхностью Rh при давлении выше 1 атм. Пределы каталитического воспламенения даже ниже 20 °C, хотя скорости пламени в смесях водород–воздух и температура пламени в этих смесях того же состава значительно выше, чем у смесей дейтерий–воздух. Природа обнаруженного кинетического “обратного изотопного эффекта” определяется высокой активностью дейтерида родия по отношению к реакции окисления дейтерия.

0