- Код статьи
- S30346126S0207401X25080014-1
- DOI
- 10.7868/S3034612625080014
- Тип публикации
- Статья
- Статус публикации
- Опубликовано
- Авторы
- Том/ Выпуск
- Том 44 / Номер выпуска 8
- Страницы
- 3-17
- Аннотация
- Приведены результаты кинетического анализа с учетом скоростей химических реакций и выделения тепла при решении задач о самовоспламенении и ламинарном горении водородно-воздушных реакций с 1%-ной добавкой пропилена. Решение получено с помощью компьютерного моделирования. Показано, что добавка пропилена к водородно-воздушным смесям существенно замедляет протекание химических реакций за счет рекомбинации атомарного водорода при самовоспламенении во всем диапазоне начальных температур от 800 до 1400 К, а также при распространении волн ламинарного горения в богатых и стехиометрической смесях. Однако пропилен – горючее вещество, и в ходе его разложения и окисления выделяется тепло, которое увеличивает темп роста температуры. Как следствие, в определенных условиях, в частности при начальной температуре 800 К, на фоне пониженных скоростей химических реакций окисления водорода, а также в случае бедных смесей добавка пропилена приводит не к росту, а к уменьшению задержки воспламенения, и к значительному увеличению температуры и скорости распространения волны горения. Получены дополнительные данные о важной роли, которую играют в ламинарных пламенах водородно-воздушных смесей реакции с участием радикала HO2: реакция разветвления HO2+H → OH+OH и тримолекулярная реакция H+O2(+M) → HO2(+M), а также максимальная концентрация радикала HO2. Эти реакции идут с высокими скоростями в области низких температур, благодаря участию атомарного водорода, диффундирующего из высокотемпературной области пламени, и обеспечивают заметный вклад в выделение тепла. Максимум концентрации радикала HO2 достигается при температуре, которая предположительно отвечает «ведущей зоне» горения. При добавке пропилена изменение максимальной концентрации радикала коррелирует с изменением скорости нормального горения.
- Ключевые слова
- водородно-воздушные смеси пропилен самовоспламенение ламинарное пламя кинетический анализ
- Дата публикации
- 15.08.2025
- Год выхода
- 2025
- Всего подписок
- 0
- Всего просмотров
- 67
Библиография
- 1. Азатян В.В., Борисов А.А., Мержанов А.Г и др. // Физика горения и взрыва. 2005. Т. 41. № 1. С. 3.
- 2. Азатян В.В., Павлов В.А., Шаталов О.П. // Кинетика и катализ. 2005. Т. 46. № 6. С. 835.
- 3. Азатян В.В. Цепные реакции в процессах горения, взрыва и детонации газов. Черноголовка: Изд-во РАН, 2017. ISBN 978-5-9908297-2-5
- 4. Азатян В.В. Цепные реакции горения, взрыва и детонации в газах. Химические методы управления. М.: Изд-во РАН. 2020. ISBN 978-5-907036-77-2
- 5. Bunev A.V., Babkin V.S. // Mendeleev Commun. 2006. V. 16. Issue 2. P.104. https://doi.org/10.1070/MC2006v016n02ABEH002270
- 6. Азатян В.В., Бакланов Д.И., Гордополова И.С., Абрамов С.К., Пилоян А.А. // ДАН. 2007. Т. 415. № 2. С. 210.
- 7. Азатян В.В., Медведев С.Н., Фролов С.М. // Хим. физика. 2010. Т. 29. № 4. С. 56.
- 8. Бунев В.А., Большова Т.А., Бабкин В.С. // Физика горения и взрыва. 2016. Т. 52. № 3. С. 3. https://doi.org/ 10.15372/FGV20160301
- 9. Смирнов Н.Н., Никитин В.Ф., Михальченко Е.В., Стамов Л.И. // Физика горения и взрыва. 2022. Т. 58. № 5. С. 64. https://doi.org/ 10.15372/FGV20220508
- 10. Smirnov N.N., Azatyan V.V., Nikitin V.F. et. Al. // Int. J. Hydrogen Energy. 2024. V. 49. P. 1315. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2023.11.085
- 11. Беляев А.А., Ермолаев Б.С., Гордополова И.С. // Горение и взрыв. 2024. Т. 17. № 1. С. 27. https://doi.org/10.30826/CE24170103
- 12. Беляев А.А., Ермолаев Б.С. // Хим. физика. 2024. Т. 43. №. 8. С.10. https://doi.org/10.31857/S0207401X24080023
- 13. ANSYS Academic Research CFD. CHEMKIN-Pro 15112. – San Diego, CA, USA: Reaction Design, 2011. CK-TUT-10112-1112-UG-1
- 14. NUIGMech1.1. National University of Ireland Galway, 2020. https://www.universityofgalway.ie/combustionchemistrycentre/mechanismdownloads/
- 15. Арутюнов В.С., Арутюнов А.В., Беляев А.А., Трошин К.Я. // Успехи химии. 2022. Т. 92. № 7. RCR5084. https://doi.org/10.59761/RCR5084.
- 16. Qin Z., Yang H., Gardiner W.C. // Combust. and Flame. 2001. V. 124. P. 246.
- 17. Burke S.M., Metcalfe W., Herbinet O. et. al. // Combust. and Flame. 2014. V. 161. P. 2765.
- 18. http: //dx.doi.org/10.1016/j.combustflame.2014.05.010
- 19. Burke S.M., Burke U., Mc Donagh R., et. al. // Combust. and Flame. 2015. V. 162. No. 2. P. 296.
- 20. http: //dx.doi.org/10.1016/j.combustflame.2014.07.032
- 21. Козлов П.В., Котов В.А., Герасимов Г.Я. и др. // Хим. физика. 2024. Т. 43. № 8. С. 42. https://doi.org/10.31857/S0207401X24080056
- 22. Погосян Н.М., Погосян М.Дж., Давтян А.Г. и др. // Хим. физика. 2024. Т. 43. № 5. С. 68. https://doi.org/10.31857/0207401X24050081
- 23. Гельфанд Б.Е. // Физика горения и взрыва. 2002. Т. 38. № 5. С. 101.
- 24. Льюис Б., Эльбе Г. Горение, пламя и взрывы в газах. Пер. с англ. М.: Мир, 1968.
- 25. Dahoe A.E. // Journal of Loss Prevention in the Process Industries. 2005. V. 18. No. 3. P. 152. https://doi.org/10.1016/j.jlp.2005.03.007
- 26. Гельфанд Б.Е., Попов О.Е., Чайванов Б.Б. Водород: параметры горения и взрыва. М.: Физматлит, 2008. ISBN: 978-5-9221-0898-0
- 27. Тереза А.М., Агафонов Г.Л., Андержанов Э.К. и др. // Хим. физика. 2023. Т. 42. № 8. С. 68. https://doi.org/ 10.31857/S0207401X23080113
- 28. Зельдович Я.Б., Баренблатт Г.И., Либрович В.Б., Махвиладзе Г.М. Математическая теория горения и взрыва. М.: Наука, 1980.
- 29. Бахман Н.Н., Беляев А.Ф. Горение гетерогенных конденсированных систем. М.: Наука, 1967.
- 30. Тереза А.М., Агафонов Г.Л., Андержанов Э.К. и др. // Хим. физика. 2023. Т. 42. № 12. С. 48. https://doi.org/ 10.31857/S0207401X23120130
