1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Химическая физика
  4. T. 42, № 8, 2023

Химическая физика, 2023, T. 42, № 8, стр. 82-86

Рекомбинационный механизм нагрева примесных микрочастиц в процессе инициирования низкотемпературного воспламенения

В. В. Шумова 1, 2, *, Д. Н. Поляков 1, Л. М. Василяк 1

1 Объединенный институт высоких температур Российской академии наук
Москва, Россия

2 Федеральный исследовательский центр химической физики им. Н.Н. Семёнова Российской академии наук
Москва, Россия

* E-mail: shumova@ihed.ras.ru

Поступила в редакцию 03.03.2023
После доработки 14.03.2023
Принята к публикации 20.03.2023

Аннотация

Проведен анализ вклада от рекомбинации радикалов на поверхности примесной микрочастицы, находящейся в реагирующей смеси водород/кислород/аргон либо пропан/кислород/аргон, в нагрев микрочастицы. Проведена оценка возможного ускорения воспламенения от точечного очага в виде нагретой микрочастицы при температурах 800–1100 К в условиях, при которых наблюдается уменьшение задержек воспламенения в экспериментах в ударных трубах и установках быстрого сжатия. Показано, что в зависимости от размера микрочастицы и концентрации радикалов в смеси рекомбинационный нагрев микрочастицы на ранних стадиях горения может составлять от десятка до сотни градусов. Это может приводить к уменьшению задержки воспламенения в несколько раз. Предложенный механизм может быть рассмотрен как одна из возможностей устранения расхождения между экспериментально наблюдаемыми и рассчитываемыми с помощью детального кинетического механизма задержками воспламенения в указанных условиях.

Ключевые слова: микрочастица, рекомбинация на поверхности, нагрев микрочастицы, задержка воспламенения, теплопроводность.

Список литературы

  1. Griffiths J.F. Flame and combustion. L.: Routledge, 2019.

  2. Moriarty P., Honnery M. // Intern. J. Hydrogen Energy. 2007. V. 32. № 12. P. 1616.

  3. Трошин К.Я., Стрелецкий А.Н., Колбанев И.В. и др. // Хим. физика. 2016. Т. 35. № 5. С. 51.

  4. Власов П.А., Смирнов В.Н., Тереза А.М. и др. // Хим. физика. 2016. Т. 35. № 2. С. 35.

  5. Иванов M.Ф., Киверин A.Д., Либерман M.A. // ЖЭТФ. 2015. Т. 148. Вып. 1. С. 190.

  6. Medvedev S.P., Agafonov G.L., Khomik S.V., Gelfand B.E. // Combust. and Flame. 2010. V. 157. № 7. P. 1436.

  7. Агафонов Г.Л., Тереза А.М. // Хим. физика. 2015. Т. 34. № 2. С. 49.

  8. Пенязьков О.Г., Силенков М.А., Шушков С.В. // Инж.-физ. журн. 2013. Т. 86. № 3. С. 503.

  9. Тропин Д.А., Фёдоров А.В., Пенязьков О.Г., Лещевич В.В. // Физика горения и взрыва. 2014. Т. 50. № 6. С. 11.

  10. Schönborn A., Sayad P., Konnov A. A., Klingmann J. // Intern. J. Hydrogen Energy. 2014. V. 39. № 23. P. 12 166.

  11. Urzay J., Kseib N., Davidson D. F., Iaccarino G., Hanson R. // Combust. and Flame. 2014. V. 161. № 1. P. 1.

  12. Тереза А.М., Агафонов Г.Л., Андержанов Э.К., Бетев А.С., Медведев С.П., Хомик С.В. // Хим. физика. 2022. Т. 41. № 8. С. 66.

  13. Тереза А.М., Агафонов Г.Л., Андержанов Э.К., Бетев А.С., Медведев С.П., Хомик С.В., Черепанова Т.Т. // Хим. физика. 2023. Т. 42. № 3. С. 1.

  14. Linteris G.T., Babushok V.I. // Proc. Combust. Institute. 2009. V. 32. № 2. P. 2535.

  15. Cadman Ph., Thomas G.O., Butler Ph. // Phys. Chem.Chem. Phys. 2000. V. 2. P. 5411.

  16. Herzler J., Jerig L., Roth P. // Combust. Sci. Technol. 2004. V. 176. Issue 10. P. 1627.

  17. Davidson D.F., Herbon J.T., Horning D.C., Hanson R.K. // Intern. J. Chem. Kinet. 2001. V. 33. № 12. P. 775.

  18. Pang G.A., Davidson D.F., Hanson R.K. // Proc. 32d Sympos. (Intern.) on Combust. Pittsburgh, PA: The Combust. Inst., 2009. P. 181.

  19. Pustylnik M.Y., Pikalev A.A., Zobnin A.V. et al. // Contribut. Plasma Phys. 2021. V. 61. № 10. P. e202100126.

  20. Шумова В.В., Поляков Д.Н., Василяк Л.М. // Хим. физика. 2022. Т. 41. № 10. С. 2.

  21. Liu F., Daun K.J., Snelling D.R., Smallwood G.J. // Appl. Phys. B. 2006. V. 83. P. 355.

  22. Burcat A., Lifshitz A., Sheller K., Skinner G.B. // Proc. 13th Sympos. (Internat.) on Combust. Pittsburgh, PA: The Combust. Inst., 1971. P. 745.

  23. Варгафтик Н.Б. Справочник по теплофизическим свойствам газов и жидкостей. М.: Физмалит, 1963.

  24. Mason E.A., Saxena S.C. // Phys. Fluids. 1958. V. 1. № 5. P. 361.

  25. Leschevich V.V., Martynenko V.V., Penyazkov O.G., Sevrouk K.L., Shabunya S.I. // Shock Waves. 2016. V. 26. P. 657.

  26. Вараксин А.Ю. // Теплофизика высоких температур. 2014. Т. 52. № 5. С. 777.

  27. Голубков Г.В., Манжелий М.И., Берлин А.А. и др. // Хим. физика. 2018. Т. 37. № 7. С. 33.

  28. Голубков Г.В., Арделян Н.В., Бычков В.Л., Космачевский К.В. // Хим. физика. 2018. Т. 37. № 7. С. 65.

  29. Шумова В.В., Поляков Д.Н., Василяк Л.М. // Хим. физика. 2021. Т. 40. № 8. С. 70.

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Химическая физика

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал