Роль эффективности соударений с третьим телом в самовоспламенении водородно-воздушных смесей

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Проведено численное моделирование самовоспламенения бедных (6% H2), стехиометрических и богатых (90% H2) водородно-воздушных смесей с целью исследования влияния эффективности соударений с третьим телом (chaperon efficiency (CE)) на величину задержки воспламенения, τ. Диапазоны изменения начальной температуры в расчетах составили 850–1000 К для P0 = 1 атм и 1000–1200 К для P0 = 6 атм. С использованием детального кинетического механизма установлено, что наибольшая чувствительность τ к CE характерна для реакции H + O2 + M = HO2 + M, что может приводить к изменению τ в 2–3 раза. Рост давления или отклонение от стехиометрии уменьшает чувствительность. Иной характер и значительно меньшее влияние CE обнаружены для реакции OH + OH + M = H2O2 + M.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

А. М. Тереза

Федеральный исследовательский центр химической физики им. Н.Н. Семёнова Российской академии наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: tereza@chph.ras.ru
Россия, Москва

Г. Л. Агафонов

Федеральный исследовательский центр химической физики им. Н.Н. Семёнова Российской академии наук

Email: tereza@chph.ras.ru
Россия, Москва

Э. К. Андержанов

Федеральный исследовательский центр химической физики им. Н.Н. Семёнова Российской академии наук

Email: tereza@chph.ras.ru
Россия, Москва

А. С. Бетев

Федеральный исследовательский центр химической физики им. Н.Н. Семёнова Российской академии наук

Email: tereza@chph.ras.ru
Россия, Москва

С. П. Медведев

Федеральный исследовательский центр химической физики им. Н.Н. Семёнова Российской академии наук

Email: tereza@chph.ras.ru
Россия, Москва

В. Н. Михалкин

Федеральный исследовательский центр химической физики им. Н.Н. Семёнова Российской академии наук; Академия государственной противопожарной службы МЧС России

Email: tereza@chph.ras.ru
Россия, Москва; Москва

С. В. Хомик

Федеральный исследовательский центр химической физики им. Н.Н. Семёнова Российской академии наук

Email: tereza@chph.ras.ru
Россия, Москва

Т. Т. Черепанова

Федеральный исследовательский центр химической физики им. Н.Н. Семёнова Российской академии наук

Email: tereza@chph.ras.ru
Россия, Москва

Список литературы

  1. Яковенко И. С., Медведков И. С., Киверин А. Д. // Хим. физика. 2022. Т. 41. № 3. С. 85.
  2. Yakovenko I., Kiverin A. // Fire. 2023. V. 6. P. 239.
  3. Киверин А. Д., Медведков И. С., Яковенко И. С. // Хим. физика. 2022. Т. 41. № 11. С. 33.
  4. Nikitin V.F., Mikhalchenko E.V., Stamov L.I., Tyurenkova V.V., Smirnov N.N. // Acta Astronaut. 2023. V. 213. P. 156.
  5. Smirnov N.N., Azatyan V.V., Nikitin V.F. et al. // Intern. J. Hydrogen Energy. 2024. V. 49. Pt. B. P. 1315.
  6. Smirnov N.N., Nikitin V.F., Mikhalchenko E.V., Sta mov L.I., Tyurenkova V.V. // Intern. J. Hydrogen Energy. 2024. V. 49. Pt. B. P. 495.
  7. Saxena P., Williams F.A. // Combust. and Flame. 2006. V. 145. P. 316.
  8. Konnov A.A. // Combust. and Flame. 2008. V. 152. № 4. P. 507.
  9. Hong Z., Davidson D.F., Hanson R.K. // Combust. and Flame. 2011. V. 158. № 4. P. 633.
  10. Keromnes A., Metcalfe W.K., Heufer K.A. et al. // Combust. and Flame. 2013. V. 160. P. 995.
  11. Schonborn A., Sayad P., Konnov A.A., Klingmann J. // Intern. J. Hydrogen Energy. 2014. V. 39. № 23. P. 12166.
  12. Hashemi H., Christensen J.M., Gersen S., Glarborg P. // Proc. Combust. Inst. 2015. V. 35. P. 553.
  13. Smith G.P., Tao Y., Wang H. // Foundational Fuel Chemistry Model. Ver. 1.0 (FFCM-1), 2016. https://web.stanford.edu/group/haiwanglab/FFCM1/pages/FFCM1.html
  14. Власов П.А., Смирнов В.Н., Тереза А.М. // Хим. физика. 2016. Т. 35. № 6. С. 35.
  15. Jin S., Shu B., He X., Fernandes R., Li L. // Fuel. 2021. V. 303. № 121291.
  16. Zhang Y., Fu J., Xie M., Liu J. // Intern. J. Hydrogen Energy. 2021. V. 46. № 7. P. 5799.
  17. 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.
  18. Olm C., Zsely I.G., Palvolgyi R. et al. // Combust. and Flame. 2014. V. 161. № 9. P. 2219.
  19. Konnov A.A. // Combust. Flame. 2019. V. 203. P. 14.
  20. Weydahl T., Poyyapakkam M., Seljeskog M., Haugen N.E.L. // Intern. J. Hydrogen Energy. 2011. V. 36. № 18. P. 12025.
  21. Skrebkov O.V. Kostenko S.S., Smirnov A.L. // Intern. J. Hydrogen Energy. 2020. V. 45. P. 3251.
  22. Кузнецов Н.М. Кинетика мономолекулярных реакций. М.: Наука, 1982.
  23. Baulch D.L., Bowman C.T., Cobos C.J. et al. // J. Phys. Chem. Ref. Data. 2005. V. 34. № 3. P. 757.
  24. Sanchez A.L., Williams F.A. // Progr. Energy Combust. Sci. 2014. V. 41. P. 1.
  25. Тереза А.М., Агафонов Г.Л., Андержанов Э.К. и др. // Хим. физика. 2023. Т. 42. № 3. С. 70.
  26. Ranzi E., Frassoldati A., Grana R. et al. // Progr. Energy Combust. Sci. 2012. V. 38. № 4. P. 468.
  27. Vlasov P.A., Kusnetsov N.M., Petrov Y.P., Ture tskii S.V. // Proc. 24th ICDERS (Intern.). Taiwan, Taipei, 2013. Paper 153. http://www.icders.org/ICDERS2013/abstracts/ICDERS2013-0153.pdf
  28. CHEMKIN-Pro 15112. CK-TUT-10112-1112-UG-1. Reaction Design: San Diego, 2011.
  29. Grune J., Sempert K., Haberstroh H., Kuznetsov M., Jordan T. // J. Loss Prevent. Proc. Industries. 2013. V. 26. P. 317.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Зависимость отклонения ∆ при использовании разных наборов значений CE для реакции (1) (символы) и (6) (линии) для бедной смеси (6% H2) при P0 = 1 (а) и 6 атм (б). Символы и линии соответствуют расчетам со значениями CE из работ [24] (1, 6), [16] (2, 7), [13] (3, 8), [10] (4, 9), [14] (5, 10).

Скачать (267KB)
Метаданные
3. Рис. 2. То же, что и на рис. 1, для стехиометрической смеси.

Скачать (282KB)
Метаданные
4. Рис. 3. То же, что и на рис. 1, для богатой смеси (90% H2).

Скачать (276KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024