ЗАКОНОМЕРНОСТИ ХИМИИ ГОРЕНИЯ БОГАТЫХ СМЕСЕЙ МЕТАНОЛА С ВОЗДУХОМ
В.М. Шварцберг, В.А. Бунев
"Институт химической кинетики и горения им. В. В. Воеводского СО РАН, 630090 Новосибирск, Россия
vshvarts@kinetics.nsc.ru"
Ключевые слова: предел распространения пламени, метанол, формальдегид, сверхадиабатическая температура, цепные разветвленные реакции, flammability limit, methanol, formaldehyde, superadiabatic temperature, branched chain reactions
Страницы: 3-13
Аннотация
Методом численного моделирования и анализа чувствительности изучались процессы цепного разветвления и тепловыделения, их влияние на скорость распространения предварительно перемешанных богатых и околостехиометрических пламен метанола с воздухом. Впервые в данных пламенах обнаружено явление сверхадиабатических температур, обусловленное кинетическим механизмом горения метанола. Сравнение результатов моделирования структуры пламен метанола и формальдегида показало, что образование в пламенах воды в сверхравновесных концентрациях необязательно приводит к сверхадиабатическим температурам, как полагали ранее. Впервые установлено, что уменьшение разбавления горючей смеси CH3OH/O2/N2 азотом при постоянном коэффициенте избытка горючего способствует увеличению эффекта сверхадиабатических температур. Согласно результатам моделирования, в богатом околопредельном пламени метанола роль реакций цепного разветвления H + O2 = О + OH и О + H2 = H + OH пренебрежимо мала из-за их низкой скорости. В условиях сравнительно низких температур разветвление происходит преимущественно в реакциях с участием пероксидных соединений HO2 и H2O2, концентрация которых на порядки выше концентрации основных носителей цепи H, O и OH. Из анализа чувствительности следует, что на скорость пламени метанола положительно влияют преимущественно реакции образования носителей цепи и отрицательно - реакции, в которых носители цепи расходуются. Стадии, вносящие основной вклад в выделение тепла, но не участвующие в образовании и расходовании радикалов, имеют малые значения коэффициентов чувствительности.
DOI: 10.15372/FGV20200101
|
