Структура и предельные явления предварительно перемешанных и диффузионных метано- кислородных пламен при атмосферном давлении с добавками фосфорорганических соединений

• Автор: Князьков, Денис Анатольевич
• Шифр специальности: 01.04.17
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 150 с. : ил.

^ Введение
Глава 1. Литературный обзор. Ингибирование предварительно перемешанных и диффузионных пламен фосфорорганическими соединениями

1.1. Химическое ингибирование и гашение пламен

1.2. Механизм ингибирования и гашения пламен фосфорорганическими соединениями

1.3. Структура предварительно перемешанных пламен с добавками ФОС

* 1.4. Диффузионные пламена на противотоках с добавками ФОС

Постановка задачи

Глава 2. Методический подход

2.1. Экспериментальная методика

2.1.1. Исследуемые вещества

2.1.2. Плоская горелка и система подачи ТМФ

2.1.3. Установка для исследования диффузионного пламени на встречных
Ш потоках добавками ФОС
2.1.4. Методика определения эффективности гашения диффузионного пламени на встречных потоках добавками ФОС
2.1.5. Масс-спектрометрический метод исследования структуры пламен
2.1.5.1. Описание молекулярно-пучковой масс-спектрометрической
установки
2.1.5.2. Микрозондовая методика отбора пробы
2.1.5.3. Калибровка молекулярно-пучковой масс- спектрометрической
системы в предварительно перемешанных пламенах
2.1.5.4. Калибровка в пламени на противотоках
2.1.5.5. Погрешность измерения концентраций веществ
2.1.6. Методика измерения температуры пламени с помощью термопар
2.1.7. Методика определения концентрационных пределов распространения пламен горючих смесей с добавками ингибиторов
2.1.7.1. Выбор экспериментальной методики
2.1.7.2. Описание экспериментальной установки

2.2. Метод моделирования
2.2.1. Программа РКЕМ1Х. Моделирование пламен предварительно перемешанной смеси
2.2.2. Программа ОРРОГР. Моделирование пламен на противотоках
2.2.2.1. Математическая постановка задачи для программы ОРРРИГ
2222. Задание граничных условий
2.2.2.З. Моделирование условий погасания пламени на противотоках
2.2.3. Кинетические механизмы, используемые при моделировании
Глава 3. Результаты. Влияние ТМФ на предварительно перемешанные пламена
3.1. Структура бедного и богатого предварительно перемешанного пламени с добавкой ТМФ
3.2. Влияние ТМФ на концентрационные пределы распространения пламени предварительно перемешанной метано- воздушной смеси
Глава 4. Результаты. Влияние ФОС на диффузионное пламя на противотоках
4.1. Структура диффузионного метано- кислородного пламени на противотоках с добавкой ТМФ
4.1.1. Изучение возможности применения МПМС для измерения структуры пламени на противотоках
4.1.2. Профили концентраций атомов Н, радикалов ОН и основных фосфорсодержащих веществ в пламени
4.2. Гашение диффузионного метано- кислородного пламени на противотоках добавками ФОС
Основные результаты и выводы
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ II
Литература

Первоначальная причина, вызвавшая особый интерес к изучению пламен с добавками фосфорорганических соединений (ФОС), связана с проблемой уничтожения методом сжигания токсичных химических отходов, пестицидов и других опасных веществ, таких как зарин. Благодаря схожести химического строениия некоторые нетоксичные ФОС являются безопасными имитаторами этих веществ. Интерес к различным аспектам проблемы уничтожения химического оружия сжиганием огромен, и количество работ как по общим вопросам химического разоружения, так и по проблемам, связанным с применением различных технологий уничтожения химического оружия, чрезвычайно велик (см. напр, литературный обзор в работе [1]).
Однако, в последнее время повышенный интерес исследователей к

всестороннему изучению химии горения ФОС вызван их уникальной способностью ингибировать процесс горения. В конце прошлого столетия чрезвычайно актуальной стала проблема поиска новых эффективных пламегасителей в связи с необходимостью замены хладонов, в том числе СР3Вг ( по международной номенклатуре - «Ьа1оп 1301», по отечественной - «хладон 13В1»), широко использующихся в мире в качестве эффективных агентов для тушения пожаров. Как ^ известно, выброс хладонов в атмосферу приводит к разрушению озонового слоя
атмосферы Земли.
Таким образом, для решения этих задач необходимо изучение и построение кинетического механизма превращения ФОС в пламенах, знание которого позволит выявить закономерности химических и физических процессов, происходящих в

сравнения эффективности действия добавок ФОС как ингибиторов с эффективностью СР3Вг.
2.1.2. Плоская горелка и система подачи ТМФ
Предварительно перемешанные метано-кислородные пламена, структура которых была исследована в работе, стабилизировались на плоской горелке (горелке типа Бота-Сполдинга) диаметром 16 мм, схема ее устройства, а также система подачи ТМФ в горючую смесь представлена на Рис. 2.1. Равномерное распределение потока горючей смеси над горелкой достигается с помощью фильтра горелки и засыпки стальными шариками
диаметром 3 мм,
помещенными внутрь горелки.
Фильтр горелки представляет собой латунный диск (диаметром 16 мм), в котором просверлено около 470 отверстий диаметром 0,5 мм, расстояние между центрами
отверстий составляло 0,7 мм. Опыт работы сотрудников лаборатории КПГ показал, что использование наиболее распространенной и принятой за стандарт в
исследованиях плоских газовых пламен горелки МакКенна для пламен с добавкой
ФОС сильно затруднено из-за накопления образующихся на ее поверхности продуктов неполной деструкции ФОС в пламени. Продолжительная работа с
Фильтр^__^_ горелки
Стальные -шарики
Г орючая смесь
Барботер с ТМФ
Рис. 2.1. Плоская горелка и система подачи ТМФ в горючую смесь.