Воспламенение насыщенных углеводородов при высоких давлениях и инициирование детонации наносекундным разрядом

• Автор: Жуков, Виктор Павлович
• Шифр специальности: 01.04.17
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Долгопрудный
• Количество страниц: 127 с. : ил.

1 Введение

2 Обзор литературы

2.1 Воспламенение насыщенных углеводородов

2.1.1 Воспламенение метана за отраженной ударной волной

2.1.2 Воспламенение пропана за отраженной ударной волной

2.1.3 Воспламенение пентана

2.1.4 Воспламенение гексана

2.1.5 Воспламенение гептана и октана

2.2 Кинетические механизмы окисления

углеводородов

2.3 Инициирование детонации

2.3.1 Способы инициирования детонации
2.3.2 Влияние способа инициирования на переход горения
в детонацию
2.3.3 Воспламенение с помощью наносекундного разряда
в виде ВВИ
3 Экспериментальное оборудование и методы измерений
3.1 Ударная труба
3.2 Приготовление смеси
3.2.1 О влиянии примесей углеводородов па воспламенение
3.3 Эмиссионная и абсорбционная диагностика
3.3.1 Эмиссионная диагностика
3.3.2 Абсорбционная диагностика
3.4 Определение времени задержки воспламенения
3.4.1 Определение параметров газа за отраженной УВ
3.4.2 Определение времени задержки воспламенения

3.5 Детонационная труба
3.5.1 Детонационная труба
3.5.2 Подводящая линия
3.5.3 Генератор Маркса
3.5.4 Измерение скорости волны воспламенения
3.5.5 Определение времени задержки воспламенения
3.5.6 Определение эперговклада в разряде
Кинетическое моделирование воспламенения углеводородов
4.1 Построение кинетического механизма окисления алканов
4.2 Анализ чувствительности
Самовоспламенение бедных смесей насыщенных углеводородов с воздухов в широком диапазоне давлений
5.1 Самовоспламенение бедной смеси метана с воздухом
5.2 Самовоспламенение бедной смеси пропана с воздухом
5.3 Самовоспламенение бедной смеси н-пентана с воздухом и бедной смеси н-гексана с воздухом
5.4 Выводы
Влияние неравновесного газового разряда на переход горения в детонацию и инициирование детонации
6.1 Введение
6.2 Зависимость характеристик воспламенения от уровня разбавления азотом и давления
6.2.1 Зависимость времени задержки воспламенения от
давления
6.2.2 Влияние разбавления азотом на воспламенение
6.3 Режимы распространения пламени в детонационной трубе
6.4 Наблюдения развития разряда и воспламенения
6.4.1 Наблюдение развития наносекундного разряда
6.4.2 Динамика излучения разряда
6.4.3 Наблюдение развития воспламенения
6.5 Условия инициирования детонации с помощью высоковольтного наносекундного разряда
6.6 Выводы
7 Заключение
ЛИТЕРАТУРА
СПИСОК РИСУНКОВ
СПИСОК ТАБЛИЦ
СПИСОК РЕАКЦИЙ
3.5.3 Генератор Маркса
Для формирования высоковольтных наносекундных импульсов использовался генератор, собранный по схеме Маркса. Схема генератора приведена на рис. 3.11. Генератор был собран внутри герметичного баллона заполненного азотом. Генератор состоял из пятнадцати каскадов емкостей по 6 нФ. Принцип работы генератора описан в монографии [77]. Для запуска генератора использовался вспомогательный искровой генератор. Вспомогательный генератор создавал искровой пробой на первом каскаде генератора Маркса, после чего происходило срабатывание генератора. Зазор разрядника первого каскада регулировался, зазор остальных разрядников генератора не регулировался и составляет около 10 мм. При работе генератора мощность выходного импульса регулировалась зарядным напряжением. Однако, напряжение, до которого можно зарядить генератор, и напряжение, при котором происходит правильная коммутация генератора, определяется напряжением пробоя, которое в свою очередь, зависит от давления азота, заполняющего генератор.
Рис. 3.11: Электрическая схема генератора высоковольтных импульсов.
Генератор Маркса заряжался от высоковольтного блока питания (рис. 3.12). Максимальное зарядное напряжение составляло 23 кВ, а минимальное - 3,4 кВ. В этих случаях запасенная в генераторе энергия составляла (У= Ц^1) 24 Дж и 520 мДж. При коммутации генератора часть этой энергии поглощается внутри генератора. Амплитуда импульса, создаваемого генератором, составляла до 70 кВ с длительностью на полувысоте 50 не. Рассчитанное максимальное электрическое поле вблизи высоковольтного электрода составляет 30-700 кВ/см. При этом приведенное электрическое поле составляет 300-7000 Тд. По данным работы [92] зависимость времени задержки воспламенения разрядом
Вход
15 каскадов
—10.5 М I6 нФ
6 нф
6 НФ
0.5 М