Влияние молекулярной структуры присадок на горение и детонацию водорода и монооксида углерода

• Автор: Пилоян, Арутюн Азкертович
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Черноголовка
• Количество страниц: 118 с. : ил.

Содержание
Введение

ГЛЛВЛ 1. СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ ХИМИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССАМИ

ГАЗОФАЗНОГО ГОРЕНИЯ

1.1. Основные факторы, определяющие воспламенение и горение газов.

1.2. Развитие представлений о роли цепной лавины в процессах горения смесей

водородсодержащих соединений с кислородом.

1.3. Специфика зависимости скорости разветвленноцепных процессов от температуры .

1.4. Ингибирование и промотирование процессов газофазного горения.

1.5. Два кинетических режима развившегося цепного горения.

1.6. Литературные данные, показывающие участие реакционных цепей в

детонации газов.
1.7. Литературные данные о роли гетерогенных реакции в газофазнОхМ
горении в области атмосферного давления.
ГЛАВА II. ЗАВИСИМОСТЬ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ ВОСПЛАМЕНЕНИЯ,
ДЕФЛАГРАЦИIIЮГ О ГОРЕНИЯ И ЦЕПНОТЕПЛОВОГО ВЗРЫВА ВОДОРОДОВОЗДУШНЫХ СМЕСЕЙ ОТ МОЛЕКУЛЯРНОЙ СТРУКТУРЫ ПРИСАДКИ
2.1. Описание методики эксперимента.
2.2. О возможности воспламенении Нг при атмосферном давлении без реализации
цепной лавины.
2.3. Повышение необходимой мощности инициирования и торможение развития
горения под воздействием присадок
2.4. Химический механизм горения водорода.
2.5. Кинетические аспекты различия самовоспламенения и зажигания.
2.6. Кинетические факторы ингибирования самовоспламенения и
инициирования горения.
2.7. Зависимость концентрационных пределов распространения пламени
от молекулярной структуры ингибиторов .
2.8. Сравнение экспериментальных и расчетных величин пределов распространения
пламени в присутствии ингибиторов.
2.9. Зависимость интенсивности горения от молекулярной структуры ингибитора
2 Подавление цепнотеплового взрыва.
2 Подавление воспламенения и взрыва метановоздушных смесей
комбинированным составом ингибиторов
ГЛАВА III. ВЛИЯНИЕ ПРИСАДОК ОЛЕФИНОВ НА С ТАЦИОНАРНЫЕ
ДЕТОНАЦИОННЫЕ ВОЛНЫ В ВОДОРОДОВОЗДУШНЫХ СМЕСЯХ.
3.1. О влиянии некоторых примесей на детонацию водорода с кислородом.
3.2. Описание эксперимента.
3.3. Результаты измерений и обсуждение.
ГЛАВА IV. ЗАКОНОМЕРНОСТИ ИНГИБИРОВАНИЯ ГОРЕНИЯ, ВЗРЫВА И
ДЕТОНАЦИИ СМЕСЕЙ ОКСИДА УГЛЕРОДА И ВОДОРОДА С ВОЗДУХОМ
4.1. Особенности реакционных цепей промотированного окисления оксида углерода
4.2. Методика исследования воспламенения и интенсивности горения СО
4.3. Зависимость интенсивности горения СО от содержания водорода.
4.4. Влияние ингибиторов на интенсивноси горения смесей СО и Н.
4.5. Ингибирование детонации смесей СО и Н2
ГЛАВА V. ВЛИЯНИЕ ИНГИБИРОВАНИЯ НА ВКЛАД ГЕТЕРОГЕ1ИЮГО ОБРЫВА
ЦЕПЕЙ В ПРОЦЕССАХ ГОРЕНИЯ
5.1. Роль гетерогенных реакций в горении при атмосферном давлении
5.2. Описание эксперимента, обсуждение результатов измерений.
Выводы
Список литературы


ЛГ скрсГГ, 1. Я О, 1. БТ Т0 V, 1. V величины поверхности и объема реакционной камеры, а коэффициент теплоотдачи от газа стенкам реактора, Т и Т0 температуры реакционной смеси и стенок реактора соответственно 1,2. Знаки равенства в 1. В теории теплового горения химический процесс обычно представляют в виде одностадийной реакции и, соответственно считают, что скорость ее зависит от температуры по закону Аррениуса. Поскольку скорость реакции и, значит, тепловыделения с повышением температуры возрастает экспоненциально, в отличие от скорости теплоотвода, то при достижении определенного ее значения наряду с соотношением 1. В этом режиме накопление тепловой энергии в системе становится прогрессирующим и определяет такое же усиливающееся ускорение роста температуры. В силу положительной обратной связи скорости и температуры происходит тепловое воспламенение. А Зу Р. В этой схеме х, у активные промежуточные продукты свободные атомы и радикалы, являющиеся носителями реакционных цепей НЦ, А и В исходные молекулярные реагенты, Р конечный продукт. Многократно чередующиеся реакции регенерации и размножения активных промежуточных частиц образуют разветвляющуюся реакционную цепь. Воспламенение и горение, вызванные цепной лавиной, называются цепными. В с с0 кр п В, . В концентрация НЦ и исходного реагента соответственно, со скорость зарождения цепей, т. НЦ в реакциях только исходных молекул, кр эффективная константа скорости лимитирующей стадии, обычно реакции разветвления 1 . Скорость зарождения намного меньше скорости реакций развития цепей. Наряду с реакциями регенерации и размножения НЦ вступают также в реакции их гибели рекомбинируют или адсорбируются. СП Юо п СОо Ь фП. Г2крВ 1. Ш кгег кгом В М, 1. М концентрация газовой смеси, кга и кгом эффективные величины констант скоростей гетерогенного и тримолекулярного обрыва 1, протекающие при участии лишь одного НЦ. Величина кшм В М в выражении 1. В М уВ М. Разность Г обозначают через ф. Интегрирование уравнения 1. IV крВ2ехррО 1. Скорости приведенных выше реакций линейно зависят от концентраций носителей цепей, в связи с чем такие реакции называют линейными. Джмоль 46. Температурная зависимость констант скорости реакций обрыва цепей значительно слабее, причем величина кгом слабо уменьшается с повышением температуры 46. Из выражения 1. Г 1. Это соотношение определяет условие воспламенения также в случае, когда важна роль и квадратичного обрыва цепей, т. Я. Яг ЯЯг, где Я и Яг активные промежуточные частицы. В этом случае в дифференциальное уравнение 1. ГТ 1, которое сказывается на кинетике процесса, но на критическое условие, как было сказано выше, не влияет. Однако, если реакции радикалов тина уВ, образованных в приведенной выше тримолекулярпой стадии, приводят к регенерации активных центров, то это влияет на кинетику процесса и на критические условия воспламенения 1,7 см. IV диссертации. Как видно из уравнений 1. Г и , относящиеся к реакциям разного типа, поразному зависят от концентраций исходных реагентов, температуры и от геометрии реактора. Поэтому, разность этих величин зависит от условий протекания процесса. Этим объясняется, например, наличие трех предельных давлений самовоспламенения Нг с Ог 13, 8,9 в определенном интервале начальных температур. По той же причине от начальных условий зависит также кинетика процесса. Очевидно, что в силу принципиального различия цепного и теплового факторов самоускорения реакции коренным образом различаются также закономерности горения, вызванные этими разными факторами. Особенности горения, обусловленные совместным действием ценной лавины и саморазогрева, также сильно отличаются от тех закономерностей, которые присущи каждому из этих факторов в отдельности. До последнего времени фактически было общепринятым, что разветвленноцепной механизм играет решающую роль в горении только при очень низких давлениях в десятки и сотни раз ниже атмосферного, в области полуострова воспламенения, ближе к первому пределу например 13,7. На рис.