ЗА МЕХАНИЗМА НА ЗАБРАНЯВАНЕ НА ВОДОЛОЖЕН ПЛАМЪК ОТ ПРОПАН - тема на научна статия по химия от списанието -
Цена:
Автори на произведението:
Научно списание:
Година на издаване:
Текст на научната статия на тема "ЗА МЕХАНИЗМА НА ЗАБРАНЯВАНЕ НА ВОДОРОДЕН ПЛАМЪК ОТ ПРОПАН"
ХИМИЧЕСКА ФИЗИКА, 2007, том 26, бр.9, стр. 39-45
РЕАКТИВНОСТ, КИНЕТИКА НА ХИМИЧНИТЕ РЕАКЦИИ, КАТАЛИЗА
ЗА МЕХАНИЗМА НА ЗАБРАНЯВАНЕ НА ВОДОЛОЖЕН ПЛАМЪК ОТ ПРОПАН
Институт по химическа кинетика и горене, Сибирски клон на Руската академия на науките, Новосибирск
Численото моделиране показа, че добавянето на малки количества пропан към богати хомогенни водород-въздушни смеси потиска образуването на HO и OH в нискотемпературната зона на фронта на пламъка, което ефективно намалява нормалната скорост на пламъка. В нискотемпературната зона пропанът взаимодейства предимно с ОН, във високотемпературната зона - с атома Н. В фронта на пламъка пропанът се изразходва напълно с образуването на CO, CO2, CH4, C2H2, H2 и H20 и водородът не се окислява предимно в сравнение с пропан.
Известно е, че ефектът на инхибитора върху процеса на разпространение на пламъка е сложен. Първо, в присъствието на инхибитор в сместа, максималната концентрация на активни центрове във фронта на пламъка намалява, което се определя от способността на тези добавки да прекъсват реакционните вериги [1-3]. На второ място, реакциите с участието на инхибитор могат да продължат с отделянето или абсорбирането на топлина. И, трето, има ефект на разреждане на сместа, коефициент на топлопроводимост, коефициенти на дифузия и промяна на топлинния капацитет. Практически е невъзможно да се определи приносът на това или онова действие на инхибитора в процеса на разпространение на пламъка. Всеки метод за оценка на ефективността на инхибитор въз основа на един параметър е неточен, тъй като ефективността трябва да се определя от няколко параметъра. В [4] се предлага метод за оценка на ефективността на ефекта на инхибитора върху процеса на дефлаграция или детонация на разпространението на пламъка, базиран на използването на три параметъра. Две от тях са свързани с чисто химичния ефект на добавката инхибитор и една с неговия термофизичен ефект, дължащ се на отделянето или абсорбирането на топлина, промени в топлопроводимостта, топлинния капацитет и т.н. Някои данни за параметрите, определящи чисто химичния принос, са дадени в [4]. Те потвърждават заключението, направено в [1] относно влиянието на структурата на инхибитора върху неговата ефективност като химичен агент. Термофизичният фактор на действието на инхибитора (отделяне или абсорбиране на топлина, промяна в коефициентите на топлопроводимост и дифузия, промяна в топлинния капацитет) също зависи от структурата на неговата молекула.
Обикновено се приема, че реакцията на инхибитор с активни места протича през цялото време
предна зона. Атомът Н, навлизащ в нискотемпературната зона поради дифузионния процес, може да реагира не само с молекула О2, за да образува НО2, но и с молекула инхибитор, за да образува по-малко активни радикали без квадратично разклоняване. С други думи, значително намаляване на нормалната скорост на разпространение на пламъка, наблюдавано, когато инхибиторът се добавя в смес от водород с въздух, може да бъде свързано с реакциите на инхибитора вече в нискотемпературната зона на фронта на пламъка. В [5] чрез числено моделиране беше показано, че при добавяне на малки количества пропилен към богати смеси на водород с въздух, вече в нискотемпературната зона, настъпва достатъчно ефективно намаляване на концентрациите на OH и HO2.
Целта на настоящата работа е по-подробно изследване чрез числени методи на механизма на ефекта на малките пропанови добавки върху разпространението на плосък едномерен пламък от предварително смесени богати смеси на водород с въздух.