Коллектив авторов - Ксандопуло Георгий. Өнегелі өмір. В. 37

На основе анализа общих свойств и различий в процессах самораспространения и распространения пламени показано, что фронт пламени разделен на две зоны, в пределах которых преобладает блок реакций: 1) Низкотемпературного автокатализа (зона А) и 2) Температурного автокатализа (зона Т). Взаимодействие А – Т механизмов в пределах переменных С 0, Т 0и Р обуславливает степени стадийности фронта пламени.

Из представленного материала следует, что возникновение механизма формирования раздвоения монофронта обусловлено неединственностью механизма конверсии топлива, или ее следствием – степенью стадийности 8 при С 0= а >1. На этапе С 0= а < 1 устанавливается ведущая роль отрицательных е, т.е. зоны Т обусловлены диффузией атомов водорода от Т к А. При е > 0 скорость разветвления цепи в зоне А преобладает над скоростью поставок активных центров из зоны Т в виде диффузионного потока.

В подтверждение развиваемого А-т представления механизма бифуркации показано, что в зоне А концентрация продуктов Т-превращения пренебрежимо мала. Однако, их наличие в небольшом количестве все же указывает на ограниченность применения формул (2) – (4) в области С 0= а < 1.

Распределение в монофронте активных частиц и скорости тепловыделения, а так же анализ механизма формирования разрыва представлено в сообщении 2.

1. Семенов Н.Н. О некоторых проблемах химической кинетики и реакционной способности. – М.: Академиздат, 1958.

2. семенов н.н. Цепные реакции. – М.: наука, 1986.

3. зельдович Я.Б., Баренблатт Г И., либрович в.в. Махвиладзе Г.М. Математическая теория горения. – М.: Наука, 1980.

4. Соколик А.С. Самовоспламенение, пламя и детонация в газах. –М.: Академиздат, 1960.

5. Lewis B., Von Elbe. // Combustion, Flames and Explosions of Gases (Third Edition) Acad. Press. – 1987. – P. 739.

6. Штерн В.Я. Механизм окисления углеводородов в газовой фазе. –М.: Изд.АН СССР, 1960.

7. Ксандопуло Г.И. Химия пламени. – М.: Химия, 1980.

8. Ксандопуло Г.И., Колесников Б.Я., Однорог Д.С. // ДАН СССР. – 1974. – Т 216. – № 5. – С. 1098-1101.

9. Ксандопуло Г.И., Дубинин В.В. Химия газофазного горения. – М.: Химия 1987.

10. Коннов А.А., Дьяков И.В., Ксандопуло Г.И. // Химическая физика. – 1993. – Т 12. – № 11. – С. 1488-1492.

11. Ксандопуло Г.И., Колесников Б.Я., Однорог Д.С. // ФГВ. -1974. –Т 10. – № 6. – С. 841-847.

12. Ксандопуло Г.И., Колесников Б.Я., Дубинин В.В., Однорог Д.С. // ФГВ. 1977. – Т. 13, № 4. – С. 641-644.

13. Ксандопуло Г.И., Копылова Л.И. // ФГВ. 2004. – Т 40. – № 5. – с. 42-52.

14. Ксандопуло Г.И., Копылова Л.И. // Горение и плазмохимия. 2005. – Т 3. – № 2. – С. 91-105.

15. Ксандопуло Г.И., Сагиндыков А.А., Кудайбергенов С.Е., Мансуров З.А. // ФГВ. 1975. – Т 11. – № 6. – С. 838-843.

16. Ксандопуло Г.И. // Горение и плазмохимия. – 2003. – Т.1. – № 4. – С. 279-291.

17. Ksandopulo G.I., Kopylova L.I. // Combust, Explosion and Shock waves vol. – 2004. – № 5. – Р. 535-544.

18. Божеева Г.М. Диссертация. Структура фронта ламинарных пламён Н-пентана. Канд.хим. наук. – Алма-Ата.: КазГУ, 1989.

19. Bozheeva G.M., Manzhos V.K., Ksandopulo G.I. // 22-th Sympos (internati) on Combustion and Flame. Pitsburg, 1988. – P. 316.

20. Копылова Л.И. Структура фронта пламени метана: диссертация. Канд. Хим. Наук. – Алма-Ата.: КазГу, 1994.

21. Agnew W.G., Agnew I.T. // 10-th. Sympos (internati) on Combustion and Flame. – 1965. – P. 123-138.

22. Furutani M., Ohta Y., Nose M. // Eurasian Chem-Tech Journal. 2001. № 3. – P. 157-163.

23. БуневВ.А., Бабкин В.С. // ФГВ. – 2006. – Т. 42. – № 5. – С. 14-18.

24. Foresti R.J. // 5-th Sympos (internati) on Combustion, Comb. Just., (Reinhold Publ.), corporation. – New-York, 1955. – P. 582-587.

25. Бабкин В.С., Бунев В.А. // Горение и плазмохимия. – 2007. – Т.5. № 1-2. – С. 67-77.

26. Басевич В.Я., Веденеев В.И., Арутюнов В.С. // Химическая физика. – 2000. – Т. 19. – № 11. – С. 94-97.

27. Басевич В.Я., Веденеев В.И., Арутюнов В.С. // Химическая физика. – 2004. – Т. 23. – № 1. – С. 50-53.

28. Басевич В.Я., Веденеев В.И., Арутюнов В.С. // Химическая физика. – 2005. – Т. 24. – № 2. – С. 77-81.

29. Chevalier. C., Pitz W.I., Warnatz I., Westbrook C.K., Meerk H. // 24-th Sympos (internati) on Combustion and Flame, 1992. – P. 93-101.

30. Bozzelli J.W/ and Pitz W.I. // 25-th. Sympos (internati) on Combustion and Flame, 1994. – P. 783-793.

31. Fesher E.M., Pitz W.J., Currant H.E., Westbrook C.K. // 28-th Sympos (internati) on Combustion and Flame, 2000. I. – P. 1579-1586.

32. Cour M.R., Minetti R., Soshet L.R., Currant J., Pitz W.J. and Westbrook C.K. // 28-th Sympos (internati) on Combustion and Flame, 2000. II. – P. 1671-1678.

33. Дубинин В.В. Структура и энергетика низкотемпературной зоны фронта углеводородных пламён: диссертация канд. Хим. Наук. – Алма-Ата.: КазГУ, 1976.

34. Ксандопуло Г.И. // Горение и плазмохимия. – 2007. – Т. 5. – № 1-2. – С. 7-17.

35. Ксандопуло Г.И. // XIV Симпозиум по горению и взрыву. Черноголовка, 2008. – 104 с.

36. Николис Г., Пригожин И. Самоорганизация в неравновесных системах от диссипативных структур к упорядоченности через флуктуацию. – М.: Мир, 1979.

Продолжено обсуждение постулата о конкурирующем взаимодействии механизмов: 1) Низкотемпературного автокатализа – А и 2) Теплового автоускорения реакций конверсии топлива смеси в пределах фронта пламен со свойством стадийности. На примере формы распределения Н-атомов, диффундирующих против потока свежей газовой смеси, показано, что на всех экспериментальных кривых имеется расположенная в зоне А точка излома, участок продолжения и далее крутой спад. Этот факт не монотонного изменения функции рассмотрен как доказательство наличия актов разветвления, воспроизводящих н-атомы и этим нарушающих экспоненциальный спад концентрации н-атомов в удаленных от зоны Т точках фронта. Сделанное заключение подкреплено также материалом по изучению формы распределения скорости объемного тепловыделения на протяжении всей ширины фронта, составляющей для пламен смесей а = 1÷1,7 не более 1,0-1,5 мм.

Установлено, что по мере роста стадийности S, на кривых скорости тепловыделения в зоне А пламен пропана (а =1,4), пен- тана (а =1,7) и гексана (а =2,7) имеется максимум, предшествующий основному тепловыделению и соответствующий особенности распределения диффузионного профиля н-атомов.

С ростом исходной температуры горючей смеси Т 0или с добавлением ингибиторов, первый максимум подавляется, а основной сдвигается, уширяя зону т, что также согласуется с постулатом.

На основе представленных экспериментальных доказательств, а также обнаружения между А и Т зоны ОТК для пламен в диапазоне значений С 0= а = 1,4÷2,7, построена макрокинетическая модель эволюции точки бифуркации. На ее основе впервые получена формула для вычисления ширины L разрыва в бифронте или, что тоже, в стадийных пламенах. Величина L зависит от степени стадийности S, представляющей собой отношение скоростей потребления кислорода, топлива или образования воды в зонах А( АК) и Т( ТКi). Ширина разрыва зависит от критерия бифуркации е = АК – тКi, (где і – топливо, кислород и вода), отношения скорости горения и концентрации к относительному уширению трубки тока. найденная по формуле величина L = 2,3 мм оказалась в удовлетворительном согласии с величиной 0,8 мм расстояния между максимумами в пламени гексана а = 2,7. Величина L может быть использована для вычисления собственных частот бифронта.