Математическое моделирование адиабатического периода индукции для метан-кислородных смесей в широком диапазоне начальных давлений и температур

Исследуются особенности процессов моделирования теплового взрыва в изохорном адиабатическом реакторе в широком диапазоне начальных давлений и температур для метан-кислородных и метан-воздушных смесей с использованием максимальных кинетических механизмов разветвленно-цепных реакций. Рассмотрены методы построения математических моделей на базе уравнений состояния идеального и реального газов. Учтены поправки к энтальпии и теплопроводности компонентов газовой смеси за счет высокого давления в реальном газе. Сравниваются и анализируются результаты расчетов для этих двух классов моделей. Показано, что при высоких давлениях период индукции в реальном газе больше, чем в идеальном при тех же начальных условиях. Установлено, что доминирующим фактором, определяющим этот эффект, является разница в плотности идеального и реального газа после начального сжатия.

Ключевые слова

математическое моделирование, горение и взрыв, цепные реакции, высокие давления.

Литература

1. Тодес, О.М. 'Адиабатический' тепловой взрыв / О.М. Тодес // ЖФХ. - 1933. - T.4, № 1. - С. 71-78. (Сб. Теория горения и взрыва. - М.: Наука, 1981. С. 195-202).
2. Франк-Каменецкий, Д.А. Диффузия и теплопередача в химической кинетике / Д.А. Франк-Каменецкий. - М.: Наука, 1987. - 502 с.
3. Математическая теория горения и взрыва / Я.Б. Зельдович, Г.И. Баренблатт, Б.Б. Либрович, Г.М. Махвиладзе. - М.: Наука, 1980. - 478 с.
4. Варнатц, Ю. Горение. Физические и химические аспекты, моделирование, эксперименты, образование загрязняющих веществ / Ю. Варнатц, У. Maac, Р. Диббл. - М.: ФИЗМАТЛИТ, 2003. - 352 c.
5. Оран, Э. Численное моделирование реагирующих потоков / Э. Оран, Дж. Борис. - М.: Мир, 1990. - 660 с.
6. Полак, Л.С. Вычислительные методы в химической кинетике / Л.С. Полак, М.Я. Гольденберг, А.А. Левицкий. - М.: Наука, 1984. - 280 с.
7. Термодинамические свойства индивидуальных веществ. В 4 т. /Л.В. Гурвич и др. - М.: Наука, 1978-1982. - 4 т.
8. Гиршфельдер, Дж. Молекулярная теория газов и жидкостей / Дж. Гиршфельдер, Ч. Кертис, Р. Берд. - М.: Изд-во иностр. лит., 1961. - 930 с.
9. Рид, Р. Свойства газов и жидкостей / Р. Рид, Дж. Праусниц, Т. Шервуд. - Л.: Химия, 1982. - 592 с.
10. Мейдер, Ч. Численное моделирование детонации / Ч. Мейдер. - М.: Мир, 1985. - 384 с.
11. Циклис, Д.С. Плотные газы / Д.С. Циклис. - М.: Химия, 1977. - 168 с.
12. Калашников, Я.А. Физическая химия веществ при высоких давлениях / Я.А. Калашников. - М.: Высш. шк., 1987. - 241 с.
13. Вестбрук, Ч. Применение химической кинетики для определения критических параметров газовой детонации / Ч. Вестбрук, П. Уртьев // ФГВ. - 1983. - Т. 19, № 6. - С. 65-76.