Влияние квантовых поправок к константам скоростей реакций на время теплового воспламенения водородно-воздушных смесей

И.В. Кочетов; А.В. Напартович; Ю.В. Петрушевич; А.Н. Старостин; М.Д. Таран

doi:10.18321/

Authors

I.V. Kochetov Troitsk Institute for innovation and fusion research RF, Pushkovih st. 12, 142190, Troitsk, Moscow
A.P. Napartovich Troitsk Institute for innovation and fusion research RF, Pushkovih st. 12, 142190, Troitsk, Moscow
Yu.V. Petrushevich Troitsk Institute for innovation and fusion research RF, Pushkovih st. 12, 142190, Troitsk, Moscow
A.N. Starostin Troitsk Institute for innovation and fusion research RF, Pushkovih st. 12, 142190, Troitsk, Moscow
M.D. Taran Troitsk Institute for innovation and fusion research RF, Pushkovih st. 12, 142190, Troitsk, Moscow

DOI:

https://doi.org/10.18321/

Keywords:

reaction rates, thermal ignition, hydrogen-air mixture

Abstract

The influence of the quantum corrections for the rate constants of the chemical reactions on the spontaneous ignition time of hydrogen-containing mixtures was studied. It is shown that at high pressures (30-100 atm) and relatively low temperatures (700-900 K) introduction of quantum corrections to rate coefficient for reac-tion H₂+O₂->2OH leads to better agreement between the predicted ignition time of hydrogen containing mixtures and published results of measurements.

References

(1). Воеводский В.В., Солоухин Р.И. Исследование детонационных волн в газах // Доклады Академии наук СССР. 1964. Т. 154. С. 1425–1428.

(2). Гельфанд Б.Е., Попов О.Е., Медведев С.П. и др. Экспериментальные исследования взрывных процессов // Доклады Академии наук. 1993. Т. 330. С. 457–460.

(3). Гельфанд Б.Е., Медведев С.П., Хомик С.В. и др. Влияние начальных условий на детонацию // Доклады Академии наук. 1996. Т. 349. С. 482–485.

(4). Blumenthal R., Fieweger K., Komp K.H., Adomeit G., Gelfand B.E. Shock wave investigations // Proc. 20th Int. Symp. on Shock Waves / Eds. B. Sturtevant, J.E. Shepherd, H. Hornung. World Scientific, 1996. Vol. 2. P. 935–938.

(5). Pang G.A., Davidson D.F., Hanson R.K. Combustion kinetics in shock tubes // Proc. Combust. Inst. 2009. Vol. 32. P. 181–188.

(6). Konnov A.A. Detailed kinetic mechanism for hydrogen combustion // Combustion and Flame. 2008. Vol. 152. P. 507–528.

(7). Semenov N. Some problems of chemical kinetics // Acta Physicochim. U.R.S.S. 1945. Vol. 20. P. 292–300.

(8). Елецкий А.В., Старостин А.Н., Таран М.Д. Физика углеродных наноструктур // Успехи физических наук. 2005. Т. 157. С. 299–324.

(9). Karkach S.P., Osherov V.I. Vibrational relaxation processes in molecules // J. Chem. Phys. 1999. Vol. 110. P. 11918–11926.

(10). Azatyan V.V., Aleksandrov E.N., Troshin A.F. Oxidation and ignition mechanisms // Kinet. Catal. 1975. Vol. 16. P. 306–312.

(11). Balakhnin V.P., Gershenzon Yu.M., Kondrat’ev V.N., Nalbandyan A.B. Chemical kinetics of combustion processes // Dokl. Phys. Chem. (Engl. Transl.) 1966. Vol. 170. P. 659–662.

(12). Belles F.E., Brabbs T.A. Shock tube investigations of hydrocarbon flames // Symp. (Int.) Combust., Proc. 1971. Vol. 13. P. 165–173.

(13). Ripley D.L., Gardner W.C. Jr. Chain reactions in combustion // J. Chem. Phys. 1966. Vol. 44. P. 2285–2290.

(14). Jachimowski C.J., Houghton W.M. Chemical kinetics of fuel oxidation // Combustion and Flame. 1971. Vol. 17. P. 25–33.

(15). Попов Н.А. Моделирование процессов зажигания и горения // Теплофизика высоких температур. 2007. Т. 45. С. 296–304.

(16). NIST Chemical Kinetics Database [Электронный ресурс]. URL: http://kinetics.nist.gov/kinetics/

(17). Дракон А.В., Емельянов А.В., Еремин А.В., Петрушевич Ю.В., Старостин А.Н., Таран М.Д., Фортов В.Е. Исследование взрывных процессов в газовых смесях // Журнал экспериментальной и теоретической физики. 2014. Т. 145. С. 943–950.

(18). Deminsky M., Chorkov V., Belov G., Cheshigin I., Knizhnik A., Shulakova E., Shulakov M., Iskandarova I., Alexandrov V., Petrusev A., Kirillov I., Strelkova M., Umanski S., Potapkin B. Simulation of plasma–surface interaction // Comput. Mater. Sci. 2003. Vol. 28. P. 169–178.

(19). Starostin A.N., Taran M.D., Petrushevich Y.V., Medvedev S.P., Agafonov G.L., Khomik S.V. Experimental study of detonation waves // 23rd Int. Colloquium on the Dynamics of Explosions and Reactive Systems (ICDERS), Irvine, 2011, July 24–29.

(20). Деминский М.А., Чернышева И.В., Уманский С.Я., Стрелкова М.И., Баранов А.Е., Кочетов И.В., Напартович А.П., Соммерер Т., Садюги С., Хербон Дж., Потапкин Б.В. Исследование кинетики процессов плазменного горения // Химическая физика. 2013. Т. 32. С. 24–32.