Математическое моделирование самовоспламенения, горения и детонации тройных смесей углеводород водород воздух


Скачать 156,03 Kb.
PDF просмотр
НазваниеМатематическое моделирование самовоспламенения, горения и детонации тройных смесей углеводород водород воздух
страница1/10
МЕДВЕДЕВ Сергей Николаевич
Дата конвертации12.08.2012
Размер156,03 Kb.
ТипАвтореферат
СпециальностьХимическая физика, горение и взрыв, физика экстремальных состояний вещества
Год2011
На соискание ученой степениКандидат физико-математических наук
  1   2   3   4   5   6   7   8   9   10
 
 
 
 
На правах рукописи 
УДК 534.222.2 
 
МЕДВЕДЕВ Сергей Николаевич 
 
 
МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ 
САМОВОСПЛАМЕНЕНИЯ, ГОРЕНИЯ  
И ДЕТОНАЦИИ ТРОЙНЫХ СМЕСЕЙ  
УГЛЕВОДОРОД – ВОДОРОД – ВОЗДУХ 
 
01.04.17 - Химическая физика, горение и взрыв,  
физика экстремальных состояний вещества 
 
АВТОРЕФЕРАТ 
 
диссертации на соискание ученой степени  
кандидата физико-математических наук 
 
 
 
 
 
 
 
МОСКВА-2011 
 

 
Работа  выполнена  в  Учреждении  Российской  академии  наук  Институте 
химической физики им. Н.Н. Семенова РАН 
 
Научный руководитель:  
 
доктор физико-математических наук, 
  
 
 
 
 
 
Фролов С.М. (ИХФ РАН) 
 
 
Официальные оппоненты: 
 
доктор физико-математических наук 
Марков В.В. (МИ РАН) 
доктор физико-математических наук 
Слуцкий В.Г. (ИХФ РАН) 
 
Ведущая организация:  
Московский Государственный Технический 
                                        
Университет им. Н.Э. Баумана 
Защита  состоится  «25»  мая  2011  г.  в  14:00  на  заседании  Диссертационного 
совета  Д.002.012.02  при  Учреждении  Российской  академии  наук  Институте 
химической  физики  им.  Н.Н.  Семенова  РАН  по  адресу:  119991,  г.  Москва,  ул. 
Косыгина, д. 4. 
 
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ИХФ РАН.  
 
Автореферат разослан «25» апреля 2011 г. 
 
Учёный секретарь Диссертационного совета 
к. ф.-м. н. Голубков М.Г. 
 

 
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ 
Актуальность работы 
Работа  направлена  на  решение  актуальных  проблем  энергосбережения  и 
энергоэффективности, а также промышленной безопасности.  
В процессе поиска и разработки новых энергосберегающих технологий в 
последние  годы  возрос  интерес  к  детонационному  сжиганию  топливно-
воздушных  смесей  (ТВС).  Известно,  что  термодинамический  цикл  с 
детонационным  сжиганием  топлива  энергетически  более  эффективен,  чем 
другие  циклы,  традиционно  используемые  в  энергетике  и  на  транспорте.  В 
развитых  странах  мира  в  настоящее  время  активно  работают  над  созданием 
энергопреобразующих  устройств  нового  типа:  мощных  промышленных 
импульсно-детонационных  горелочных  устройств  (ИДГУ)  и  импульсно-
детонационных  двигателей  (ИДД)  для  летательных  аппаратов  на  основе 
детонационного  цикла.  В  качестве  горючих  для  таких  устройств  планируют 
использовать широко распространенные газообразные и жидкие углеводороды: 
природный  газ,  пропан-бутан,  бензин,  авиационный  керосин  и  дизельное 
топливо,  что  связано  с  развитой  инфраструктурой  их  производства  и  сбыта. 
Поскольку эти горючие, вообще говоря, не предназначены для детонационного 
сжигания,  необходимо  искать  пути  модификации  их  характеристик,  в 
частности,  повышения  их  детонационной  способности.  Одно  из  возможных 
решений  –  использовать  для  этой  цели  добавки  водорода  –  альтернативного 
топлива  с  широкими  концентрационными  пределами  детонации  и  высокой 
детонационной  способностью,  объемы  мирового  производства  которого 
непрерывно возрастают. 
В  области  промышленной  безопасности  по-прежнему  актуальны 
проблемы  предотвращения  разрушительных  случайных  взрывов.  Несмотря  на 
то,  что  системы  безопасности  на  производстве  постоянно  совершенствуются, 
количество аварий и несчастных случаев, связанных с химическими взрывами, 
остается  большим.  В  частности,  это  относится  к  водороду.  Взрывы  водорода 
нельзя  полностью  предотвратить  никакими  превентивными  мерами,  за 
 


 
исключением  мер,  направленных  на  существенное  снижение  или  подавление 
его  высокой  химической  активности.  К  таким  мерам  относится  химическое 
ингибирование. 
Недавно, 
благодаря 
циклу 
работ 
под 
руководством 
В.В. Азатяна, выяснилось, что некоторые углеводороды служат  эффективными 
ингибиторами  горения,  самовоспламенения  и  детонации  водорода.  В  связи  с 
этим 
исследования 
детонационной 
способности 
смесей 
водорода 
с 
углеводородами представляется весьма актуальными и важными для понимания 
механизмов ингибирования и поиска наиболее эффективных ингибиторов. 
Цель работы  
Цель  работы  –  теоретическое  исследование  реакционной  способности 
воздушных 
смесей 
углеводородов 
с 
водородом 
применительно 
к 
энергопреобразующим  устройствам  нового  типа  (ИДГУ  и  ИДД)  и  к  задачам 
водородной безопасности.  
Задачи работы  
В работе решались следующие задачи: 
(1) 
Численное  моделирование  перехода  ударной  волны  (УВ)  в  детонацию  в 
трубе,  заполненной  метано-воздушной  смесью.  Облегчение  условий 
инициирования  детонационной  волны  (ДВ)  путем  установки  в  трубе 
профилированного  центрального  тела,  оптимизации  профиля  тела  и 
добавления в смесь водорода. 
(2) 
Численное  моделирование  детонации  водородно-воздушных  смесей  в 
трубах.  Влияние  добавок  углеводородов  на  концентрационные  пределы 
детонации.  Механизмы  ингибирования  детонации  водорода  добавками 
углеводородов. 
(3) 
Численное  моделирование  самовоспламенения  и  горения  газовзвесей 
капель  углеводородных  горючих  в  воздухе.  Оценка  детонационной 
способности  капельных  ТВС.  Влияние  добавок  водорода  на  реакционную 
способность гибридных смесей «жидкое горючее – воздух – водород».  
Научная новизна 
(1) 
Предложен  новый  способ  снижения  энергии  прямого  инициирования 
 

  1   2   3   4   5   6   7   8   9   10

Разместите кнопку на своём сайте:
поделись


База данных защищена авторским правом ©dis.podelise.ru 2012
обратиться к администрации
АвтоРефераты
Главная страница