Численное моделирование окисления водорода при высоких давлениях с помощью глобальной кинетики
УДК 577.31
Аннотация
На основе расчетов процессов самовоспламенения водородно-воздушных смесей в гомогенных химических реакторах с привлечением уравнений детального кинетического механизма разработано новое уравнение глобальной кинетики (макрокинетики) окисления водорода при высоких давлениях. Выбор детального кинетического механизма, достаточно хорошо описывающего процессы при высоких давлениях, произведен на основе сравнительного анализа значительного количества литературных источников, часть из которых приведены в работе. Сравнение различных детальных кинетических механизмов производилось путем тестирования процессов самовоспламенения водорода в идеализированных гомогенных реакторах постоянного объема и постоянного давления с помощью численного моделирования системы обыкновенных дифференциальных уравнений, описывающих процессы самовоспламенения водорода. Полученное уравнение макрокинетики описывает скорость процессов окисления водорода, которые в альтернативном случае детального кинетического механизма необходимо моделировать с привлечением нескольких десятков дифференциальных уравнений. Новое уравнение макрокинетики водорода предназначено для численного моделирования физико-химических процессов при разработке новых технологий и энергетических устройств.
Скачивания
Metrics
Литература
Мастепанов А.М. Водородная энергетика России: состояние и перспективы. Hydrogen power engineering in Russia: state and prospects // Энергетическая политика. 2020. № 12 (154). DOI: 10.46920/2409-5516_12154_54.
Кавтарадзе Р.З. Теплофизические процессы в дизелях, конвертированных на природный газ и водород. М., 2011.
Щетинков Е.С. Физика горения газов. М., 1965.
Варнатц Ю., Маас, У., Диблл Р. Горение. Физические и химические аспекты, моделирование, эксперименты, образование загрязняющих веществ. М., 2003.
Conaire Markus O., Curran Henry J., Simmie John M., Pitz William J., Westbrook Charles K. A comprehensive modeling study of hydrogen oxidation // November 2004 Wiley Periodicals, Inc. Int J. Chem Kinet. 2004. Vol. 36 (11). DOI: 10.1002/kin.20036.
Boivin Pierre, Sa'nchez Antonio L., Williams Forman A. Four-step and three-step systematically reduced chemistry for wide-range H2-air combustion problems // Combustion and Flame. 2013. Vol. 160.
Sa'nchez Antonio L., Williams Forman A. Recent advances in understanding of flammability characteristics of hydrogen // Progress in Energy and Combustion Science. 2014. Vol. 41.
Димитров В.И. Простая кинетика. Новосибирск, 1982.
Glassman Irvin, Yetter Richard A. Combustion / Fourth Edition. - Amsterdam, Boston, Heidelberg, London, New York, Oxford, Paris, San Diego, San Francisco, Singapore, Sydney, Tokyo / Elsevier, 2008.
Li J., Zhao Z., Kazakov A., Dryer F.L. An Updated Comprehensive Kinetic Model of Hydrogen Combustion // Int. J. Chem. Kinet. 2004. Vol. 36. DOI: 10.1002/ kin.20026.
Миртов Б.А. Газовый состав атмосферы Земли и методы его анализа. М., 1961.
Варнац Ю. Моделирование процессов горения с помощью детальной кинетики элементарных реакций // Химическая физика. 1994. Т. 13. № 2.
Kee R.J., Grcar J.F., Smooke M.D., Miller J.A. PREMIX: A Program for Modeling Steady, Laminar, One-dimensional Premixed Flames // Sandia National Laboratories, 1985. Report No. SAND 85-8240.
Kee R.J., Rupley F.M., Miller J.A. CHEMKIN II: A Fortran Chemical Kinetics Package for the Analysis of Gas-Phase Chemical Kinetics. // Sandia National Laboratories, 1989. — Report No. SAND 89-8009B.
Copyright (c) 2022 Валерий Александрович Бунев, Андрей Павлович Сеначин
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.
