В.П. Жуков, м.н.с.; В.А. Сеченов, к. ф.-м. н.; А.Ю. Стариковский, д. ф.-м. н.
Московский физико-технический институт
Актуальной задачей современной науки является исследование процессов горения при высоких температурах и давлениях до 200 атм. Наименее изученным теоретически и экспериментально, в то же время наиболее интересным, является горение смесей тяжелых углеводородов С8-С10 с воздухом. Существующие ныне способы расчета воспламенения углеводородов неприменимы для тяжелых углеводородов, вследствие большого числа компонент, вовлекаемых в процесс. Подогреваемая ударная труба является уникальным инструментом, позволяющим исследовать горение как легких, так и тяжелых углеводородов во всем практически значимом диапазоне температур и давлений ( Т = 1000?2000 К и Р = 1?200 атм).
Результаты расчетов воспламенения стехиометрической системы н-гептан – воздух с добавкой 1000 ррм NO (представленные на рисунке) показывают, что количество NO (рассчитанное на момент завершения периода индукции) и время индукции воспламенения резко уменьшается в процессе реакции по мере повышения давления от нескольких атмосфер до десятков атмосфер. Последние эксперименты, проводимые на подогреваемой ударной трубе, направлены на исследование процессов горения смеси воздуха с метаном при переходе давлений смеси от низких к высоким давлениям ( ~100 атм). Процессы горения наблюдаются за фронтом отраженной ударной волны. Температура и давление газа за фронтом ударной волны рассчитывается по скорости падающей волны, измеряемой с помощью лазерных шлирен-систем. В экспериментах измеряется концентрация CH4 (лазерная абсорбционная спектроскопия на l = 3,39 мкм) и концентрация OH* (эмиссионная спектроскопия при l = 308 нм).
