Кинетические особенности нетермической плазменной конверсии пропано-воздушной смеси при повышенном давлении

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

В работе представлены результаты моделирования процесса конверсии бедной негорючей пропановоздушной смеси с инициацией высокочастотным коронным разрядом при давлении 5 бар и начальной температуре 300 К для разных коэффициентов избытка топлива. Разряд создает нетермическую плазму в каналах-филаментах. Проведены эксперименты развития такого разряда в воздухе для разных условий. При давлениях 1 и 2 бар разряд имеет сложную морфологию с ветвлением разрядных филаментов. При давлениях выше 3 бар область свечения имеет форму прямой спицы. В работе приведен кинетический анализ конверсии. Ключевым компонентом для разложения пропана является атом О, наработанный в разряде в результате диссоциации О2 прямым электронным ударом и возбужденными молекулами N2. В послесвечении, после завершения разряда, источником атома О являются реакции разложения озона с N2 и O2. Для образования NO необходимо учитывать наработку атомов N в возбужденном и основном состояниях. Большую роль в увеличении концентраций C3H6, C2H4, CO со временем играют промежуточные окисленные углеводороды. Разложение О3 происходит в большей степени в цикле с участием NO3. Нагрев активированной разрядом зоны не превышал 600 К. Состав продуктов конверсии, полученный в результате моделирования, сравнивался с известными литературными экспериментальными данными.

Об авторах

Е. А. Филимонова

Объединенный институт высоких температур Российской академии наук

Email: helfil@mail.ru
Москва, Россия

И. В. Селивонин

Объединенный институт высоких температур Российской академии наук

Email: helfil@mail.ru
Москва, Россия

И. А. Моралев

Объединенный институт высоких температур Российской академии наук

Email: helfil@mail.ru
Москва, Россия

А. С. Добровольская

Объединенный институт высоких температур Российской академии наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: helfil@mail.ru
Москва, Россия

Список литературы

  1. Bellenoue M., Labuda S., Ruttun B., Sotton J. // Combust. Scien. Technol. 2007. V. 179. P. 477.
  2. Reitz R.D. // Combust. and Flame. 2013. V. 160. P. 1. http://dx.doi.org/10.1016/j.combustflame.2012.11.002
  3. Discepoli G., Cruccolini V., Ricci F. et al. // Appl. Energy. 2020. V. 263. 114617. https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2020.114617
  4. Hampe C., Bertsch M., Beck K.W. et al. // SAE. 2013. 2013-32-9144.
  5. Burrows J., Mixell K. // Ignition Systems for Gasoline Engines / Ed. Günther M., Sens M. Switzerland: Inter. Publ. Springer, 2017. P. 268. https://doi.org/10.1007/978-3-319-45504-4_17
  6. Schenk A., Rixecker G., Bohne S. Third Laser Ignition Conference (LIC). US, 2015. Paper W4A.4.
  7. Xu D.A., Lacoste D.A., Laux C.O. // Plasma Chem. Plasma Proces. 2016. V. 36. P. 309. https://doi.org/10.1007/s11090-015-9680-3
  8. Ju Y., Sun W. // Progr. Energy Combust. Scien. 2015. V. 48. P. 21. http://dx.doi.org/10.1016/j.pecs.2014.12.002
  9. Filimonova E., Bocharov A. Bityurin V. // Fuel. 2018. V. 228. P. 309. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2018.04.124
  10. Filimonova E.A., Bocharov A.N., Dobrovolskaya A.S., Bityurin V.A. // Plasma Chem. Plasma Proces. 2019. V. 39. № 3. P. 683. https://doi.org/10.1007/s11090-019-09964-x
  11. Tsolas N., Lee J.G., Yetter R.A. // Philosoph. Transact. Royal Soc. A. 2015. V. 373. 20140344. http://dx.doi.org/10.1098/rsta.2014.0344
  12. Tsolas N., Yetter R.A. // Combust. and Flame. 2017. V. 176. P. 534. http://dx.doi.org/10.1016/j.combustflame.2016.10.022
  13. Tsolas N., Yetter R.A., Adamovich I.V. // Ibid. 2017. V. 176. P. 462. http://dx.doi.org/10.1016/j.combustflame.2016.10.023
  14. Filimonova E.A. // J. Phys. D: Appl. Phys. 2015. V. 48. 015201. https://doi.org/10.1088/0022-3727/48/1/015201
  15. Ban Y., Zhong Sh., Zhu J., Zhang F. // Fuel. 2023. V. 339. 127353. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2022.127353
  16. Wang L., Yu X., Zheng M. // IEEE Transact. Plasma Scien. 2021. V. 49. № 1. P. 326. https://doi.org/10.1109/TPS.2020.3041635
  17. Yu X., Wang L., Yu S., Wang M., Zheng M. // Plasma Sources Sci. Technol. 2022. V. 31. 055004. https://doi.org/10.1088/1361-6595/ac5f21
  18. Pipa A.V., Koskulics J., Brandenburg R., Hoder T. // Rev. Sci. Instrum. 2012. V. 83. № 11. P. 115112. https://doi.org/10.1063/1.4767637
  19. Пашин М.М., Лысов Н. Ю. // Электричество. 2011. № 1. C. 21.
  20. Kriegseis J., Möller B., Grundmann S., Tropea C. // J. Electrostat. 2011. V. 69. № 4. P. 302. http://dx.doi.org/10.1016/j.elstat.2011.04.007
  21. Лысов Н.Ю. // Электричество. 2016. № 10. C. 28.
  22. Orlov D.M., Corke T.C. // Proc. 44th AIAA Aerospace Sci. Meeting and Exhibit. Reno, Nevada: American Institute of Aeronautics and Astronautics, 2006. P. AIAA 2006-1206. https://doi.org/10.2514/6.2006-1206
  23. Filimonova E.A., Dobrovolskaya A.S., Bocharov A.N., Bityurin V.A., Naidis G.V. // Combust. and Flame. 2020. V. 215. P. 401. https://doi.org/10.1016/j.combustflame.2020.01.029
  24. Филимонова Е.А., Добровольская А.С. // Теплофизика высоких температур. 2023. Т. 61. № 3. С. 340. https://doi.org/10.31857/S0040364423030080
  25. Auzas F., Tardiveau P., Puech P., Makarov M, Agne­ray A. // J. Phys. D: Appl. Phys. 2010. V. 43. 495204. https://doi.org/10.1088/0022-3727/43/49/495204
  26. Hagelaar G.J.M., Pitchford L.C. // Plasma Sources Sci. Technol. 2005. V. 14. P. 722.
  27. Babaeva N.Yu., Naidis G.V. // J. Phys. D: Appl. Phys. 1996. V. 29. P. 2423.
  28. Филимонова Е.А., Добровольская А.С. // Хим. физика. 2023. Т. 42. № 12. C. 39. https://doi.org/10.31857/S0207401X23120051
  29. Filimonova E.A., Kim Y., Hong S.H., Song Y.H. // J. Phys. D: Appl. Phys. 2002. V. 35. P. 2795.
  30. Железняк М.Б., Филимонова Е.А. // Теплофизика высоких температур. 1998. Т. 36. № 4. С. 557.
  31. Herron J.T. // J. Phys. Chem. Ref. Data. 1999. V. 28. № 5. P. 1453.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2025

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».