Математическое моделирование адиабатического периода индукции для метан-кислородных смесей в широком диапазоне начальных давлений и температур

Abstract

Исследуются особенности процессов моделирования теплового взрыва в изохорном адиабатическом реакторе в широком диапазоне начальных давлений и температур для метан-кислородных и метан-воздушных смесей с использованием максимальных кинетических механизмов разветвленно-цепных реакций. Рассмотрены методы построения математических моделей на базе уравнений состояния идеального и реального газов. Учтены поправки к энтальпии и теплопроводности компонентов газовой смеси за счет высокого давления в реальном газе. Сравниваются и анализируются результаты расчетов для этих двух классов моделей. Показано, что при высоких давлениях период индукции в реальном газе больше, чем в идеальном при тех же начальных условиях. Установлено, что доминирующим фактором, определяющим этот эффект, является разница в плотности идеального и реального газа после начального сжатия. The subject of this work is the features of thermal explosion modeling in an isochoric adiabatic reactor for wide range of initial pressures and temperatures, with reference to the maximal kinetic mechanism of a branched chain reaction for methane oxygen and methane air mixtures. Two mathematical models are constructed on the basis of gase law equations for ideal and actual gases. The amendments to an enthalpy and heat capacity for components of a gas mixture due to high-pressure in real gas are taken into account. Results of calculations for these two classes of models shown, that at high pressure the induction period in real gas is longer, than in ideal at the same starting conditions. Set, that the dominant factor, defning this effect, is difference in density of real and ideal gas after initial compression.