RUS  ENG
Полная версия
ЖУРНАЛЫ // Физика горения и взрыва // Архив

Физика горения и взрыва, 2012, том 48, выпуск 5, страницы 17–26 (Mi fgv1033)

Эта публикация цитируется в 69 статьях

Исследование путей образования ароматических соединений в лабораторных модельных пламенах алифатических углеводородов

Н. Хансенa, Д. А. Миллерb, С. Д. Клиппенстейнb, Ф. Р. Вестморлэндc, К. Косе-Хёингхаусd

a Национальная лаборатория Сандия, 94551 Ливермор, Калифорния, США
b Отдел химических наук и технологий, Аргонская национальная лаборатория, 60439 Аргон, Иллинойс, США
c Факультет химической и биомолекулярной технологии, Университет штата Северная Каролина, 27695 Релей, США
d Отделение химии, Университет Билефельда, D-33615 Билефельд, Германия

Аннотация: Обсуждаются ранее проведенные экспериментальные и численные исследования, направленные на установление механизма образования малых ароматических соединений, которые являются потенциальными предшественниками полициклических ароматических углеводородов и сажи. В частности, изучены предварительно перемешанные пламена, стабилизированные на плоской горелке при пониженном давлении $\approx$15 $\div$ 30 Торр, с целью выявления основных химических путей образования ароматических соединений в пламенах малых углеводородов C$_3$–C$_6$. Методом зондовой молекулярно-пучковой времяпролетной масс-спектрометрии исследованы пламена аллена, пропина, 1,3-бутадиена, циклопентена и изомеров C$_6$H$_{12}$: 1-гексена, циклогексана, метилциклопентана и 3,3-диметил-1-бутена. Экспериментальные данные по идентификации отдельных изомеров и результаты детального численного моделирования позволили установить основные пути распада горючего, влияние структуры молекулы горючего на образование ароматических соединений и их предполагаемых предшественников. Особое внимание уделено исследованию роли резонансно-стабилизированных свободных радикалов в пламенах топлив, имеющих различную молекулярную структуру. Несмотря на то, что пропаргильные и аллильные радикалы играют главную роль в образовании ароматических соединений в пламенах показано, что в горение 1,3-бутадиена, 3,3-диметил-1-бутена и метилциклопентана вносят также вклад реакции с участием других резонансно-стабилизированных радикалов, таких как $i$-C$_4$H$_5$ и C$_5$H$_5$. Процесс дегидрирования горючего является важным шагом на пути образования бензола в пламени циклогексана, а также, возможно, в пламени метилциклопентана.

Ключевые слова: образование полициклических ароматических углеводородов и сажи, резонансно-стабилизированные свободные радикалы, пламена углеводородов, идентификация соединений в пламени, молекулярно-пучковая масс-спектрометрия, фотоионизация вакуумным ультрафиолетом.

УДК: 541.124

Поступила в редакцию: 01.10.2011


 Англоязычная версия: Combustion, Explosion and Shock Waves, 2012, 48:5, 508–515

Реферативные базы данных:


© МИАН, 2024