Mathematical Modelling of Adiabatic Induction Period for Methane-Oxygen Mixtures in a Wide Range of Initial Pressure and Temperature

Authors

  • V. K. Ryabinin Южно-Уральский государственный университет (г. Челябинск, Российская Федерация)
  • Yu. M. Kovalev Южно-Уральский государственный университет (г. Челябинск, Российская Федерация)

Abstract

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, defining this effect, is difference in density of real and ideal gas after initial compression.

Author Biographies

V. K. Ryabinin, Южно-Уральский государственный университет (г. Челябинск, Российская Федерация)

кандидат физико-математических наук, доцент, кафедра Вычислительная механика сплошных сред

Yu. M. Kovalev, Южно-Уральский государственный университет (г. Челябинск, Российская Федерация)

доктор физико-математических наук, профессор, кафедра Вычислительная механика сплошных сред

References

Тодес, О.М. "Адиабатический" тепловой взрыв / О.М. Тодес // ЖФХ. - 1933. - T.4, № 1. - С. 71-78. (Сб. Теория горения и взрыва. - М.: Наука, 1981. С. 195-202).

Франк-Каменецкий, Д.А. Диффузия и теплопередача в химической кинетике / Д.А. Франк-Каменецкий. - М.: Наука, 1987. - 502 с.

Математическая теория горения и взрыва / Я.Б. Зельдович, Г.И. Баренблатт, Б.Б. Либрович, Г.М. Махвиладзе. - М.: Наука, 1980. - 478 с.

Варнатц, Ю. Горение. Физические и химические аспекты, моделирование, эксперименты, образование загрязняющих веществ / Ю. Варнатц, У. Maac, Р. Диббл. - М.: ФИЗМАТЛИТ, 2003. - 352 c.

Оран, Э. Численное моделирование реагирующих потоков / Э. Оран, Дж. Борис. - М.: Мир, 1990. - 660 с.

Полак, Л.С. Вычислительные методы в химической кинетике / Л.С. Полак, М.Я. Гольденберг, А.А. Левицкий. - М.: Наука, 1984. - 280 с.

Термодинамические свойства индивидуальных веществ. В 4 т. /Л.В. Гурвич и др. - М.: Наука, 1978-1982. - 4 т.

Гиршфельдер, Дж. Молекулярная теория газов и жидкостей / Дж. Гиршфельдер, Ч. Кертис, Р. Берд. - М.: Изд-во иностр. лит., 1961. - 930 с.

Рид, Р. Свойства газов и жидкостей / Р. Рид, Дж. Праусниц, Т. Шервуд. - Л.: Химия, 1982. - 592 с.

Мейдер, Ч. Численное моделирование детонации / Ч. Мейдер. - М.: Мир, 1985. - 384 с.

Циклис, Д.С. Плотные газы / Д.С. Циклис. - М.: Химия, 1977. - 168 с.

Калашников, Я.А. Физическая химия веществ при высоких давлениях / Я.А. Калашников. - М.: Высш. шк., 1987. - 241 с.

Вестбрук, Ч. Применение химической кинетики для определения критических параметров газовой детонации / Ч. Вестбрук, П. Уртьев // ФГВ. - 1983. - Т. 19, № 6. - С. 65-76.

Issue

Section

Mathematical Modelling