Горение

Горение , или горение , ^[1]представляет собой высокотемпературную экзотермическую окислительно -восстановительную химическую реакцию между топливом (восстановителем) и окислителем воздуха , обычно кислородом , в результате которой образуются окисленные, часто газообразные продукты, в смеси, называемой дымом . Горение не всегда приводит к возгоранию , поскольку пламя видно только тогда, когда вещества, подвергающиеся горению, испаряются, но когда это происходит, пламя является характерным индикатором реакции. Хотя энергия активации для инициирования горения необходима (например, использование зажженной спички для зажигания огня), тепло от пламени может обеспечить достаточно энергии, чтобы сделать реакцию самоподдерживающейся . Изучение горения известно как наука о горении .

Горение часто представляет собой сложную последовательность элементарных радикальных реакций . Твердые виды топлива , такие как древесина и уголь , сначала подвергаются эндотермическому пиролизу с образованием газообразного топлива, сгорание которого затем обеспечивает тепло, необходимое для производства большего количества топлива. Горение часто бывает настолько горячим, что лампы накаливания свет в виде свечения или пламени возникает . Простой пример можно увидеть в сгорании водорода и кислорода с образованием водяного пара – реакции, которая обычно используется в качестве топлива для ракетных двигателей . В этой реакции выделяется 242 кДж/моль тепла и соответственно снижается энтальпия (при постоянной температуре и давлении):

{\ce {2H_{2}(g){+}O_{2}(g)\rightarrow 2H_{2}O\uparrow }}

Некаталитическое горение на воздухе требует относительно высоких температур. Полное сгорание является стехиометрическим относительно топлива, при котором не остается топлива и, в идеале, остаточного окислителя. Термодинамически химическое равновесие горения на воздухе преимущественно находится на стороне продуктов. Однако полного сгорания добиться практически невозможно, поскольку химическое равновесие не обязательно достигается или может содержать несгоревшие продукты, такие как окись углерода , водород и даже углерод ( сажа или зола). Таким образом, образующийся дым обычно токсичен и содержит несгоревшие или частично окисленные продукты. Любое сгорание при высоких температурах в атмосферном воздухе , который на 78 процентов состоит из азота , также приводит к образованию небольших количеств нескольких оксидов азота , обычно называемых NOx , поскольку сгорание азота термодинамически благоприятствует высоким, а не низким температурам. Поскольку сгорание редко бывает чистым, очистка топливного газа или каталитические нейтрализаторы по закону может потребоваться .

Пожары возникают естественным путем, вызванные ударами молний или продуктами вулканического происхождения . Горение ( огонь ) было первой контролируемой химической реакцией, открытой людьми в форме костров и костров , и продолжает оставаться основным методом производства энергии для человечества. Обычно топливом является углерод , углеводороды или более сложные смеси, такие как древесина , которые содержат частично окисленные углеводороды. Тепловая энергия, вырабатываемая при сжигании ископаемого топлива , такого как уголь или нефть , или возобновляемого топлива, такого как дрова , собирается для различных целей, таких как приготовление пищи , производство электроэнергии или промышленное или бытовое отопление. В настоящее время горение также является единственной реакцией, используемой для питания ракет . Сжигание также применяется для уничтожения ( сжигания ) отходов, как неопасных, так и опасных.

Окислители для горения имеют высокий окислительный потенциал и включают атмосферный или чистый кислород , хлор , фтор , трифторид хлора , закись азота и азотную кислоту . Например, водород сгорает в хлоре с образованием хлористого водорода с выделением тепла и света, характерных для горения. Хотя обычно горение не катализируется, оно может катализироваться платиной или ванадием , как в контактном процессе .

Типы [ править ]

Полные и неполные [ править ]

Полный [ править ]

При полном сгорании реагент сгорает в кислороде и образует ограниченное количество продуктов. Когда углеводород сгорает в кислороде, в результате реакции в основном образуются углекислый газ и вода. При сгорании элементов образуются в основном наиболее распространенные оксиды. Углерод дает углекислый газ , сера дает диоксид серы , а железо дает оксид железа (III) . Азот не считается горючим веществом, если окислителем является кислород . Тем не менее, небольшие количества различных оксидов азота (обычно обозначаемых NO
_{виды x} ) образуются, когда воздух является окислителем.

Горение не обязательно благоприятно для максимальной степени окисления и может зависеть от температуры. Например, триоксид серы количественно не образуется при сжигании серы. Виды NO _x появляются в значительных количествах при температуре выше примерно 2800 °F (1540 °C), и больше их образуется при более высоких температурах. Количество NO _x также является функцией избытка кислорода. ^[2]

В большинстве промышленных применений и при источником пожарах воздух кислорода является ( O
₂ ). В воздухе каждый моль кислорода смешан примерно с 3,71 моль азота. Азот не участвует в горении, но при высоких температурах часть азота преобразуется в NO.
_x (в основном NO , с гораздо меньшими количествами NO
₂ ). С другой стороны, когда кислорода недостаточно для полного сгорания топлива, часть углерода топлива превращается в окись углерода , а часть водорода остается непрореагировавшей. Поэтому полная система уравнений горения углеводорода в воздухе требует дополнительного расчета распределения кислорода между углеродом и водородом в топливе.

Количество воздуха, необходимое для полного сгорания, известно как «теоретический воздух» или «стехиометрический воздух». ^[3] Количество воздуха, превышающее это значение, фактически необходимое для оптимального сгорания, известно как «избыточный воздух» и может варьироваться от 5% для газового котла до 40% для антрацитового угля и до 300% для газовой турбины . ^[4]

Неполный [ править ]

Неполное сгорание происходит, когда кислорода недостаточно для полной реакции топлива с образованием углекислого газа и воды. Это также происходит, когда горение гасится теплоотводом, например твердой поверхностью или пламегасителем. Как и в случае с полным сгоранием, вода образуется при неполном сгорании; однако углерод и вместо углекислого газа образуются окись углерода.

Для большинства видов топлива, таких как дизельное топливо, уголь или древесина, пиролиз перед сгоранием происходит . При неполном сгорании продукты пиролиза остаются несгоревшими и загрязняют дым вредными твердыми частицами и газами. Частично окисленные соединения также вызывают беспокойство; частичное окисление этанола может привести к образованию вредного ацетальдегида , а углерод может привести к образованию токсичного угарного газа.

Конструкции устройств сгорания позволяют улучшить качество сгорания, например, горелок и двигателей внутреннего сгорания . Дальнейшие улучшения достижимы за счет каталитических устройств дожига (таких как каталитические нейтрализаторы ) или простого частичного возврата выхлопных газов в процесс сгорания. Такие устройства требуются экологическим законодательством для автомобилей большинства стран. Они могут быть необходимы для того, чтобы крупные устройства сжигания, такие как тепловые электростанции , могли достичь установленных законом стандартов выбросов .

Степень сгорания можно измерить и проанализировать с помощью испытательного оборудования. по системам отопления, вентиляции Подрядчики, пожарные и инженеры и кондиционирования воздуха используют анализаторы сгорания для проверки эффективности горелки в процессе сгорания. Кроме того, таким способом можно измерить эффективность двигателя внутреннего сгорания, а некоторые штаты США и местные муниципалитеты используют анализ сгорания для определения и оценки эффективности современных транспортных средств на дорогах.

Оксид углерода является одним из продуктов неполного сгорания . ^[5]При образовании угарного газа выделяется меньше тепла, чем при образовании углекислого газа, поэтому полное сгорание предпочтительнее, особенно потому, что угарный газ является ядовитым газом. При дыхании угарный газ заменяет кислород и соединяется с частью гемоглобина в крови, что делает его неспособным переносить кислород. ^[6]

Проблемы связанные с неполным сгоранием [ править ]

Экологические проблемы [ править ]

Эти оксиды соединяются с водой и кислородом в атмосфере, образуя азотную кислоту и серную кислоту , которые возвращаются на поверхность Земли в виде кислотных отложений или «кислотных дождей». Выпадение кислоты наносит вред водным организмам и убивает деревья. Из-за образования определенных питательных веществ, которые менее доступны растениям, таких как кальций и фосфор, он снижает продуктивность экосистемы и ферм. Дополнительная проблема, связанная с оксидами азота, заключается в том, что они, наряду с углеводородными загрязнителями, способствуют образованию приземного озона , основного компонента смога. ^[7]

Проблемы со здоровьем человека [ править ]

Вдыхание угарного газа вызывает головную боль, головокружение, рвоту и тошноту. Если уровень угарного газа достаточно высок, люди теряют сознание или умирают. Воздействие умеренных и высоких уровней угарного газа в течение длительного периода положительно коррелирует с риском сердечно-сосудистых заболеваний. Люди, пережившие тяжелое отравление угарным газом, могут страдать от долгосрочных проблем со здоровьем. ^[8]Угарный газ из воздуха поглощается в легких, а затем связывается с гемоглобином в эритроцитах человека. Это снижает способность эритроцитов, переносящих кислород по всему организму.

Тлеющий [ править ]

Тление — это медленная, низкотемпературная, беспламенная форма горения, поддерживаемая теплом, выделяющимся при непосредственном воздействии кислорода на поверхность топлива в конденсированной фазе. Обычно это реакция неполного сгорания. К твердым материалам, которые могут поддерживать реакцию тления, относятся уголь, целлюлоза , древесина , хлопок , табак , торф , труха , перегной , синтетические пенопласты, обугливающиеся полимеры (включая пенополиуретан ) и пыль . Распространенными примерами явлений тления являются возникновение бытовых пожаров на мягкой мебели слабыми источниками тепла (например, сигаретой, короткозамкнутым проводом) и стойкое горение биомассы за пылающими фронтами лесных пожаров .

Спонтанно [ править ]

Самовозгорание — это тип горения, который происходит путем саморазогрева (повышения температуры из-за экзотермических внутренних реакций), за которым следует тепловой разгон (саморазогрев, который быстро ускоряется до высоких температур) и, наконец, воспламенение. Например, фосфор самовоспламеняется при комнатной температуре без применения тепла. Органические материалы, подвергающиеся бактериальному компостированию, могут выделять достаточно тепла, чтобы достичь точки сгорания. ^[9]

Турбулентный [ править ]

Сгорание, приводящее к турбулентному пламени, наиболее часто используется в промышленных целях (например, в газовых турбинах , бензиновых двигателях и т. д.), поскольку турбулентность способствует процессу смешивания топлива и окислителя .

Микрогравитация [ править ]

Термин «микрогравитация» относится к «низкому» гравитационному состоянию (т.е. «микро» в смысле «маленькой» и не обязательно миллионной нормальной гравитации Земли), при котором влияние плавучести на физические процессы может быть значительным. считается небольшим по сравнению с другими процессами потока, которые наблюдаются при нормальной гравитации. В такой среде динамика теплового и потокового переноса может вести себя совсем иначе, чем в обычных гравитационных условиях (например, пламя свечи принимает форму сферы). ^[10]). Исследования горения в условиях микрогравитации способствуют пониманию широкого спектра аспектов, которые имеют отношение как к окружающей среде космического корабля (например, динамика пожара, имеющая отношение к безопасности экипажа на Международной космической станции ), так и к земным (наземным) условиям (например, динамика сгорания для помощи в разработке новых топливных смесей для улучшения сгорания, процессов изготовления материалов , управления температурным режимом электронных систем , динамики кипения многофазного потока и многих других).

Микросгорание [ править ]

Процессы горения, происходящие в очень малых объемах, называются микрогорением . Высокое соотношение поверхности к объему увеличивает удельные теплопотери. Расстояние гашения играет жизненно важную роль в стабилизации пламени в таких камерах сгорания .

Химические уравнения

Стехиометрическое горение углеводорода в кислороде [ править ]

Обычно химическое уравнение стехиометрического : сгорания углеводорода в кислороде выглядит так

{\ce {C}}_{x}{\ce {H}}_{y}+\left(x+{y \over 4}\right){\ce {O2->}}x{\ce {CO2}}+{y \over 2}{\ce {H2O}}

Например, стехиометрическое горение метана в кислороде:

{\ce {{\underset {methane}{CH4}}+ 2O2 -> CO2 + 2H2O}}

Стехиометрическое горение углеводорода в воздухе [ править ]

Если стехиометрическое сгорание происходит с использованием воздуха в качестве источника кислорода, азот, присутствующий в воздухе ( Атмосфера Земли ), можно добавить в уравнение (хотя он не реагирует), чтобы показать стехиометрический состав топлива в воздухе и состав образующегося дымового газа. Обработка всех некислородных компонентов воздуха азотом дает соотношение «азота» к кислороду 3,77, т.е. (100% - O2%) / O2%, где O2% составляет 20,95% об.:

{\ce {C}}_{x}{\ce {H}}_{y}+z{\ce {O2}}+3.77z{\ce {N2 ->}}x{\ce {CO2}}+{y \over 2}{\ce {H2O}}+3.77z{\ce {N2}}

где $z=x+{y \over 4}$ .

Например, стехиометрическое горение метана в воздухе:

{\ce {{\underset {methane}{CH4}}+ 2O2}}+7.54{\ce {N2-> CO2 + 2H2O}}+7.54{\ce {N2}}

Стехиометрический состав метана в воздухе составляет 1/(1+2+7,54)=9,49% об.

Стехиометрическая реакция горения C _α H _β O _γ на воздухе:

{\ce {C_{\mathit {\alpha }}H_{\mathit {\beta }}O_{\mathit {\gamma }}}}+\left(\alpha +{\frac {\beta }{4}}-{\frac {\gamma }{2}}\right)\left({\ce {O_{2}}}+3.77{\ce {N_{2}}}\right)\longrightarrow \alpha {\ce {CO_{2}}}+{\frac {\beta }{2}}{\ce {H_{2}O}}+3.77\left(\alpha +{\frac {\beta }{4}}-{\frac {\gamma }{2}}\right){\ce {N_{2}}}

Стехиометрическая реакция горения C _α H _β O _γ S _δ :

{\ce {C_{\mathit {\alpha }}H_{\mathit {\beta }}O_{\mathit {\gamma }}S_{\mathit {\delta }}}}+\left(\alpha +{\frac {\beta }{4}}-{\frac {\gamma }{2}}+\delta \right)\left({\ce {O_{2}}}+3.77{\ce {N_{2}}}\right)\longrightarrow \alpha {\ce {CO_{2}}}+{\frac {\beta }{2}}{\ce {H_{2}O}}+\delta {\ce {SO_{2}}}+3.77\left(\alpha +{\frac {\beta }{4}}-{\frac {\gamma }{2}}+\delta \right){\ce {N_{2}}}

Стехиометрическая реакция горения C _α H _β O _γ N _δ S _ε :

{\ce {C_{\mathit {\alpha }}H_{\mathit {\beta }}O_{\mathit {\gamma }}N_{\mathit {\delta }}S_{\mathit {\epsilon }}}}+\left(\alpha +{\frac {\beta }{4}}-{\frac {\gamma }{2}}+\epsilon \right)\left({\ce {O_{2}}}+3.77{\ce {N_{2}}}\right)\longrightarrow \alpha {\ce {CO_{2}}}+{\frac {\beta }{2}}{\ce {H_{2}O}}+\epsilon {\ce {SO_{2}}}+\left(3.77\left(\alpha +{\frac {\beta }{4}}-{\frac {\gamma }{2}}+\epsilon \right)+{\frac {\delta }{2}}\right){\ce {N_{2}}}

Стехиометрическая реакция горения C _α H _β O _γ F _δ :

{\ce {C_{\mathit {\alpha }}H_{\mathit {\beta }}O_{\mathit {\gamma }}F_{\mathit {\delta }}}}+\left(\alpha +{\frac {\beta -\delta }{4}}-{\frac {\gamma }{2}}\right)\left({\ce {O_{2}}}+3.77{\ce {N_{2}}}\right)\longrightarrow \alpha {\ce {CO_{2}}}+{\frac {\beta -\delta }{2}}{\ce {H_{2}O}}+\delta {\ce {HF}}+3.77\left(\alpha +{\frac {\beta -\delta }{4}}-{\frac {\gamma }{2}}\right){\ce {N_{2}}}

Следы продуктов сгорания [ править ]

Различные другие вещества начинают появляться в значительных количествах в продуктах сгорания, когда пламени превышает примерно 1600 К. температура При использовании избытка воздуха азот может окисляться до NO и, в гораздо меньшей степени, до NO.
₂ . CO образуется в результате диспропорции CO ₂ и H
₂ и ОН образуются в результате диспропорционирования Н ₂ О.

Например, при 1 моля пропана % сжигании с 28,6 моля воздуха (120 % от стехиометрического количества) в продуктах сгорания содержится 3,3 О.
₂ . При 1400 К равновесные % продукты сгорания содержат 0,03% NO и 0,002 OH . При 1800 К продукты сгорания содержат 0,17% NO , 0,05% OH , 0,01% CO и 0,004% H.
₂. ^[11]

Дизельные двигатели работают с избытком кислорода для сжигания мелких частиц , которые имеют тенденцию образовываться только со стехиометрическим количеством кислорода, что обязательно приводит к выбросам оксидов азота . И в Соединенных Штатах, и в Европейском Союзе применяются ограничения на выбросы оксидов азота транспортными средствами, что требует использования специальных каталитических нейтрализаторов или обработки выхлопных газов мочевиной (см. Жидкость для выхлопных газов дизельных двигателей ).

Неполное сгорание углеводорода в кислороде [ править ]

При неполном (частичном) сгорании углеводорода с кислородом образуется газовая смесь, содержащая преимущественно CO.
₂ , КО , H ₂ O и H
₂ . Такие газовые смеси обычно готовят для использования в качестве защитной атмосферы при термообработке металлов и газовой цементации . ^[12] Общее уравнение реакции неполного сгорания одного моля углеводорода в кислороде:

{\ce {{\underset {fuel}{C_{\mathit {x}}H_{\mathit {y}}}}+{\underset {oxygen}{{\mathit {z}}O2}}->{\underset {carbon\ dioxide}{{\mathit {a}}CO2}}+{\underset {carbon\ monoxide}{{\mathit {b}}CO}}+{\underset {water}{{\mathit {c}}H2O}}+{\underset {hydrogen}{{\mathit {d}}H2}}}}

Когда z падает ниже примерно 50% от стехиометрического значения, CH
₄ может стать важным продуктом сгорания; когда z падает ниже примерно 35% от стехиометрического значения, элементарный углерод может стать стабильным.

Продукты неполного сгорания можно рассчитать с помощью материального баланса в предположении, что продукты сгорания достигают равновесия . ^[13]^[14] Например, при сгорании одного моля пропана ( C
₃H
₈ ) с четырьмя молями O
₂ , образуется семь молей дымового газа, а z составляет 80% от стехиометрического значения. Три уравнения баланса элементов:

Углерод: $a+b=3$
Водород: $2c+2d=8$
Кислород: $2a+b+c=8$

Этих трех уравнений самих по себе недостаточно для расчета состава дымовых газов. Однако в положении равновесия реакция конверсии вода-газ дает другое уравнение:

{\ce {CO + H2O -> CO2 + H2}}

;

K_{eq}={\frac {a\times d}{b\times c}}

Например, при 1200 К значение К _экв составляет 0,728. ^[15] Решая, дымовой газ состоит на 42,4% Н ₂ О , 29,0% СО ₂ , 14,7% Н
₂ и 13,9% CO . Углерод становится стабильной фазой при 1200 К и давлении 1 атм , когда z составляет менее 30% от стехиометрического значения, при этом продукты сгорания содержат более 98% H.
₂ и CO и около 0,5% CH.
₄.

Вещества или материалы, которые подвергаются горению, называются топливом . Наиболее распространенными примерами являются природный газ, пропан, керосин , дизельное топливо , бензин, древесный уголь, уголь, древесина и т. д.

Жидкое топливо [ править ]

Горение жидкого топлива в окислительной атмосфере фактически происходит в газовой фазе. Горит пар, а не жидкость. Следовательно, жидкость обычно загорается только при температуре выше определенной температуры: ее температуры вспышки . Температура вспышки жидкого топлива — это самая низкая температура, при которой оно может образовывать воспламеняющуюся смесь с воздухом. Это минимальная температура, при которой в воздухе остается достаточное количество испаренного топлива для начала горения.

Газообразное топливо [ править ]

Горение газообразного топлива может происходить посредством одного из четырех различных типов горения: диффузионное пламя , пламя предварительной смеси , фронт самовоспламеняющейся реакции или детонация . ^[16]Тип фактически происходящего горения зависит от степени смешивания топлива и окислителя перед нагревом: например, диффузионное пламя образуется, если топливо и окислитель первоначально разделены, тогда как в противном случае образуется предварительно смешанное пламя. Точно так же тип горения также зависит от давления: например, детонация представляет собой фронт самовоспламеняющейся реакции, связанный с сильной ударной волной, что придает ей характерный пик высокого давления и высокую скорость детонации . ^[16]

Твердое топливо [ править ]

Акт горения состоит из трех относительно различных, но перекрывающихся фаз:

Фаза предварительного нагрева , когда несгоревшее топливо нагревается до температуры вспышки, а затем до температуры воспламенения . Горючие газы начинают выделяться в процессе, аналогичном сухой перегонке .
Фаза дистилляции или газовая фаза , когда воспламеняется смесь выделяющихся горючих газов с кислородом. Энергия производится в виде тепла и света. пламя Часто видно . Передача тепла от сгорания к твердым веществам поддерживает выделение горючих паров.
Угольная фаза или твердая фаза , когда выход горючих газов из материала слишком мал для постоянного присутствия пламени и обугленное топливо не горит быстро, а просто тлеет, а в дальнейшем только тлеет .

Управление горением [ править ]

Эффективный технологический нагрев топлива требует возврата как можно большей части теплоты сгорания в обрабатываемый материал. ^[17]^[18]Существует множество причин потерь при работе процесса нагрева. Обычно основной потерей является тепло, уходящее с отходящими газами (т.е. дымовыми газами ). Температура и количество отходящих газов указывают на их теплосодержание ( энтальпию ), поэтому поддержание их низкого количества сводит к минимуму потери тепла.

В идеальной печи поток воздуха для горения должен быть согласован с потоком топлива, чтобы обеспечить каждой молекуле топлива точное количество кислорода, необходимое для полного сгорания. Однако в реальном мире горение протекает не идеально. Несгоревшее топливо (обычно CO и H
₂ ), выброшенный из системы, представляет собой потерю теплотворной способности (а также угрозу безопасности). Поскольку горючие вещества в отходящих газах нежелательны, а присутствие в них непрореагировавшего кислорода представляет минимальные проблемы безопасности и охраны окружающей среды, первый принцип управления горением заключается в обеспечении большего количества кислорода, чем теоретически необходимо для обеспечения сгорания всего топлива. Для метана ( CH
₄ ) для горения, например, требуется чуть больше двух молекул кислорода.

Однако второй принцип управления горением заключается в том, чтобы не использовать слишком много кислорода. Правильное количество кислорода требует трех типов измерений: во-первых, активный контроль расхода воздуха и топлива; во-вторых, измерение содержания кислорода в отходящих газах; и в-третьих, измерение горючих отходящих газов. Для каждого процесса нагрева существует оптимальный режим минимальных теплопотерь отходящих газов при допустимых уровнях концентрации горючих веществ. Минимизация избытка кислорода дает дополнительную выгоду: для данной температуры отходящих газов уровень NOx является самым низким, когда избыток кислорода поддерживается на низком уровне. ^[2]

Соблюдению этих двух принципов способствует составление материального и теплового баланса в процессе сгорания. ^[19]^[20]^[21]^[22] Материальный баланс напрямую связывает соотношение воздух/топливо с процентным содержанием O.
₂ в дымовом газе. Тепловой баланс связывает тепло, доступное для загрузки, с общим чистым теплом, выделяемым при сгорании топлива. ^[23]^[24] Дополнительные материальные и тепловые балансы могут быть составлены для количественной оценки термического преимущества от предварительного нагрева воздуха для горения. ^[25]^[26] или обогащая его кислородом. ^[27]^[28]

Механизм реакции [ править ]

Горение в кислороде представляет собой цепную реакцию , в которой участвуют множество различных радикальных промежуточных продуктов. Высокая энергия, необходимая для инициирования, объясняется необычным строением молекулы дикислорода . Конфигурация молекулы дикислорода с самой низкой энергией представляет собой стабильный, относительно нереакционноспособный дирадикал в триплетном спиновом состоянии . Связывание можно описать тремя парами связывающих электронов и двумя разрыхляющими электронами с выровненными спинами , так что молекула имеет ненулевой полный угловой момент. С другой стороны, большинство видов топлива находятся в синглетном состоянии со спаренными спинами и нулевым полным угловым моментом. Взаимодействие между ними является квантовомеханически « запрещенным переходом », то есть возможным с очень низкой вероятностью. Чтобы инициировать горение, требуется энергия, чтобы перевести дикислород в состояние спиновой пары, или синглетный кислород . Это промежуточное соединение чрезвычайно реакционноспособно. Энергия передается в виде тепла , а затем реакция производит дополнительное тепло, что позволяет ей продолжаться.

Считается, что горение углеводородов инициируется отрывом атома водорода (а не отрывом протона) от топлива до кислорода с образованием гидропероксидного радикала (HOO). Далее он реагирует с образованием гидропероксидов, которые распадаются с образованием гидроксильных радикалов . Существует большое разнообразие этих процессов, в результате которых образуются топливные радикалы и окислительные радикалы. Окисляющие виды включают синглетный кислород, гидроксил, одноатомный кислород и гидропероксил . Такие интермедиаты недолговечны и не могут быть изолированы. Однако нерадикальные промежуточные соединения стабильны и образуются при неполном сгорании. Примером является ацетальдегид , образующийся при сжигании этанола . Промежуточное соединение при горении углерода и углеводородов, окись углерода , имеет особое значение, поскольку является ядовитым газом , но также экономически полезна для производства синтез-газа .

Твердое и тяжелое жидкое топливо также подвергается множеству реакций пиролиза , в результате которых образуется более легко окисляемое газообразное топливо. Эти реакции являются эндотермическими и требуют постоянного подвода энергии от продолжающихся реакций горения. Недостаток кислорода или другие неправильно спроектированные условия приводят к выделению этих вредных и канцерогенных продуктов пиролиза в виде густого черного дыма.

Скорость горения – это количество материала, которое сгорает за определенный период времени. Оно может выражаться в граммах в секунду (г/с) или килограммах в секунду (кг/с).

Детальное описание процессов горения с точки зрения химической кинетики требует формулирования большой и сложной сети элементарных реакций. ^[29] Например, при сжигании углеводородного топлива обычно участвуют сотни химических веществ, реагирующих в соответствии с тысячами реакций.

Включение таких механизмов в вычислительные решатели потоков по-прежнему представляет собой довольно сложную задачу, главным образом в двух аспектах. Во-первых, число степеней свободы (пропорциональное числу химических соединений) может быть чрезвычайно большим; во-вторых, исходный член, обусловленный реакциями, вводит несопоставимое количество временных масштабов, что делает всю динамическую систему жесткой. В результате прямое численное моделирование турбулентных реактивных потоков с тяжелым топливом вскоре становится невыполнимым даже для современных суперкомпьютеров. ^[30]

Поэтому было разработано множество методологий для уменьшения сложности механизмов сгорания, не прибегая к высоким уровням детализации. Примеры предоставлены:

Метод релаксационного перераспределения (МПР) ^[31]^[32]^[33]^[34]
Подход внутреннего маломерного многообразия (ILDM) и дальнейшие разработки ^[35]^[36]^[37]
Метод равновесной кривой прообраза края с инвариантными ограничениями. ^[38]
Несколько вариационных подходов ^[39]^[40]
Метод вычислительных сингулярных возмущений (CSP) и его дальнейшие разработки. ^[41]^[42]
Подход «Равновесие с контролируемой скоростью и ограничениями» (RCCE) и «Квазиравновесное многообразие» (QEM). ^[43]^[44]
G-схема. ^[45]
Метод инвариантных сеток (МИГ). ^[46]^[47]^[48]

Кинетическое моделирование [ править ]

Кинетическое моделирование можно изучить для понимания механизмов реакции термического разложения при горении различных материалов, используя, например, термогравиметрический анализ . ^[49]

Температура [ править ]

Предполагая идеальные условия сгорания, такие как полное сгорание в адиабатических условиях (т.е. отсутствие потерь или прироста тепла), можно определить температуру адиабатического сгорания. Формула, определяющая эту температуру, основана на первом законе термодинамики и учитывает тот факт, что теплота сгорания полностью используется для нагрева топлива, воздуха для горения или кислорода, а также газов продуктов сгорания (обычно называемых дымовые газы ).

В случае сжигания ископаемого топлива на воздухе температура сгорания зависит от следующих факторов:

теплотворная способность ;
стехиометрическое соотношение воздуха и топлива ${\lambda }$ ;
удельная теплоемкость топлива и воздуха;
температуры воздуха и топлива на входе.

Адиабатическая температура горения (также известная как адиабатическая температура пламени ) увеличивается при более высоких значениях теплоты сгорания и температурах входящего воздуха и топлива, а также при стехиометрическом соотношении воздуха, приближающемся к единице.

Чаще всего температура адиабатического сгорания углей составляет около 2200 °C (3992 °F) (для входящего воздуха и топлива при температуре окружающей среды и для $\lambda =1.0$ ), около 2150 °C (3902 °F) для нефти и 2000 °C (3632 °F) для природного газа . ^[50]^[51]

В промышленных обогревателях , электростанций парогенераторах и больших газовых турбинах более распространенным способом выражения использования большего количества воздуха для горения, чем стехиометрическое, является процент избыточного воздуха для горения . Например, избыток воздуха для горения в 15 процентов означает, что используется на 15 процентов больше воздуха, чем необходимо стехиометрически.

Нестабильность [ править ]

Нестабильность горения обычно представляет собой сильные колебания давления в камере сгорания. Эти колебания давления могут достигать 180 дБ, а длительное воздействие циклических давлений и температурных нагрузок сокращает срок службы компонентов двигателя. В ракетах, таких как F1, использовавшихся в программе «Сатурн V», нестабильность приводила к огромным повреждениям камеры сгорания и окружающих компонентов. Эта проблема была решена путем изменения конструкции топливной форсунки. В жидкостных реактивных двигателях размер и распределение капель можно использовать для уменьшения нестабильности. Нестабильность сгорания является серьезной проблемой в наземных газотурбинных двигателях из-за NOx _{Выбросы} . Тенденция состоит в том, чтобы работать на обедненной смеси, с коэффициентом эквивалентности менее 1, чтобы снизить температуру сгорания и, таким образом, уменьшить NOx _{выбросы} ; однако работа на обедненной смеси делает его очень чувствительным к нестабильности сгорания.

Критерий Рэлея является основой анализа термоакустической нестабильности горения и оценивается с помощью индекса Рэлея за один цикл нестабильности. ^[52]

G(x)={\frac {1}{T}}\int _{T}q'(x,t)p'(x,t)dt

где q' – возмущение скорости тепловыделения, а p' – колебание давления. ^[53]^[54]Когда колебания тепловыделения совпадают по фазе с колебаниями давления, индекс Рэлея положителен и величина термоакустической нестабильности максимальна. С другой стороны, если индекс Рэлея отрицательный, то происходит термоакустическое затухание. Критерий Рэлея подразумевает, что термоакустической нестабильностью можно оптимально управлять, если колебания тепловыделения сдвинуты по фазе на 180 градусов с колебаниями давления с той же частотой. ^[55]^[56] Это минимизирует индекс Рэлея.

См. также [ править ]

Связанные понятия

Машины и оборудование

Научно-инженерные общества

Другой

Ссылки [ править ]

^ разговорное значение горения - горение, сопровождающееся пламенем.
^ Перейти обратно: ^а ^б Образование NOx . Alentecinc.com. Проверено 28 сентября 2010 г.
^ Центральные котельные (Отчет). Министерство армии США. 1989. с. Глоссарий 26. ТМ 5-650.
^ «Инженерный набор инструментов: оптимальные процессы сгорания — топливо против избытка воздуха» . 2003 . Проверено 15 мая 2023 г.
^ «Процесс неполного сгорания» .
^ «Горение, показывающее неполное сгорание» .
^ «Экологические проблемы, связанные с неполным сгоранием» .
^ "Отравление угарным газом" . 8 декабря 2020 г.
^ «Идеальный шторм: динамика мульчированного пожара и его предотвращение» . Soilandmulchproducernews.com. Архивировано из оригинала 1 июля 2018 г. Проверено 12 июля 2018 г.
^ История Шаттла-Мира/Наука/Микрогравитация/Пламя свечи в микрогравитации (CFM) – MGBX . Spaceflight.nasa.gov (16 июля 1999 г.). Проверено 28 сентября 2010 г.
^ Бэйл, Кристофер В.; Белиль, Ева (8 марта 2022 г.). «Эквилиб-Паутина» . Центр исследований в области вычислительной термохимии Политехнического университета Монреаля . Проверено 15 мая 2023 г.
^ Комитет ASM по атмосфере в печах, атмосфере в печах и контролю углерода , Металс-Парк, Огайо [1964].
^ «Экзотермическая атмосфера» . Промышленное отопление : 22 июня 2013 г. Проверено 5 июля 2013 г.
^ [1] ЭкзоКальк
^ «Реакция-Паутина» . Crct.polymtl.ca . Проверено 12 июля 2018 г.
^ Перейти обратно: ^а ^б Брэдли, Д. (25 июня 2009 г.). «Сгорание и разработка будущих моторных топлив». Труды Института инженеров-механиков, Часть C: Журнал машиностроительной науки . 223 (12): 2751–2765. дои : 10.1243/09544062jmes1519 . S2CID 97218733 .
^ «Расчет теплоты сгорания природного газа» . Промышленное отопление : 28 сентября 2012 г. Архивировано из оригинала 10 июля 2013 г. Проверено 5 июля 2013 г.
^ [2] HeatCalc
^ «Составление материального баланса» . Промышленное отопление : 20 ноября 2012 г. Проверено 5 июля 2013 г.
^ [3] МатБалКалк
^ «Составление теплового баланса» . Промышленное отопление : 22 декабря 2012 г. Проверено 5 июля 2013 г.
^ [4] HeatBalCalc
^ «Доступная теплота сгорания» . Промышленное отопление : 22 апреля 2013 г. Проверено 5 июля 2013 г.
^ [5] AvailHeatCalc
^ «Составление системного баланса (Часть 2)» . Промышленное отопление : 24 марта 2012 г. Проверено 5 июля 2013 г.
^ [6] SysBalCalc2
^ «Составление системного баланса (Часть 1)» . Промышленное отопление : 22 февраля 2012 г. Проверено 5 июля 2013 г.
^ [7] SysBalCalc
^ Закон, СК (2006). Физика горения . Кембридж, Великобритания: Издательство Кембриджского университета. ISBN 9780521154215 .
^ Гусси, Д.; Маас, У. (2011). Моделирование турбулентного горения . Спрингер Наука. стр. 193–220.
^ Кьяваццо, Элиодоро; Карлин, Илья (2011). «Адаптивное упрощение сложных многомасштабных систем». Физ. Преподобный Е. 83 (3): 036706. arXiv : 1011.1618 . Бибкод : 2011PhRvE..83c6706C . дои : 10.1103/PhysRevE.83.036706 . ПМИД 21517624 . S2CID 7458232 .
^ Кьяваццо, Элиодоро; Асинари, Пьетро; Висконти, Филиппо (2011). «Быстрый расчет многомасштабных систем сгорания». Фил. Пер. Рой. Соц. А. 369 (1945): 2396–2404. arXiv : 1011.3828 . Бибкод : 2011RSPTA.369.2396C . дои : 10.1098/rsta.2011.0026 . ПМИД 21576153 . S2CID 14998597 .
^ Кьяваццо, Элиодоро (2012). «Аппроксимация медленной и быстрой динамики в многомасштабных динамических системах линеаризованным методом релаксационного перераспределения». Журнал вычислительной физики . 231 (4): 1751–1765. arXiv : 1102.0730 . Бибкод : 2012JCoPh.231.1751C . дои : 10.1016/j.jcp.2011.11.007 . S2CID 16979409 .
^ Кушкбаги, Махди; Фрузакис, Э. Христос; Кьяваццо, Элиодоро; Булухос, Константинос; Карлин, Илья (2014). «Метод глобального релаксационного перераспределения для уменьшения кинетики горения» (PDF) . Журнал химической физики . 141 (4): 044102. Бибкод : 2014JChPh.141d4102K . дои : 10.1063/1.4890368 . ПМИД 25084876 . S2CID 1784716 . Архивировано (PDF) из оригинала 9 октября 2022 г.
^ Маас, У.; Папа, С.Б. (1992). «Упрощение химической кинетики: внутренние многообразия низкой размерности в пространстве состава». Сжечь. Пламя . 88 (3–4): 239–264. дои : 10.1016/0010-2180(92)90034-м .
^ Быков В.; Маас, У (2007). «Распространение концепции ILDM на реакционно-диффузионные коллекторы». Сжечь. Теоретическая модель . 11 (6): 839–862. Бибкод : 2007CTM....11..839B . дои : 10.1080/13647830701242531 . S2CID 120624915 .
^ Нафе, Дж.; Маас, У. (2002). «Общий алгоритм улучшения ILDM». Сжечь. Теоретическая модель . 6 (4): 697–709. Бибкод : 2002CTM.....6..697N . дои : 10.1088/1364-7830/6/4/308 . S2CID 120269918 .
^ Рен, З.; Папа, С.Б.; Владимирский А.; Гукенхаймер, Дж. М. (2006). «Метод инвариантной равновесной краевой прообразной кривой с ограничениями для уменьшения размерности химической кинетики». Дж. Хим. Физ . 124 (11): 114111. Бибкод : 2006JChPh.124k4111R . дои : 10.1063/1.2177243 . ПМИД 16555878 .
^ Лебедзь, Д (2010). «Принципы экстремума, связанные с энтропией, для редукции моделей диссипативных динамических систем» . Энтропия . 12 (4): 706–719. Бибкод : 2010Entrp..12..706L . дои : 10.3390/e12040706 .
^ Рейнхардт, В.; Винклер, М.; Лебедзь, Д. (112). «Аппроксимация медленных притягивающих многообразий в химической кинетике с помощью подходов оптимизации, основанных на траекториях» (PDF) . Дж. Физ. хим. А. 112 (8): 1712–1718. Бибкод : 2008JPCA..112.1712R . дои : 10.1021/jp0739925 . ПМИД 18247506 . Архивировано (PDF) из оригинала 9 октября 2022 г.
^ Лам, Ш.; Гусси, Д. (1991). Традиционные асимптотические и вычислительные сингулярные возмущения для упрощенного кинетического моделирования . Берлин: Шпрингер.
^ Валорани, М.; Гусси, Д.; Наджм, Х.Н. (2005). «Поправки высших порядков при приближении многообразий низкой размерности и построении упрощенных задач с помощью метода CSP». Дж. Компьютер. Физ . 209 (2): 754–786. Бибкод : 2005JCoPh.209..754V . дои : 10.1016/j.jcp.2005.03.033 .
^ Кек, Дж. К.; Гиллеспи, Д. (1971). «Метод частичного равновесия с регулируемой скоростью обработки реагирующих газовых смесей». Сжечь. Пламя . 17 (2): 237–241. дои : 10.1016/S0010-2180(71)80166-9 .
^ Кьяваццо, Элиодоро; Карлин, Илья (2008). «Алгоритм квазиравновесной сетки: геометрическое построение для сокращения модели». Дж. Компьютер. Физ . 227 (11): 5535–5560. arXiv : 0704.2317 . Бибкод : 2008JCoPh.227.5535C . дои : 10.1016/j.jcp.2008.02.006 . S2CID 973322 .
^ Валорани, М.; Паолуччи, С. (2009). «G-схема: основа для многомасштабного адаптивного сокращения моделей». Дж. Компьютер. Физ . 228 (13): 4665–4701. Бибкод : 2009JCoPh.228.4665V . дои : 10.1016/j.jcp.2009.03.011 .
^ Кьяваццо, Элиодоро; Карлин, Илья; Горбань, Александр (2010). «Роль термодинамики в сокращении модели при использовании инвариантных сеток» (PDF) . Коммун. Вычислить. Физ . 8 (4): 701–734. Бибкод : 2010CCoPh...8..701C . CiteSeerX 10.1.1.302.9316 . дои : 10.4208/cicp.030709.210110a . Архивировано (PDF) из оригинала 9 октября 2022 г.
^ Кьяваццо, Элиодоро; Карлин, Илья; Фрузакис, Христос Э.; Булухос, Константинос (2009). «Метод инвариантной сетки для модельной редукции сгорания водорода». Труды Института горения . 32 : 519–526. arXiv : 0712.2386 . дои : 10.1016/j.proci.2008.05.014 . S2CID 118484479 .
^ Кьяваццо, Элиодоро; Карлин, Илья; Горбань, Александр; Булухос, Константинос (2010). «Сочетание метода сокращения модели с решеточным методом Больцмана для моделирования горения». Сжечь. Пламя . 157 (10): 1833–1849. doi : 10.1016/j.combustflame.2010.06.009 .
^ Рейес, Дж.А.; Конеса, JA; Марсилла, А. (2001). «Пиролиз и сжигание вторичной переработки картонных коробок с полипокрытием. кинетическая модель и мс-анализ». Журнал аналитического и прикладного пиролиза . 58–59: 747–763. дои : 10.1016/S0165-2370(00)00123-6 .
^ «Адиабатическая температура пламени» . Промышленное отопление : 20 мая 2013 г. Проверено 5 июля 2013 г.
^ [8] AFTCalc
^ Джон Уильям Стратт, третий барон Рэлей, доктор философии, FRS., почетный член Тринити-колледжа, Кембридж; «Теория звука», §322h, 1878 г.:
^ А. А. Патнэм и В. К. Деннис (1953) «Колебания органной трубы в наполненной пламенем трубке», Четвертый (международный) симпозиум по горению , Институт горения, стр. 566–574.
^ EC Фернандес и М. В. Хейтор, «Нестационарное пламя и критерий Рэлея» в книге Ф. Кулика, М. В. Хейтора и Дж. Х. Уайтлоу, ред., Нестационарное горение (Дордрехт, Нидерланды: Kluwer Academic Publishers, 1996), стр. 4
^ Даулинг, AP (2000a). «Вихри, звук и пламя – разрушительное сочетание». Авиационный журнал RaeS
^ Кристи, Робин С.М.; Бернс, Иэн С.; Камински, Клеменс Ф. (2013). «Температурная реакция акустически вынужденного турбулентного обедненного пламени предварительно смешанной смеси: количественное экспериментальное определение». Наука и технология горения . 185 : 180–199. дои : 10.1080/00102202.2012.714020 . S2CID 46039754 .

Дальнейшее чтение [ править ]

Пуансо, Тьерри; Вейнанте, Денис (2012). Теоретическое и численное горение (3-е изд.). Европейский центр исследований и повышения квалификации в области научных вычислений.
Лакнер, Максимилиан; Зима, Франц; Агарвал, Авинаш К., ред. (2010). Справочник по горению, набор из 5 томов . Вайли-ВЧ . ISBN 978-3-527-32449-1 . Архивировано из оригинала 17 января 2011 г. Проверено 29 апреля 2010 г.
Баукал, Чарльз Э., изд. (1998). Горение, усиленное кислородом . ЦРК Пресс .
Глассман, Ирвин; Йеттер, Ричард. Горение (Четвертое изд.).
Повороты, Стивен (2011). Введение в горение: концепции и приложения .
Рэгланд, Кеннет В.; Брайден, Кеннет М. (2011). Техника сгорания (Второе изд.).
Баукал, Чарльз Э. младший, изд. (2013). «Промышленное сжигание». Справочник Джона Зинка Хэмворти по горению: трехтомный набор (второе изд.).
Гардинер, У. К. младший (2000). Химия газофазного горения (пересмотренная ред.).

[1] разговорное значение горения - горение, сопровождающееся пламенем.

[NOx_formation-2] Перейти обратно: ^а ^б Образование NOx . Alentecinc.com. Проверено 28 сентября 2010 г.

[3] Центральные котельные (Отчет). Министерство армии США. 1989. с. Глоссарий 26. ТМ 5-650.

[4] «Инженерный набор инструментов: оптимальные процессы сгорания — топливо против избытка воздуха» . 2003 . Проверено 15 мая 2023 г.

[5] «Процесс неполного сгорания» .

[6] «Горение, показывающее неполное сгорание» .

[education.seattlepi.com-7] «Экологические проблемы, связанные с неполным сгоранием» .

[8] "Отравление угарным газом" . 8 декабря 2020 г.

[9] «Идеальный шторм: динамика мульчированного пожара и его предотвращение» . Soilandmulchproducernews.com. Архивировано из оригинала 1 июля 2018 г. Проверено 12 июля 2018 г.

[10] История Шаттла-Мира/Наука/Микрогравитация/Пламя свечи в микрогравитации (CFM) – MGBX . Spaceflight.nasa.gov (16 июля 1999 г.). Проверено 28 сентября 2010 г.

[EquiWeb-11] Бэйл, Кристофер В.; Белиль, Ева (8 марта 2022 г.). «Эквилиб-Паутина» . Центр исследований в области вычислительной термохимии Политехнического университета Монреаля . Проверено 15 мая 2023 г.

[12] Комитет ASM по атмосфере в печах, атмосфере в печах и контролю углерода , Металс-Парк, Огайо [1964].

[13] «Экзотермическая атмосфера» . Промышленное отопление : 22 июня 2013 г. Проверено 5 июля 2013 г.

[ExoCalc-14] [1] ЭкзоКальк

[ReacWeb-15] «Реакция-Паутина» . Crct.polymtl.ca . Проверено 12 июля 2018 г.

[:0-16] Перейти обратно: ^а ^б Брэдли, Д. (25 июня 2009 г.). «Сгорание и разработка будущих моторных топлив». Труды Института инженеров-механиков, Часть C: Журнал машиностроительной науки . 223 (12): 2751–2765. дои : 10.1243/09544062jmes1519 . S2CID 97218733 .

[17] «Расчет теплоты сгорания природного газа» . Промышленное отопление : 28 сентября 2012 г. Архивировано из оригинала 10 июля 2013 г. Проверено 5 июля 2013 г.

[HeatCalc-18] [2] HeatCalc

[19] «Составление материального баланса» . Промышленное отопление : 20 ноября 2012 г. Проверено 5 июля 2013 г.

[MatBalCalc-20] [3] МатБалКалк

[21] «Составление теплового баланса» . Промышленное отопление : 22 декабря 2012 г. Проверено 5 июля 2013 г.

[HeatBalCalc-22] [4] HeatBalCalc

[23] «Доступная теплота сгорания» . Промышленное отопление : 22 апреля 2013 г. Проверено 5 июля 2013 г.

[AvailHeatCalc-24] [5] AvailHeatCalc

[25] «Составление системного баланса (Часть 2)» . Промышленное отопление : 24 марта 2012 г. Проверено 5 июля 2013 г.

[SysBalCalc2-26] [6] SysBalCalc2

[27] «Составление системного баланса (Часть 1)» . Промышленное отопление : 22 февраля 2012 г. Проверено 5 июля 2013 г.

[SysBalCalc-28] [7] SysBalCalc

[29] Закон, СК (2006). Физика горения . Кембридж, Великобритания: Издательство Кембриджского университета. ISBN 9780521154215 .

[30] Гусси, Д.; Маас, У. (2011). Моделирование турбулентного горения . Спрингер Наука. стр. 193–220.

[31] Кьяваццо, Элиодоро; Карлин, Илья (2011). «Адаптивное упрощение сложных многомасштабных систем». Физ. Преподобный Е. 83 (3): 036706. arXiv : 1011.1618 . Бибкод : 2011PhRvE..83c6706C . дои : 10.1103/PhysRevE.83.036706 . ПМИД 21517624 . S2CID 7458232 .

[32] Кьяваццо, Элиодоро; Асинари, Пьетро; Висконти, Филиппо (2011). «Быстрый расчет многомасштабных систем сгорания». Фил. Пер. Рой. Соц. А. 369 (1945): 2396–2404. arXiv : 1011.3828 . Бибкод : 2011RSPTA.369.2396C . дои : 10.1098/rsta.2011.0026 . ПМИД 21576153 . S2CID 14998597 .

[33] Кьяваццо, Элиодоро (2012). «Аппроксимация медленной и быстрой динамики в многомасштабных динамических системах линеаризованным методом релаксационного перераспределения». Журнал вычислительной физики . 231 (4): 1751–1765. arXiv : 1102.0730 . Бибкод : 2012JCoPh.231.1751C . дои : 10.1016/j.jcp.2011.11.007 . S2CID 16979409 .

[34] Кушкбаги, Махди; Фрузакис, Э. Христос; Кьяваццо, Элиодоро; Булухос, Константинос; Карлин, Илья (2014). «Метод глобального релаксационного перераспределения для уменьшения кинетики горения» (PDF) . Журнал химической физики . 141 (4): 044102. Бибкод : 2014JChPh.141d4102K . дои : 10.1063/1.4890368 . ПМИД 25084876 . S2CID 1784716 . Архивировано (PDF) из оригинала 9 октября 2022 г.

[35] Маас, У.; Папа, С.Б. (1992). «Упрощение химической кинетики: внутренние многообразия низкой размерности в пространстве состава». Сжечь. Пламя . 88 (3–4): 239–264. дои : 10.1016/0010-2180(92)90034-м .

[36] Быков В.; Маас, У (2007). «Распространение концепции ILDM на реакционно-диффузионные коллекторы». Сжечь. Теоретическая модель . 11 (6): 839–862. Бибкод : 2007CTM....11..839B . дои : 10.1080/13647830701242531 . S2CID 120624915 .

[37] Нафе, Дж.; Маас, У. (2002). «Общий алгоритм улучшения ILDM». Сжечь. Теоретическая модель . 6 (4): 697–709. Бибкод : 2002CTM.....6..697N . дои : 10.1088/1364-7830/6/4/308 . S2CID 120269918 .

[38] Рен, З.; Папа, С.Б.; Владимирский А.; Гукенхаймер, Дж. М. (2006). «Метод инвариантной равновесной краевой прообразной кривой с ограничениями для уменьшения размерности химической кинетики». Дж. Хим. Физ . 124 (11): 114111. Бибкод : 2006JChPh.124k4111R . дои : 10.1063/1.2177243 . ПМИД 16555878 .

[39] Лебедзь, Д (2010). «Принципы экстремума, связанные с энтропией, для редукции моделей диссипативных динамических систем» . Энтропия . 12 (4): 706–719. Бибкод : 2010Entrp..12..706L . дои : 10.3390/e12040706 .

[40] Рейнхардт, В.; Винклер, М.; Лебедзь, Д. (112). «Аппроксимация медленных притягивающих многообразий в химической кинетике с помощью подходов оптимизации, основанных на траекториях» (PDF) . Дж. Физ. хим. А. 112 (8): 1712–1718. Бибкод : 2008JPCA..112.1712R . дои : 10.1021/jp0739925 . ПМИД 18247506 . Архивировано (PDF) из оригинала 9 октября 2022 г.

[41] Лам, Ш.; Гусси, Д. (1991). Традиционные асимптотические и вычислительные сингулярные возмущения для упрощенного кинетического моделирования . Берлин: Шпрингер.

[42] Валорани, М.; Гусси, Д.; Наджм, Х.Н. (2005). «Поправки высших порядков при приближении многообразий низкой размерности и построении упрощенных задач с помощью метода CSP». Дж. Компьютер. Физ . 209 (2): 754–786. Бибкод : 2005JCoPh.209..754V . дои : 10.1016/j.jcp.2005.03.033 .

[43] Кек, Дж. К.; Гиллеспи, Д. (1971). «Метод частичного равновесия с регулируемой скоростью обработки реагирующих газовых смесей». Сжечь. Пламя . 17 (2): 237–241. дои : 10.1016/S0010-2180(71)80166-9 .

[44] Кьяваццо, Элиодоро; Карлин, Илья (2008). «Алгоритм квазиравновесной сетки: геометрическое построение для сокращения модели». Дж. Компьютер. Физ . 227 (11): 5535–5560. arXiv : 0704.2317 . Бибкод : 2008JCoPh.227.5535C . дои : 10.1016/j.jcp.2008.02.006 . S2CID 973322 .

[45] Валорани, М.; Паолуччи, С. (2009). «G-схема: основа для многомасштабного адаптивного сокращения моделей». Дж. Компьютер. Физ . 228 (13): 4665–4701. Бибкод : 2009JCoPh.228.4665V . дои : 10.1016/j.jcp.2009.03.011 .

[46] Кьяваццо, Элиодоро; Карлин, Илья; Горбань, Александр (2010). «Роль термодинамики в сокращении модели при использовании инвариантных сеток» (PDF) . Коммун. Вычислить. Физ . 8 (4): 701–734. Бибкод : 2010CCoPh...8..701C . CiteSeerX 10.1.1.302.9316 . дои : 10.4208/cicp.030709.210110a . Архивировано (PDF) из оригинала 9 октября 2022 г.

[47] Кьяваццо, Элиодоро; Карлин, Илья; Фрузакис, Христос Э.; Булухос, Константинос (2009). «Метод инвариантной сетки для модельной редукции сгорания водорода». Труды Института горения . 32 : 519–526. arXiv : 0712.2386 . дои : 10.1016/j.proci.2008.05.014 . S2CID 118484479 .

[48] Кьяваццо, Элиодоро; Карлин, Илья; Горбань, Александр; Булухос, Константинос (2010). «Сочетание метода сокращения модели с решеточным методом Больцмана для моделирования горения». Сжечь. Пламя . 157 (10): 1833–1849. doi : 10.1016/j.combustflame.2010.06.009 .

[49] Рейес, Дж.А.; Конеса, JA; Марсилла, А. (2001). «Пиролиз и сжигание вторичной переработки картонных коробок с полипокрытием. кинетическая модель и мс-анализ». Журнал аналитического и прикладного пиролиза . 58–59: 747–763. дои : 10.1016/S0165-2370(00)00123-6 .

[50] «Адиабатическая температура пламени» . Промышленное отопление : 20 мая 2013 г. Проверено 5 июля 2013 г.

[AFTCalc-51] [8] AFTCalc

[52] Джон Уильям Стратт, третий барон Рэлей, доктор философии, FRS., почетный член Тринити-колледжа, Кембридж; «Теория звука», §322h, 1878 г.:

[53] А. А. Патнэм и В. К. Деннис (1953) «Колебания органной трубы в наполненной пламенем трубке», Четвертый (международный) симпозиум по горению , Институт горения, стр. 566–574.

[54] EC Фернандес и М. В. Хейтор, «Нестационарное пламя и критерий Рэлея» в книге Ф. Кулика, М. В. Хейтора и Дж. Х. Уайтлоу, ред., Нестационарное горение (Дордрехт, Нидерланды: Kluwer Academic Publishers, 1996), стр. 4

[55] Даулинг, AP (2000a). «Вихри, звук и пламя – разрушительное сочетание». Авиационный журнал RaeS

[56] Кристи, Робин С.М.; Бернс, Иэн С.; Камински, Клеменс Ф. (2013). «Температурная реакция акустически вынужденного турбулентного обедненного пламени предварительно смешанной смеси: количественное экспериментальное определение». Наука и технология горения . 185 : 180–199. дои : 10.1080/00102202.2012.714020 . S2CID 46039754 .

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]

[17]

[18]

[19]

[20]

[21]

[22]

[23]

[24]

[25]

[26]

[27]

[28]

[29]

[30]

[31]

[32]

[33]

[34]

[35]

[36]

[37]

[38]

[39]

[40]

[41]

[42]

[43]

[44]

[45]

[46]

[47]

[48]

[49]

[50]

[51]

[52]

[53]

[54]

[55]

[56]

v т Это Освещение камина
Campfire Bonfire Glossary
Components	Ember Fire triangle Firewood Spark Tinder Wood ash Wood fuel
Topics	Autoignition temperature Combustion Friction fire Minimum ignition energy Smouldering
Early starters	Burning glass Solar Spark Lighter Fire drill Bow drill Hand drill Pump drill Fire piston Fire plough Fire-saw Fire striker Flint
Modern starters	Blowtorch Ferrocerium Lighter Match Black Electric
Other equipment	Char cloth Chuckmuck Feather stick Fire pan Fire pit Fire ring Matchbook Matchbox Punk Tinderbox Torch
Related articles	Arson Control of fire by early humans Firem'n Chit Native American use of fire in ecosystems Outdoor cooking Pyrolysis Pyromania Survival skills

v т Это Огонь
History	Control of fire by early humans Historic fires Native American use of fire in ecosystems
Science	Chain reaction Combustion Dust explosion Fire ecology Fire piston Flash point Pyrolysis Spontaneous combustion
Components	Fuel Oxygen Heat Flame Smoke
Individual fires	By type By country By year
Crime	Arson Death by burning
People	Pyromanias Child Firefighter
Culture	Cremation Fire worship Terra preta
Organizations	International Flame Research Foundation The Combustion Institute
Other	Wildfires List of wildfires Backdraft Firefighting Firestorm Fire whirl Blue lava Ash Slash-and-burn Fire making
Category Commons Wiktionary