Химическое влияние добавки CO₂ на скорость горения метана по теории Зельдовича

Abstract

Химическое влияние добавки CO₂ на скорость горения метана в смеси с воздухом достигает 60 %. Природа эффекта была раскрыта на основе кинетического механизма GRI-Mech 3.0. С помощью теории Зельдовича можно найти химический эффект без использования компьютерного кода GRI-Mech 3.0. Для этого следует сравнить действие не только равных по объему добавок N₂ и CO₂, но и тех же добавок в смесях с одинаковой температурой горения (эквивалентные добавки). Найденная по теории Зельдовича скорость горения метана с эквивалентной по температуре горения добавкой азота совпадает со скоростью горения метана с добавкой инертного CO₂ в кинетическом механизме GRI-Mech 3.0. Предложен аналитический метод для подбора эквивалентных добавок N₂ и CO₂.

Хімічний ефект додавання CO₂ на швидкість горіння метану в суміші з повітрям досягає 60 %. Природа ефекту була розкрита завдяки кінетичному механізму GRI-Mech 3,0. За допомогою теорії Зельдовича можна знайти хімічний ефект без використання комп’ютерного коду GRI-Mech 3,0. Для цього треба порівняти дію не лише рівних за об’ємами домішок N₂ та CO₂, але і цих самих домішок у сумішах з однаковою температурою горіння (еквівалентні домішки). Знайдена за теорією Зельдовича швидкість горіння метану з еквівалентною за температурою горіння домішкою азоту дорівнює швидкості горіння метану з домішкою інертного CO₂ у кінетичному механізмі GRI-Mech 3,0. Запропоновано аналітичний метод для підбору еквівалентних домішок N₂ та CO₂.

The chemical effect of CO₂ addition on burning velocity in premixed methane and air flames amounts up to 60 %. The effect nature was discovered by kinetic mechanism of GRI-Mech 3.0. By Zel’dovich theory application the chemical effect of CO₂ addition is possible to find without computer code of GRI-Mech 3.0. For this purpose, it should be compared not only effect of equal N₂ and CO₂ additives volumes but also the same additives effect in mixtures with equal adiabatic flame temperature (equivalent additives). The determined by Zel’dovich theory burning velocity of methane with nitrogen equivalent by burning temperature additive is agreed with methane burning velocity with inert CO₂ additive in GRI-Mech 3.0 kinetic mechanism. The analytical method for equivalent N₂ and CO₂ additives selection іs proposed.