Исследование химии горения богатых углеводородных пламен тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.17, кандидат физико-математических наук Якимов, Сергей Александрович

• Якимов, Сергей Александрович
• кандидат физико-математических наук
• 2011

Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Якимов, Сергей Александрович

Введение.

Список использованных сокращений.

Глава 1. Литературный обзор. Механизм химических реакций горения углеводородов и предельные явления в пламенах.

1.1. Применение молекулярно-пучковой масс-спектрометрии для изучения структуры пламен.

1.2. Горение кислородсодержащих углеводородов.

1.3. Пути образования первичной ароматики в пламени.

1.4. Предельные явления в предварительно перемешанных пламенах.

1.5. Детектирование частиц в пламени методом поглощательной терагерцовой спектроскопии.

Постановка задачи.

Глава 2. Методический подход.

2.1. Экспериментальная часть.

2.1.1. Структура пламени, низкое давление.

2.1.2. Структура пламени, атмосферное давление.

2.1.3. Методика измерения температуры пламени с помощью термопар.

2.1.4. Определение концентрационных пределов распространения методом горелки на встречных потоках.

2.1.5. Детектирование частиц в пламени методом поглощательной терагерцовой спектроскопии.

2.2. Метод компьютерного моделирования.

2.2.1. Постановка задачи для программы PREMIX.

2.2.2. Постановка задачи для программы OPPDIF.

2.2.3. Определение концентрационных пределов распространения с помощью OPPDIF

2.2.4. Кинетические механизмы. Плоское пламя.

2.2.5. Кинетические механизмы. Пламя на встречных потоках.

Глава 3. Результаты. Структура пламен этилена и смеси этилен/этанол.

3.1. Профили концентраций веществ в богатых пламенах при давлении 30 торр.

3.2. Профили концентраций веществ в богатых пламенах при давлении 1 атм.

3.3. Анализ путей реакций образования бензола.

3.4. Модификация механизма.

Глава 4. Результаты. Определение влияния ТМФ на концентрационные пределы распространения пламени метано-воздушной смеси.

Глава 5. Результаты. Поглощение терагерцового излучения частицами пламени.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Исследование химии горения богатых углеводородных пламен»

Горение любого, даже самого простого углеводородного топлива представляет собой сложный физико-химический процесс, кинетическое описание которого может включать в себя десятки частиц и сотни элементарных реакций с их участием. Механизм превращения одних частиц пламени в другие наиболее разнообразен в богатых пламенах - т.е. при недостатке кислорода. По этой причине в качестве продуктов горения в богатых пламенах образуется большое количество вредных и загрязняющих веществ - оксидов азота и серы, сажи, угарного газа. Изучение особенностей механизма горения богатых углеводородных смесей важно как с экологической точки зрения, так и с точки зрения повышения эффективности процесса горения в двигателях, а также безопасности хранения и эксплуатации горючих газов.

Регулирование выбросов загрязняющих веществ, в том числе сажи, в последние годы стало одним из основных мотивов для исследования горения и пиролиза углеводородных топлив. Это связано с возросшим беспокойством относительно влияния деятельности человека на состояние окружающей среды. В настоящее время многие исследователи сходятся во мнении, что предшественниками образования частиц сажи в пламени являются полиароматические углеводороды (ПАУ), а лимитирует процесс образования ПАУ стадия формирования первичного ароматического кольца [1]. В литературе имеются детальные кинетические механизмы горения углеводородов, описывающие, в том числе, образование сажи, однако, они далеки от завершенности.

Как отмечалось выше, детальный кинетический механизм может включать в себя большое количество элементарных стадий. Не для всех из них известны константы скорости, а получение кинетических данных далее для некоторых из них посредством прямых измерений, особенно в области температур, близких к температуре горения, является сложной задачей. В последнее время интенсивно развиваются методы квантово-химических расчетов констант скорости, но и они не могут удовлетворить все потребности в знании констант скорости. Поэтому широко распространенным методом, который успешно зарекомендовал себя в науке о горении, позволяющим изучать детальный механизм реакций горения с оценкой констант скорости неизвестных и малоизученных элементарных реакций в пламени, является сопоставление различных экспериментальных данных с результатами моделирования на основе предполагаемой детальной кинетики. При сопоставлении большего количества экспериментальных данных, полученных в разнообразных условиях (при различной геометрии пламени, его составе, давлении и т.д.), с результатами расчета, увеличивается предсказательная способность механизма и его применение в практических приложениях становится более обоснованным.

Сравнение эксперимента с моделированием обычно ведется по таким параметрам как скорость распространения пламени, время задержки зажигания, профили концентраций веществ и др. Химическая и тепловая структура пламени (профили концентраций веществ и температуры), как наиболее фундаментальная его характеристика, дает большой объем информации для построения и корректировки механизма химических реакций.

Существующие экспериментальные методы изучения химической структуры пламени делятся на две основных категории:

1) Спектроскопические бесконтактные методы. Сюда входит лазерно-индуцированная флюоресценция (ЛИФ), когерентная антистоксова рамановская спектроскопия (КАРС), абсорбционная спектроскопия и др. Их главное преимущество состоит в том, что они не возмущают исследуемое пламя. Однако с их помощью можно получить концентрации лишь некоторых частиц с небольшой массой, таких как N0, СО, ОН, СН, СН2.

2) Метод зондового отбора проб. При помощи пробоотборника (зонда) из пламени отбирается проба газа, которая затем анализируется с помощью различных методов (обычно это хроматография, масс-спектрометрия, или их комбинация). Этот метод хорошо зарекомендовал себя среди исследователей, интересующихся структурой пламени; он позволяет определять концентрации множества стабильных соединений и радикалов в большом диапазоне масс. Пробоотборники могут принадлежать одному из двух типов:

- микрозонд - слабо возмущает пламя, но не позволяет определять концентрации радикалов из-за их рекомбинации на стенках зонда и в объеме;

- "звуковой" зонд - вносит заметные тепловые и аэродинамические возмущения в пламя, но позволяет детектировать радикалы и другие короткоживущие частицы за счет «замораживания» реакций при раширении в вакуум пробы газа в зонде, на выходе из которого образуется сверхзвуковая струя.

Наибольшее распространение для исследования структуры пламен получил метод масс-спектрометрии с молекулярно-пучковой системой отбора пробы: он позволяет надежно измерить концентрации большого количества разнообразных частиц пламени, в том числе атомов и свободных радикалов. Этот метод развивается достаточно давно и имеет широкую доказательную базу.

Вышеописанные методы изучения структуры пламен могут быть ограниченно применимы в сажистых запыленных пламенах, поскольку твердые частицы сажи быстро забивают отверстие пробоотборника и рассеивают излучение, используемое в большинстве спектроскопических методик. Оптические методы изучения структуры пламени применимы в том случае, когда длина волны излучения много больше характерного размера частиц сажи (~1-10 мкм).

Настоящая работа посвящена изучению химии горения богатых углеводородных пламен путем сравнения результатов измерения их структуры и концентрационных пределов распространения с результатами моделирования по известным в литературе кинетическим механизмам. В первой части работы содержится описание исследования структуры богатых пламен этилена и смеси этилен/этанол методом молекулярно-пучковой масс-спектрометрии. Эксперименты проводились на двух различных установках, в которых использовались: 1) времяпролетный масс-спектрометр с фотоионизацией синхротронным излучением, находящийся в Национальной лаборатории синхротронного излучения (Хэфэй, Китай, пламена при давлении 30 торр); 2) квадрупольный масс-спектрометр с мягкой ионизацией электронным ударом, находящийся в Лаборатории кинетики процессов горения (Новосибирск, пламена с близкими составами, но при при давлении 1 атм). Проведено сравнение экспериментально измеренной структуры пламени с рассчитанной при атмосферном и низком давлениях.

В другой части работы определялись концентрационные пределы распространения метано-воздушной смеси и влияние на них добавок фосфорорганических соединений. Для определения концентрационных пределов использовался метод гашения двойного пламени в горелке со встречными потоками предварительно перемешанной горючей смеси. Результаты также сравнивались с расчетными данными.

Также в настоящей работе были проведены эксперименты по детектированию радикалов ОН в водородовоздушном пламени и определена концентрация паров воды в продуктах сажистого этиленовоздушного пламени методом поглощательной терагерцовой спектроскопии.

Автор диссертации выражает признательность заведующему лабораторией кинетики процессов горения ИХКиГ СО РАН профессору Коробейничеву О.П. за руководство работой и обсуждение результатов; благодарит Князькова Д.А. и Шмакова А.Г. за помощь в проведении экспериментов и за обсуждение результатов, а также Шварцберга В.М., Палецкого A.A. и Болыпову Т.А. за плодотворное обсуждение результатов и ценные замечания.

Список использованных сокращений

КПР(П) - концентрационные пределы распространения (пламен);

ЛДИС - лазерный доплеровский измеритель скорости;

ЛИФ - лазерно-индуцированная флюоресценция;

ЛСЭ - лазер на свободных электронах;

МПМС - молекулярно-пучковая масс-спектрометрия;

ПАУ — полиароматические углеводороды;

ТМФ - триметилфосфат;

VUV - vacuum ultraviolet, вакуумный ультрафиолет.

Заключение диссертации по теме «Химическая физика, в том числе физика горения и взрыва», Якимов, Сергей Александрович

Основные результаты и выводы.

1. С помощью экспериментальных методов - МПМС с фотоионизацией синхротронным излучением, МПМС с мягкой ионизацией электронным ударом и микротермопарной методики измерения температуры - и методом компьютерного моделирования установлена структура предварительно перемешанных богатых пламен этилена и смеси этилена с этанолом, стабилизированных на горелке при давлениях 1 атм и 30 торр.

2. Путем сопоставления результатов эксперимента и моделирования структуры пламен показано, что модель качественно описывает их структуру и корректно предсказывает общую тенденцию влияния добавки этанола на изменение концентраций промежуточных соединений в пламени. Количественные расхождения могут быть объяснены тем, что использованный механизм нуждается в дальнейшем совершенствовании.

3. Установлено, что измеренные и рассчитанные концентрации основных предшественников ПАУ - бензола и пропаргильного радикала - ниже в пламени топливной смеси этилен+этанол, чем в пламени этилена, то есть этанол способствует подавлению сажеобразования. При этом падение концентрации пропаргила в эксперименте намного больше полученного при моделировании, что подтверждает вывод о необходимости совершенствования механизма.

4. Путем анализа основных путей реакций, ведущих к образованию бензола в пламени с этанолом и без него, показано, что механизм подавления сажи в данной кинетической схеме главным образом состоит в том, что при замене части этилена этанолом в исходной горючей смеси снижается доля углерода, идущего на формирование предшественников сажи. Более существенное снижение измеренных максимальных концентраций бензола и пропаргила в пламенах смесей этилен/этанол по сравнению с пламенем этилена свидетельствует о том, что существует пока не раскрытая взаимосвязь в механизмах горения этих топлив, оказывающая дополнительное влияние этанола на уменьшение концентрации предшественников сажи.

5. Методом горелки на встречных потоках измерены КПР в метано-воздушных пламенах без добавок и с добавкой ТМФ. Установлено, что введение добавок ТМФ в метано-воздушную смесь приводит к большему сужению КПРП, чем введение добавок СР3Вг.

6. Путем сопоставления данных эксперимента и результатов моделирования установлено, что известные механизмы Вестбрука и ОШ 3.0 удовлетворительно описывают бедный КПРП метано-воздушной смеси и влияние на него добавки ТМФ, однако для богатого предела имеется значительное расхождение между экспериментальными и расчетными данными, что свидетельствует о слабой предсказательной способности этих механизмов для богатых пламен.

7. Проведено детектирование радикалов ОН в водородовоздушном пламени с помощью вращательной терагерцовой спектроскопии. Измерена концентрация паров воды в богатом сажистом этиленовоздушном пламени, что указывает на возможность развития и дальнейшего применения этого метода для изучения структуры запыленных пламен.

включение горелки выключение горелки i— 90 l— 180 время, с

270

Рис. 5.4. Пример записи интенсивности луча ЛСЭ при включении и выключении горелки. Луч проходит на расстоянии 10 мм от поверхности горелки.

1,0 1,5 2,0 2,5

Расстояние от горелки, см

Рис. 5.5. Профиль концентрации Н20 в богатом сажистом С2Н4/О2/АГ пламени (ф=2.67). Линии - моделирование, символы - эксперимент.

Сопоставление результатов эксперимента и расчета показали, что полученные экспериментальные данные по концентрации паров Н20, измеренных на расстоянии 20-25 мм от поверхности горелки (СН2о,эксп=0.088±0.010) удовлетворительно согласуются с результатами расчетов (СН2о,расч=0.095). Таким образом, с помощью метода вращательной терагерцовой спектроскопии с удовлетворительной точностью можно проводить измерения концентрации различных соединений в сажистых пламенах и в пламенах двухфазных потоков, в которых традиционными оптическими методами проводить такие измерения трудно.

Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Якимов, Сергей Александрович, 2011 год

1.S. Haynes, H.G. Wagner, Prog. Energy Combust. Sei., 1981, 7, 229-273.

2. Prescott R., Hudson R., Foner S., Avery W.H., "Composition profiles in premixed laminar flames," JCP 22, 106 (1954).

3. Foner, S., Hudson, R., "Radicals in Flames," JCP 21, 1374 (1953).

4. Bonne, U., Grewer, T., Wagner, H. Gg., "Messungen in der Reaktionszone von Wasserstoff-Sauerstoff und Methan-Sauerstoff Flammen," ZpC. (Frankfort) 24, 93 (1960).

5. Milne T.A., Green F.T., "Mass Spectrometric Sampling of 1 Atm. Flames," 10th Symp (Int.) on Combustion, the Combustion Inst., Pittsburgh, 1965, p. 153.

6. Milne T.A., Green F.T., "Molecular Beams in High Temperature Chemistry," Advances in High Temperature Chemistry, Academic Press, NY, 107-58 (1969).

7. Hastie. J.W., "Mass Spectrometric Studies of Flame Inhibition: Analysis of Antimony Trihalides in Flames," Comb. Flame 21, 49 (1973).

8. Hastie, J.W., High Temperature Vapors, Academic Press, New York (1975).

9. Gay, R.L., Young, W.S., Knuth, E., "Molecular Beam Sampling of H20, CO and NO in One-Atmosphere Methane-Air Flames," Comb. Flame 24, 391 (1975).

10. Knuth, E.L., "Molecular Beam Inlet Sampling," Engine Emissions: Pollutant Formation and Measurement, Springer, J. and Patterson, F. (Eds.), Plenum Press, NY, p. 319 (1973).

11. Peeters, J., Mahnen, G., "Reaction Mechanisms and Rate Constants of Elementary Steps in Methane-Oxygen Flames," 14th Symp., The Combustion Institute, Pittsburgh, PA, 133 (1973).

12. Biordi J.C., Lazzara C.P., Papp J.F., "Studies of CF3Br Inhibited Methane Flames," 14th Symp (Int.) on Combustion, the Combustion Inst., Pittsburgh, 1973, p.367.

13. Bermudez, G., Pfefferle, L., Comb. Flame, vol. 100 (1995), pp. 41-51.

14. J.H. Werner, T.A. Cool, Comb. Flame 117 (1999) 78-98.

15. A. Mcllroy, T.D. Hain, H.A. Michelsen, T.A. Cool, Proc. Comb. Inst., 28 (2000) 1647-1653.

16. T.A. Cool, K. Nakajima, T.A. Mostefaoui, F. Qi, A. Mcllroy, P.R. Westmoreland, M.E. Law, L. Poisson, D.S. Peterka, M. Ahmed, J. Chem. Phys. 119 (2003) 83568365.

17. Y. Li, L. Zhang, Z. Tian, T. Yuan, K. Zhang, B. Yang, F. Qi, Proc. Comb. Inst. 32 (2009) 1293-1300.

18. T.A. Cool, K. Nakajima, K.A. Taatjes, A. Mcllroy, P.R. Westmoreland, M.E. Law, A. Morel, Proc. Combust. Inst. 30 (2005) 1681-1688.

19. B. Yang, Y. Li, L. Wei, C. Huang, J. Wang, Z. Tian, R. Yang, L.Sheng, Y. Zhang, F. Qi, Proc. Comb. Inst. 31 (2007) 555-563.

20. Y. Li, L. Zhang, Z. Tian, T. Yuan, J. Wang, B. Yang, F. Qi, Energy Fuels 23 (3) (2009) 1473-1485.

21. N. Hansen, J. A. Miller, C.A. Taatjes, J. Wang, T.A. Cool, M.E. Law, P.R. Westmoreland, Proc. Comb. Inst. 31 (2007) 1157-1164.

22. N. Hansen, J.A. Miller, T. Kasper, K. Kohse-Höinghaus, .R. Westmoreland, J. Wang, T.A. Cool, Proc. Comb. Inst. 32 (2009) 1269-1276.

23. Y. Li, L. Wei, Z. Tian, B. Yang, J. Wang, T. Zhang, F. Qi, Comb. Flame 152 (2008) 336-359.

24. B. Yang, P. Oßwald, Y. Li, J. Wang, L. Wei, Z. Tian, F. Qi, K. Kohse-Iioinghaus, Comb. Flame 148 (2007) 198-209.

25. M.E. Law, P.R. Westmoreland, T.A. Cool, J. Wang, N. Hansen, C.A. Taatjes, T. Kasper, Proc. Comb. Inst. 31 (2007) 565-573.

26. T.A. Cool, J. Wang, N. Hansen, P.R. Westmoreland, F.L. Dryer, Z. Zhao, A. Kazakov, T. Kasper, K. Kohse-Höinghaus, Proc. Comb. Inst. 31 (2007) 285-293.

27. H.L. MacLean, L.B. Lave, Prog. Energy Combust. Sei. 29 (1) (2003) 1-69.

28. B.-Q. He, S.-J. Shuai, J.-X. Wang, H. He, Atmos. Environ. 37 (35) (2003) 49654971.

29. S.G. Poulopoulos, D.P. Samaras, C.J. Philippopoulos, Atmos. Environ. 35 (26) (2001) 4399-4406.

30. T. Murayama, N. Miyamoto, T. Chikahisa, H. Ogawa, SAE Technical Paper No. 830373, 1983.

31. N.D. Brinkman, SAE Special Publication SP-480, 1983, pp. 83-97.

32. R.D. Zhang, H. He, X.Y. Shi, C.B. Zhang, B.Q. He, J.X. Wang, J. Environ. Sei. (China) 16 (5) (2004) 793-796.

33. X. Lu, Z. Huang,W. Zhang, D. Li, Combust. Sei. Technol. 176 (8) (2004) 13091329.

34. S.R. Smith, A.S. Gordon, J. Phys. Chem. 60 (8) (1956) 1059-1062.

35. T.P. Pandya, N.K. Srivastava, Combust. Sei. Technol. 11 (5-6) (1975) 165-180.

36. P. Andreussi, L. Petarca, Proc. Combust. Inst. 18 (1981) 1861-1869.

37. D.F. Lieb, L.H.S. Roblee, Combust. Flame 14 (1-3) (1970) 285-296.

38. C.F. Cullis, E.J. Newitt, Proc. R. Soc. London Ser. A 237 (1956) 530-542.

39. C.F. Cullis, E.J. Newitt, Proc. R. Soc. London Ser. A 242 (1957) 516-533.

40. G.R. Freeman, Proc. R. Soc. London Ser. A 245 (1958) 75-83.

41. J.A. Barnard, H.W.D. Hughes, Trans. Faraday Soc. 56 (1) (1960) 55-63.

42. K.M. Bansal, G.R. Freeman, J. Am. Chem. Soc. 90 (26) (1968) 7190-7196.

43. J. Brown, C.F.H. Tipper, Proc. R. Soc. London Ser. A 312 (1969) 399.

44. A.A. Borisov, V.M. Zamanskii, A.A. Konnov, V.V. Lisyanskii, S.A. Rusakov, G.I. Skachkov, Khim. Fiz. 4 (1985) 1543.

45. S.S. Verma, Indian J. Chem. Technol. 11 (3) (2004) 410-422.

46. G. Rotzoll, J. Anal. Appl. Pyrol. 9 (1) (1985) 43-52.

47. T.S. Norton, F.L. Dryer, Proc. Combust. Inst. 23 (1990) 179-185.

48. T.S. Norton, F.L. Dryer, Int. J. Chem. Kinet. 24 (4) (1992) 319-344.

49. P. Dagaut, J.C. Boettner, M. Cathonnet, J. Chim. Phys. Phys. Chim. Biol. 89 (4) (1992) 867-884.

50. D.F. Cooke, M.G. Dodson, A. Williams, Combust. Flame 16 (3) (1971) 233-236.

51. K. Natarajan, K.A. Bhaskaran, in: Proc. Int. Symp. Shock Tubes, Niagara Falls, 1981, p. 834.

52. M.P. Dunphy, J.M. Simmie, J. Chem. Soc. Faraday Trans. 87 (11) (1991) 16911696.

53. H.J. Curran, M.P. Dunphy, J.M. Simmie, C.K. Westbrook, W.J. Pitz, Proc. Combust. Inst. 24 (1992) 769-776.

54. O.L. Gulder, Proc. Combust. Inst. 19 (1982) 275-281.

55. F.N. Egolfopoulos, D.X. Du, C.K. Law, Proc. Combust. Inst. 24 (1992) 833-841.

56. B.D. Urban, K. Kroenlein, A. Kazakov, F.L. Dryer, A. Yozgatligil, M.Y. Choi, S.L. Manzello, K.O. Lee, R. Dobashi, Microgravity Sei. Technol. 15 (3) (2004) 12-18.

57. M.P. Dunphy, P.M. Patterson, J.M. Simmie, J. Chem. Soc. Faraday Trans. 87 (16) (1991)2549-2559.

58. N.M. Marinov, Int. J. Chem. Kinet. 31 (3) (1999) 183-220.

59. J. Li, A. Kazakov, F.L. Dryer, in: Proc. Eur. Combust. Meeting 2005, Louvain-la-Neuve, Belgium, April 3-6, 2005.

60. F. Inal, S.M. Senkan, Combust. Sei. Technol. 174 (2002) 1-19.

61. T. Kitamura, T. Ito, J. Senda, H. Fujimoto, JSAERev. 22 (2001) 139-145.

62. K.H. Song, P. Nag, T.A. Litzinger, D.C. Haworth, Combust. Flame 135 (2003) 341349.

63. L. Xingcai, H. Zhen, Z. Wugao, L. Degang, Combust. Sei. Technol. 176 (2004) 1309-1329.

64. K. Kohse-Höinghaus, P. Oßwald, U. Struckmeier, T. Kasper, N. Hansen, C.A. Taatjes, J. Wang, T.A. Cool, S. Gon and P.R. Westmoreland, Proc. Comb. Inst. 31 (2007) 1119-1127.

65. K.L. McNesby, A.W. Miziolek, T. Nguyen, F.C. Delucia, R.R. Skaggs, T.A. Litzinger, Combust. Flame 142 (2005) 413-427.

66. J. Wu, K.H. Song, T. Litzinger, S.-Y. Lee, R. Santoro, M. Linevsky, M. Colket, D. Liscinsky, Combust. Flame 144 (2006) 675-687.

67. C.S. McEnally, L.D. Pfefferle, Proc. Combust. Inst. 31 (2007) 603-610.

68. B.A.V. Bennett, C.S. McEnally, L.D. Pfefferle, M.D. Smooke, M.B. Colket, Comb. Flame 156 (2009) 1289-1302.

69. J. Appel, H. Bockhorn, M.Y. Frenklach, Combust. Flame 121 (2000) 122-136.

70. J.B. Howard, et al., http://web.mit.edu/anish/www/MITcomb.html; accessed October 2005.71 http://maeweb.ucsd.edu/~combustion/cermech/

71. T. Ni, S.B. Gupta, R.J. Santoro, Proc. Combust. Inst. 25 (1994) 585-592.

72. T. Litzinger, M. Colket, M. Kahandawala, V. Katta, S. -Y. Lee, D. Liscinsky, K. McNesby, R. Pawlik, M. Roquemore, R. Santoro, S. Sidhu, S. Stouffer, J. Wu, Combust. Sei. Technol. 181 (2009) 310-328.

73. M.S. Kahandawala, 2004. PhD. Dissertation, University of Dayton, Dayton, Ohio. (2004)

74. S. Stouffer, R.C. Striebich, C.W. Frayne, J. Zelina, AIAA 38th Joint Propulsion Conference (2002) p. 3723.

75. D. Imschweiler, M. McKeand, S.-Y. Lee, S. Saretto, M. Linevsky, T. A. Litzinger, RJ. Santoro, 39th AIAA =ASME=SAE=ASEE Joint Propulsion Conference, (2003) p. 5088.

76. M. Frenklach, "Reaction mechanism of soot formation in flames", Phys. Chem. Chem. Phys., 2002, 4, 2028-2037.

77. C. Vovelle, J.-L. Delfau, L. Pillier, Comb. Expl. Shock Waves 45 (2009) 4, 365-382.

78. K. H. Homann, M. Mochizuki, and H. Gg. Wagner, "Über den Reaktionsablauf in fetten Kohlenwasserstoff-Flammen, I," Z. Phys. Chem., 37, 299-313 (1963).

79. H. Bockhorn, F. Fetting, and H. W. Wenz, "Investigation of the formation of high molecular hydrocarbons and soot in premixed hydrocarbon-oxygen flames," Ber Bunsenges. Phys. Chem., 87, 1067-1073 (1983).

80. M. Frenklach, D. W. Clary, W. C. Gardiner (Jr.), and S. E. Stein, "Detailed kinetic modeling of soot formation in shock-tube pyrolysis of acetylene," in: Twentieth Symp. (Int.) on Combustion, The Combustion Inst., Pittsburgh (1984), pp. 887-901.

81. J. Warnatz, H. Bockhorn, A. M'oser, and H. W. Wenz, "Experimental investigation of acetylene-oxygen flames from stoichiometric to sooting conditions," ibid., pp. 197-209.

82. J.A. Cole, J.D. Bittner, J.P. Longwell, and J.B. Howard, "Formation of aromatic compounds in aliphatic flames," Combust. Flame, 56, 51-70 (1984).

83. M. Frenklach and J. Warnatz, "Detailed modeling of PAH profiles in a sooting low-pressure acetylene flame," Combust. Sci. TechnoL, 51, 265-283 (1987).

84. S. J. Harris, A. M. Weiner, and R. Blint, "Formation of small aromatic molecules in a sooting ethylene flame," Combust. Flame, 72, 91-109 (1988).

85. P. R. Westmoreland and A. M. Dean, "Forming benzene in flames by chemically activated isomerization," J. Phys. Chem., 93. 8171-8180 (1989).

86. S. E. Stein, J. A. Walker, M. M. Suryan, and A. Fahr,"A new path to benzene in flames," in: Twenty-Third Symp. (Int.) on Combustion., The Combustion Inst., Pittsburgh (1990), pp. 85-90.

87. L. D. Pfefferle, J. Boyle, and G. Bermudez, "Benzene formation during allene pyrolysis: possible implications for soot formation," in: Preprints of Papers presented at 202nd National Meeting, Vol. 36, No. 4, New York (1991), pp. 14331439.

88. P. R. Westmoreland, "Experimental and theoretical analysis of oxidation and growth chemistry in a fuel-rich acetylene flame," Ph.D. Thesis, Massachusetts Institute of Technology (1986).

89. J. A. Miller and C. F. Melius, "The formation of benzene in flames," in: Preprints of Papers presented at 202nd National Meeting, Vol. 36, No .4, New York, (1991), pp. 1440-1446.

90. J. A. Miller and C. F. Melius, "Kinetic and thermodynamic issues in the formation of aromatic compounds in flames of aliphatic fuels," Combust. Flame, 91, 21-39 (1992).

91. U. Alkemade and K. H. Homann, "Formation of C6H6 isomers by recombination of propynyl in the system sodium vapour/propynylhalide," Z. Phys. Chem. Neue Folge, 161, 19-34 (1989).

92. K. Seshadri, F. Mauss, N. Peters, and J. Warnatz,"A flamelet calculation of benzene formation in coflowing laminar diffusion flames," in: Twenty-Third Symp. (Int.) on Combustion, The Combustion Inst., Pittsburgh (1990), pp. 559-566.

93. K. C. Smyth, J. Houston Miller, R. C. Dorfman, W. G. Mallard, and R. J. Santoro, "Soot inception in a methane/air diffusion flame as characterized by detailed species profiles," Combust. Flame, 62, 157-181 (1985).

94. C. Dout'e, J. L. Delfau, and C. Vovelle, "Reaction mechanism for aromatics formation in a low pressure, premixed acetylene-oxygen-argon flame," Combust. Sci. Technol., 103, 153-173 (1994).

95. C. H. Wu and R. D. Kern, "Shock-tube study of allene pyrolysis," J. Phys. Chem., 91,6291-6296(1987).

96. R. P. Lindstedt and G. Skevis, "Detailed kinetic modeling of premixed benzene flames," Combust. Flame, 125, 73-137 (1997).

97. J. D. Bittner and J. B. Howard, "Composition profiles and reaction mechanisms in a near-sooting premixed benzene/oxygen/argon flame," in: Eighteenth Symp. (Int.) on Combustion, The Combustion Inst., Pittsburgh (1981), pp. 1105-1116.

98. K. M. Leung and R. P. Lindstedt, "Detailed kinetic modeling of CI—C3 alkane diffusion flames," Combust. Flame, 102, 129-160 (1995).

99. H. Tsuji and I. Yamaoka, "The structure of counterflow diffusion flames in the forward stagnation region of a porous cylinder," in: Twelfth Symp. (Int.) on Combustion, The Combustion Inst., Pittsburgh (1969), pp. 997-1005.

100. H. Tsuji and I. Yamaoka, "Structure analysis of counterflow diffusion flames in the forward stagnation region of a porous cylinder," in: Thirteenth Symp. (Int.) on Combustion, The Combustion Inst., Pittsburgh (1971), pp. 723-731.

101. C. F. Melius, J. A. Miller, and E. M. Evleth,"Unimolecular reaction mechanism involving C3H4, C4H4 and C6H6 hydrocarbon species,"in: Twenty-Fourth Symp. (Int.) on Combustion, The Combustion Inst., Pittsburgh (1992), pp. 621-628.

102. R. P. Lindstedt and G. Skevis, "Benzene formation chemistry in premixed 1,3-butadiene flames", in: Twenty-sixth Symp. (Int.) on Combustion, The Combustion Inst., Pittsburgh (1996), pp. 703-709.

103. R. P. Lindstedt and G. Skevis, "Chemistry of acetylene flames," Combust. Sci. Technol., 125, 73-137 (1997).

104. J. Vandooren and P. J. Van Tiggelen, "Reaction mechanisms of combustion in low pressure acetylene-oxygen flames," Sixteenth Symp. (Int.) on Combustion, Pittsburgh: The Combustion Inst., P. 1133 (1976).

105. R. P. Lindstedt and G. Skevis, "Molecular growth and oxygenated species formation in laminar ethylene flames," Proc. Combust. Inst., 28, 1801-1807 (2000).

106. A. Bhargava and P. R. Westmoreland, "MBMS analysis of a fuel lean ethylene flame," Combust. Flame, 115, 456-467 (1998).

107. A. Bhargava and P. R. Westmoreland, "Measured flame structure and kinetics in a fuel-rich ethylene flame," Combust. Flame, 113, 333-347 (1998).

108. N. M. Marinov, W. J. Pitz, C. K. Westbrook, M. J. Castaldi, and S. M. Senkan, "Modeling of aromatic and polycyclic aromatic hydrocarbon formation in premixed methane and ethane flames," Combust. Sci. Technol., 116-117, 211-287 (1996).

109. N. M. Marinov, M. J. Castaldi, C. F. Melius, and W. Tsang, "Aromatic and polycyclic aromatic hydrocarbon formation in a premixed propane flame," Combust. Sci. Technol, 128, 295-342 (1997).

110. N. M. Marinov, W. J. Pitz, C. K. Westbrook, A. M. Vincitore, M. J. Castaldi, S. M. Senkan, and C. F. Melius, "Aromatic and polycyclic aromatic hydrocarbon formation in a laminar premixed «-butane flame," Combust. Flame, 114, 192-213 (1998).

111. H. Wang and M. Frenklach, "A detailed kinetic modeling study of aromatics formation in laminar premixed acetylene and ethylene flames," Combust. Flame, 110, 173-221(1997).

112. C. J. Pope and J. A. Miller, "Exploring old and new benzene formation pathways in low-pressure premixed flamep of aliphatic fuels," Proc. Combust. Inst., 28, 1519— 1527 (2000).

113. H. Richter and J. B. Howard, "Formation and consumption of single ring aromatic hydrocarbons and their precursors in premixed acetylene, ethylene and benzene flames," Phys. Chem. Chem. Phys., 4, 2038-2055 (2002).

114. Saito N., Saso Y., Liao C., Ogawa Y., Jnoue Y. Flammability Peak Concentrations of Halon Replacements and Their Function as Fire Suppressant // Halon Replacements: Technology and Science, American Chemical Society, Symposium Series, pp. 243-257.

115. Coward H. F., Jones G. W. Limits of flammability of gases and vapors // Bureau of Mines Bulletin 503. Washington, DC. 1952.

116. Lovachev L. A., Babkin V. C., Bunev V. A. et al. "Flammability Limits. An invited review" // Combustion and Flame. 1973. V.20. P. 259-289.

117. Баратов A. H., Корольченко А. Я., Кравчук Г. H. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов и средства их тушения // Справ, изд. в 2 книгах М: Химия, 1990. С. 30.

118. Ishizuka S. Determination of flammability limits using a tubular flame geometry // J. Loss Prev. Process. Ind. V. 4. 185-193. 1991.

119. Hichens R. К., Dlugogorski В. Z., Kennedy E. M. Z. Advantages and Drawbacks of Tubular Flow Burner for Testing Flammability Limits // HOTWC 1999. Available from http://www.bfrl.nist.gov/866/HOTWC/HOTWC2006/pubs/R9902736.pdf

120. Hertzberg M. The theory of flammability limits: natural convection // Bureau of Mines. Report of Investigation. RI-8127, 1976.

121. Law С. K., Zhu D. L., Yu G. Propagation and extinction of stretched premixed flames И Proc. Comb. Inst. 1986. P. 1419-1426.

122. Womeldorf C., King M., Grosshandler W. Lean flammability limit as a fundamental refrigerant property: Phase I // NIST Interim Technical Report. 1995. Available from: http://www.fire.nist.gov/bfrlpubs/fire95/PDF/f95083 .pdf

123. Womeldorf C., Grosshandler W. Lean flammability limit as a fundamental refrigerant property: Phase II // NIST Interim Technical Report. 1996.

124. Grosshandler W., Donnelly M., Womeldorf C. Lean flammability limit as a fundamental refrigerant property: Phase III // NIST Interim Technical Report. 1998.

125. Зельдович, Я.Б., ЖТФ, Москва, т.19, 1199, 1949.

126. Spalding, D.B. // Fuel. 1954. V. 33. P. 253.

127. Potter, A.E., Butler, J.N. A Novel Combustion Measurement Based on the Extinguishment of Diffusion Flames // ARS Journal. 1959. P. 50-52.

128. Potter, A.E., Heimel, S., Butler, J.N. A Measure of maximum reaction rate in diffusion flames // Proc. Combust. Inst. 1962. P. 1027-1034.

129. Гремячкин, B.M., Истратов, А.Г. Об устойчивости плоского пламени в потоке с градиентом скорости // Горение и взрыв (1972) с. 305-308.

130. Шлихтинг, Г. Теория пограничного слоя. М: ИЛ. 1956.

131. Williams, F.A. Progress in knowledge of flamelet structure and extinction // Progress in Energy and Combustion Science. 2000. V. 26. P. 657-682.

132. Milne, T.A., Green, C.L., Benson, D.K. The use of counterflow diffusion flame in studies of inhibition effectiveness of gaseous and powdered agents// Combust. Flame. 1970. V. 15. P. 255.

133. Smyth,К. C. and Everest,D.A. II Proc. Comb. Institute. 1996. P. 1385-1393.

134. Reinelt, D., Linteris, G.T. Experimental study of the inhibition of premixed and diffusional flames by iron pentacarbonyl // Proc. Comb. Institute. 1996. P. 14211428.

135. A.G. Shmakov, O.P. Korobeinichev, V.M. Shvartsberg, D.A. Knyazkov, T.A. Bolshova, I.V. Rybitskaya. Inhibition of premixed and nonpremixed flames with phosphorus-containing compounds. // 30 Proc. Combust. Inst. 2005. P. 2345-2352.

136. Seshadri, K., Williams, F.A., Int. J. Heat Mass Transfer. 1978. V. 2 P. 251-253.

137. Papas, P., Fleming, J. W., Sheinson, R. S. Extinction of non-premixed methane- and propane-air counterflow flames inhibited with CF4, CF3H and CF3Br // Proc. Combust. Inst. 1996. P. 1405-1411.

138. Papas, P., Glassman, I., Law, C.K. // 25 Proc. Combust. Inst. 1994. P. 1333-1339.

139. Fisher, E.M., Williams, B.A., Fleming, J.W. Determination of the strain in counterflow diffusion flames from flow conditions // Proceedings of the Eastern States Section of the Combustion Institute. 1997. P. 191-194.

140. Cheville R. A. and Grischkowsky D., "Far-infrared terahertz time-domain spectroscopy of flames" I I Opt. Lett. 1995. v. 20, pp. 1646-1648.

141. Cheville R. A. and Grischkowsky D., "Observation of pure rotational absorption spectra in the v2 band of hot H20 in flames" // Opt. Lett. 1998. v. 23, pp. 531-533.

142. Cheville R. A. and Grischkowsky D., "Far-infrared foreign and self-broadened rotational linewidths of high-temperature water vapor" // J. Opt. Soc. Am. B 1999. v.16, pp. 317-322.

143. Stringer M.R. Bassi J., Miles R.E., Zhang Y., Ozanyan K., "THz spectroscopy through a high-pressure combustion system" // 33rd International Conference1.frared, Millimeter and Terahertz Waves (IRMMW-THz 2008)". 15-19 Sept. 2008. pp. 1-2.

144. C. Huang, B. Yang, R. Yang, J. Wang, L. Wei, X. Shang, L. Sheng, Y. Zhang, F. Qi, Rev. Sci. Instr. 76, 126108 (2005)

145. F. Qi, R. Yang, B. Yang, et al., Rev. Sci. Instrum. 77 (2006) 084101.

146. M. Kamphus, N.N. Liu, B. Atakan, F. Qi, A. Mcllroy, Proc. Combust. Inst. 29 (2002) 2627-2633.

147. J.D. Bittner, Ph.D. thesis, Massachusetts Institute of Technology, 1981.

148. E.L. Knuth, in: G.S. Springer, D.J. Patterson (Eds.), Engine Emissions: Pollutant Formation and Measurement, Plenum, New York, 1973, pp. 319-363.

149. P.K. Sharma, E.L. Knuth, W.S. Young, J. Chem. Phys. 64 (1976) 4345-4351.

150. T.A. Cool, J.Wang, K.Nakajima, C.A.Taatjes, A. Mcllroy, Int. J. Mass Spectrom. 247 (2005) 18-27.

151. T.A. Cool, K. Nakajima, T.A. Mostefaoui, F. Qi, A. Mcllroy, P.R. Westmoreland, M.E. Law, L. Poisson, D.S. Peterka, M. Ahmed, J. Chem. Phys. 119 (2003) 83568365.

152. J.C. Robinson, N.E. Sveum, D.M. Neumark, Chem. Phys. Lett. 383 (2004) 601605.

153. Коробейничев О.П., Терещенко А.Г., Емельянов И.Д., и др. Обоснование метода масс-спектрометрического зондирования пламен конденсированных систем с узкими зонами горения // Препринт №14. ИХКиГ, ИТПМ, НГУ. 1985 г. Новосибирск.

154. Korobeinichev О.Р., Shvartsberg V.M., Chernov A.A. The destruction chemistry of organophosphorus compounds in flames—II: structure of a hydrogen-oxygen flame doped with trimethylphosphate // Combust. Flame 1999. V. 118. #4, P. 727-732.

155. Патент на изобретение SU 1122106A, Е.В.Апарина, А.А.Балакай, А.Ф.Додонов, Н.В.Кирьяков, М.И.Маркин. Ионный источник-, заявка №3626919/18-25 от 21.07.83.

156. J.H. Kent, Combust. Flame 14 (1970) 279-281.

157. A. T. Hartlieb, В. Atakan, К. Kohse-Höinghaus, „Effects of a Sampling Quartz Nozzle on the Flame Strusture of a Fuel-Rich Low-Pressure Propene Flame", Comb. Flame 121 (2000) 610-624.

158. Kaskan, W.E. The Dependence of Flame Temperature on Mass Burning Velocity // Sixth Symposium (International) on Combustion, Reinold Publishing Corp. N.Y. 1957. P. 134-141.

159. O.P. Korobeinichev, A.G. Tereshchenko, I.D. Emel'yanov, A.L. Rudnitskii, S.Y. Fedorov, L.V. Kuibida, V.V. Lotov, Combust. Explos. Shock Waves 21 (1985) 524530.

160. Коробейничев О.П., Шмаков А.Г., Рыбицкая И.В., Большова Т.А., Чернов A.A., Князьков Д.А., Конов A.A., Кинетика и катализ, т. 50, №2 (2009) 170175.

161. Е. Н. Чесноков, О. С. Асеев, О. П. Коробейничев, С. А. Якимов, Д. А. Князьков, А. Г. Шмаков, Применение излучения терагерцового диапазона для детектирования радикалов ОН и молекул NO в пламенах Физика горения и взрыва, №2, с. 36-41, 2010.

162. Hinz А., Pfeiffer W., Bohle W., Zeitz D., II Molec. Phys. 1982. v. 45, p.l 139.

163. Kee R.J., Grcar J.F., Smooke M.D. & Miller, J.A. A Fortran program for modeling steady laminar one-dimensional premixed names// Sandia National Laboratory report SAND85-8240, 1985.

164. Kee R.J., Dixon-Lewis G., Warnatz J., Coltrin M.E. & Miller J.A. A Fortran Computer Code Package for the Evaluation of Gas-Phase Multicomponent Transport Properties/'' Sandia National Laboratory Report 86-8246, 1986.

165. Kee R.J., Miller J.A. & Jefferson T.H. Chemkin: A general-purpose, problem-independent, transportable, Fortran chemical kinetics code package// Sandia National Laboratoiy Report SANBO-8003, 1980.

166. Kee R.J., Rupley F.M. & Miller J.A. Chemkin-II: A Fortran chemical kinetics package for the analysis of gas-phase chemical kinetics// Sandia National Laboratory Report SAND89-8009, 1989.

167. Kee R.J., Warnatz J. & Miller J.A. A Fortran computer code package for the evaluation of gas-phase viscosities, conductivities, and diffusion coefficients/' Sandia National Laboratory Report SAND83-8209, 1983.

168. Fendell F. E. Ignition and extinction in combustion of initially unmixed reactants // Journal of FliddMechanics 21: 281-303 (1965).

169. Linan A. Asymptotic analysis of unsteady diffusion flames for large activation energies // Acta Astronautica 1: 1007-1039 (1974).

170. Nishioka M., Law C. K., Takeno T. "A Flame-Controlling Continuation Method for Generating S-Curve Responses with Detailed Chemistry", Combustion and Flame 104, 1996, pp. 328-342.

171. N. Leplat; A. Seydi ;J. Vandooren, Combust. Sci. Technol. 180 (2008) 519-532.

172. Smith G. P., Golden D. M., Frenklach M., Moriarty N. W., Eiteneer B., Goldenberg M., Bowman C. T., Hanson R. K., Song S., Gardiner W.C.Jr., Lissianski V.V., Qin Z. GRI Mech 3.0, 1999, http://www.me.berkeley.edu/grimech/.

173. H. Wang, X. You, A.V. Joshi, S.G. Davis, A. Laskin, F. Egolfopoulos, C.K. Law, USC Mech Version II. High-Temperature Combustion Reaction Model of H2/CO/C1-C4 Compounds. http://ignis.usc.edu/USCMechII.htm, May 2007.

174. Saito N., Saso Y., Liao C., Ogawa Y., Jnoue Y. Flammability Peak Concentrations of Halon Replacements and Their Function as Fire Suppressant // Halon Replacements: Technology and Science, American Chemical Society, Symposium Series, pp. 243-257.

175. Hichens R. K., Dlugogorski B. Z., Kennedy E. M. Z. Advantages and Drawbacks of Tubular Flow Burner for Testing Flammability Limits // HOTWC 1999. Available from http://www.bfrl.nist.gov/866/HOTWC/HOTWC2006/pubs/R9902736.pdf

176. Баратов A. H., Корольченко А. Я., Кравчук Г. H. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов и средства их тушения // Справ, изд. в 2 книгах М: Химия, 1990. С. 30.

177. Ishizuka S. Determination of flammability limits using a tubular flame geometry // J. Loss Prey. Process. Ind. V. 4. 185-193. 1991.

178. Womeldorf C., Grosshandler W. Lean flammability limit as a fundamental refrigerant property: Phase II // N 1ST Interim Technical Report. 1996.