Кинетика неравновесного воспламенения газовых смесей под воздействием лазерного флэш-фотолиза и наносекундного разряда тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.08, кандидат физико-математических наук Косарев, Илья Николаевич

• Косарев, Илья Николаевич
• кандидат физико-математических наук
• 2008

Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Косарев, Илья Николаевич

Оглавление

1 ВВЕДЕНИЕ

2 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

2.1 Неравновесные разряды, применяемые для воспламенения.

2.1.1 Импульсный ттаносекундный разряд.

2.1.2 ВЧ-разряд.

2.1.3 Другие типы разрядов.

2.2 Кинетика воспламенения, стимулированного неравновесными способами.

2.3 Выводи обзора.

3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ И МЕТОДИКА ИЗМЕРЕНИЙ

3.1 Ударная труба ,.

3.1.1 Определение параметров газа за отраженной ударной волной.

3.1.2 Определение скорости ударной волны лазерным птлирен-методом.

3.2 Создание высокоскоростной волны ионизации.

3.2.1 Высоковольтный импульсный генератор Аркадьева—Маркса.

3.2.2 Формирующая линия.

3.2.3 Разрядная камера.

3.3 Детектирование излучения ОН и СН в микросекундттом режиме.

3.3.1 Измерение времени индукции воспламенения.

3.3.2 Эквивалентность определения времени задержки воспламенения при детектировании излучения СН и ОН радикалов

3.3.3 Проверка линейности системы ФЭУ-повторитель.

3.4 Наттосекундные измерения параметров ВВИ.

3.4.1 Емкостные датчики. Определение напряжения.

3.4.2 Магнито-токовый датчик.

3.4.3 Оценка энерговклада.

3.4.4 Детектирование излучения высокоскоростной волны ионизации.

3.5 Методика экспериментов с фдэттт-фотолизом

3.5.1 Параметры излучения эксимерного Аг-Г лазера.

3.5.2 Пироэлектрический датчик.

3.5.3 Синхронизация и схема эксперимента.

3.5.4 Вычисление энерговклада.

4 МЕТОДИКА ЧИСЛЕННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ

5 ПЛАЗМЕННО-СТИМУЛИРОВАННОЕ ВОСПЛАМЕНЕНИЕ СМЕСИ СН4:02:Аг

5.1 Впадение.

5.2 Эксперимент.

5.2.1 Экспериментальная установка и методы измерений.

5.2.2 Измерение параметров разряда.■.

5.2.3 Измерение параметров воспламенения.

5.3 Численные расчёты и обсуждение.

5.3.1 Кинетическая модель разряда и послесвечения.

5.3.2 Результаты расчётов процесса разряда.

5.3.3 Кинетическая модель для расчёта воспламепения.

5.3.4 Результаты расчётов автовоспламенения и плазменно-стимулированного воспламенения.

5.4 Выводы главы.

6 ПЛАЗМЕННО-СТИМУЛИРОВАННОЕ ВОСПЛАМЕНЕНИЕ СМЕСЕЙ CnH2u+2:02:Ar

6.1 Введение.

6.2 Эксперимент.

6.2.1 Экспериментальная установка и методы измерений.

6.2.2 Измерение параметров разряда.

6.2.3 Измерение параметров воспламенения.

6.3 Численные расчёты и анализ

6.3.1 Моделирование разряда и его послесвечения.

6.3.2 Кинетическая модель автовоспламенения и плазменно-стимулированного воспламенения.

6.3.3 Результаты моделирования автовоспламепения и плазменно-стимулированного воспламенения.

6.4 Выводы главы.

7 ВЛИЯНИЕ АТОМОВ КИСЛОРОДА НА КИНЕТИКУ ВОСПЛАМЕНЕНИЯ СМЕСЕЙ 02/H2/N20/Ar

7.1 Введение.

7.2 Описание экспериментов.

7.3 Результаты экспериментов.

7.4 Построение кинетической схемы воспламенения смесей N20 : Н2 : 02 : Аг при высоких температурах.

7.4.1 Введение.

7.4.2 Эксперименты по автовоспламенению п Т^20-содержащих смесях.

7.4.3 Другие кинетические эксперименты в 1М20-содержащих смесях.

7.4.4 Описание численной модели и результаты сопоставления расчетов и экспериментов.

7.5 Выводы главы.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Кинетика неравновесного воспламенения газовых смесей под воздействием лазерного флэш-фотолиза и наносекундного разряда»

Первая глава является введением в работу, где обоснована актуальность диссертации, сформулированы основные ее цели и задачи, охарактеризованы научная новизна и практическая ценность полученных результатов, кратко изложено содержание по главам. Вторая глава содержит обзор литературы по экспериментальным и теоретическим методам исследования горения и поджига горючих газовых смесей неравновесными способами. Третья глава посвящена описанию экспериментального оборудования и методам диагностики, используемым в работе. Четвертая глава посвящена описанию основных методик, использованных для моделирования кинетических процессов в экспериментах по автовоспламенению горючих газовых смесей и для моделирования воспламенения смесей под воздействием импульсного высоковольтного наносекундного разряда и лазерного фотолиза. Пятая глава посвящена описанию результатов экспериментов и численного моделирования воспламенения метан-кислородной смеси. Сравниваются времена задержки плазменно-стимулированного воспламенения и автовоспламенения. Шестая глава посвящена описанию результатов экспериментов и численного моделирования воспламенения смесей предельных углеводородов гомологического ряда (этан, пропан, бутан и пентан) в смеси с кислородом. Сравниваются времена задержки плазменно-стимулированного воспламенения и автовоспламенения. На основании численного моделирования делаются выводы о поведении концентраций компонент, скоростей основных реакций и температуры в период индукции и при воспламенении. Седьмая глава посвящена описанию результатов экспериментов по воспламенению смесей ^0:Н2:02:Аг. Сравниваются времена задержки плазменно-стимулированного воспламенения, воспламенения с помощью лазерного фотолиза N20 и автовоспламенения. Предложен кинетический механизм для моделирования слабо разбавленных инертным газом смесей, содержащих N20, Нг и О2. Восьмая глава является заключением, в котором формулируются основные результаты и выводы диссертации.

Глава 2

ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

Вопрос о достоинствах либо недостатках неравновесной плазмы как инициатора или стабилизатора горения до сих пор остается открытым. Этому, по-видимому, может быть найдено несколько причин. Во-первых, механизм инициирования горения термической плазмой газовой дуги открыт давно и успешно применяется на практике, к примеру, в автомобильных двигателях внутреннего сгорания. Во-вторых, тюка еще ни один эксперимент не продемонстрировал значительного выигрыша в таких параметрах, как время индукции воспламенения, энергозатраты либо снижение температурного порога воспламенения по сравнению с термической плазмой.

Отметим, что в физике плазмы вопросы адекватного сравнения двух разных типов разрядов всегда были весьма нетривиальными. Сложно сравнить, к примеру, эффективность энерговклада в стример и в искру: в обоих случаях разряд неоднороден в пространстве и, строго говоря, даже при современной диагностической технике измерение температуры и плотностей отдельных компонент является сложной экспериментальной задачей, а расчеты требуют объединения знаний физики газового разряда, гидродинамики и высокотемпературной кинетики, причем - в случае неравновесной плазмы - с учетом возбуждения внутренних степеней свободы газа. Можно исследовать два способа возбуждения экспериментальным путем, причём поставить эксперимент таким образом, чтобы сравнить только эффективность двух типов разрядов, по возможности исключить сопутствующие гидродинамические эффекты, реализовать равные начальные условия хотя бы по энерговкладу или температуре - весьма непростая экспериментальная задача. Можно определять эффективность того или иного типа разряда, не пытаясь непосредственно сравнить его с прочими, но даже в этом случае вопросы контроля газовой температуры и ее влияния на поджиг или поддержание горения, вопросы гидродинамических возмущений системы, реального состава плазмы в зоне поджига или горения требуют большого внимания.

Заключение диссертации по теме «Физика плазмы», Косарев, Илья Николаевич

7.5 Выводы главы

Впервые экспериментально продемонстрировано влияние пространственно однородного образования радикалов одного вида на время задержки воспламенения в системе 02/Н2/К20. Проведен сравнительный анализ воздействия на горючую смесь неравновесной плазмы наносекундного разряда и объемного лазерного флэтп-фотолиза. Показано, что при сравнимых значениях неравновесного энерговклада от лазерного излучения или наносекундного разряда сдвиги времён задержки воспламенения близки. Показано и проанализировано влияние добавки кислорода на кинетику воспламенения. На основе обработки экспериментальных данных получена оценка константы скорости реакции N20 + Н2 —> N2 + Н20 в диапазоне Р—0.3-1 атм, Т—800-1600 К. Предложена кинетическая схема адекватно описывающая процесс воспламенения смесей содержащих 02/Н2/^20/Аг в данном диапазоне Р и Т. м

Глава 8

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Результаты и выводы диссертации:

1. В работе развит метод количественного анализа кинетических процессов при воспламенении горючих газовых смесей с помощью неравновесной плазмы. Суть метода заключается в сопоставлении характеристик автовоспламенения горючей смеси и воспламенения с помощью наносекундного импульсного разряда при одних и тех же начальных условиях (давление, температура, состав смеси) и контролируемых параметрах разряда (энерговклад, величина и временное поведение электрического поля). Различие характерных времен развития разряда (десятки наносекунд) и процессов воспламенения (десятки-сотни микросекунд) позволяет разделить рассмотрение параметров плазмы и воспламенения как в эксперименте, так и при численном моделировании.

2. Проведено систематическое экспериментальное и численное исследование поджига с помощью наносекундного разряда стехиометрических углеводород-кислородных смесей, разбавленных аргоном, для углеводородов гомологического ряда от метана до пентана. Показано, что при плазменно-стимулированном поджиге СН^С^Аг смеси времена задержки воспламенения сокращаются на 3 — 4 порядка по сравнению с автовоспламенением, в случае поджига смесей типа С71Н2„+2:02:Аг, п = 2 — 5 — на 1 — 2 порядка по сравнению с автовоспламенением. Удельный энерговклад наносекундного разряда в смесь составляет 10 — 30 мДж/см3. Проведенный анализ максимально возможного разогрева газа показал, что процесс воспламенения наносекундным разрядом в условиях данной работы носит существенно неравновесный характер и обусловлен производством активных центров в результате воздействия разряда.

3. Предложен кинетический механизм поджига углеводород-кислородных смесей неравновесной плазмой наносекундного разряда, заключающийся в промотировании цепных реакций на стадии индукции воспламенения за счёт образования активных центров продолжения и ветвления цепей на фазе разряда. Проведенное численное моделирование плазменно-стимулированного воспламенения основывалось на добавлении в начальный момент времени атомов О, Н, и радикалов типа СпН2г1+1 к основным компонентам горючей смеси с последующим расчётом по кинетической схеме, описывающей процесс автовоспламенения. Количество и соотношение радикалов зависело от полученных в эксперименте значений электрического поля. Показано, что наибольшее влияние на времена задержки воспламенения при реализующихся в разряде значениях электрического поля 50 — 300 Тд оказывают атомы О, бблыпая часть которых нарабатывается в процессе диссоциации молекул электронным ударом в разряде. При относительно низких начальных температурах газа существенная часть атомов и радикалов вступает в реакции с выделением тепла, при повышении начальной температуры наблюдается интенсивное развитие цепных реакций, и роль дополнительного разогрева за период индукции становится несущественна. Полученное совпадение экспериментальных и рассчитанных времен задержки воспламенения подтверждает адекватность предложенного механизма.

4. Для выяснения роли атомов кислорода при неравновесном воспламенении газовых смесей был проведен специальный цикл экспериментов и расчетов, в которых эффективность наносекундного разряда сопоставлялась с эффективностью лазерного флэтп-фотолиза. В качестве поглощающего агента был выбран N20, возбуждение проводилось излучением АгР лазера с длиной волны 193 нм. Показано, что в результате лазерного флэтп-фотолиза при начальных температурах в диапазоне Т = 1100 — 1800 К и давлениях Р = 0.3 — 1 атм времена задержки воспламенения в смеси ^0:Н2:Аг=1:1:8 сокращаются в 2 раза, а в смеси 02^20:Н2:Аг=3:10:30:50 — в 4 раза по сравнению с автовоспламенением. Удельный энерговклад лазерного излучения в газ составляет 1—4 мДж/см3. При таких же энерговкладах разряд дает сходный эффект сокращения времен задержки воспламенения по сравнению с автовоспламенением. Рассмотрены основные кинетические процессы, отвечающие за поджиг смеси в случае разряда и в случае лазерного флэтп-фотолиза; на основе численного моделирования определены основные каналы образования и гибели атомарного кислорода.

ЧЪ

Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Косарев, Илья Николаевич, 2008 год

1. Зельдович Я.Б., Райзер Ю.П. Физика ударных волн и высокотемпературных гидродинамических явлений // Издание второе, дополненное. М.: Наука, 1966.

2. Райзер Ю.П. Физика газового разряда // М.: Наука, 1992.

3. Волков В.А., Ткаченко Б.К. Методы исследования в физической газовой динамике // Москва, МФТИ, 1986.

4. Ландау Л.Д., Лифтиц Е.М. Статистическая физика. Часть I// М.: Наука, 1976.

5. Глутпко В.П. (ред.) Термодинамические свойства индивидуальных веществ // М.: Наука, 1978.

6. Аникин Н.Б. Экспериментальное исследование электродинамических характеристик высокоскоростной волны ионизации в молекулярных газах / / Работа на соискание степени к.ф.-м.н., 2000.

7. Craggs Л., Meek R. High Voltage Laboratory Technique // Butterworth Scientific Publishers, London, 1954.

8. Lamoureux N., Paillaxd C.-E., Vaslier V. Low hidrocarbon mixtures ignition delay times investigation behind reflected shock waves // Shock waves, 11 (2002) 309-322

9. Chintala N., Bao A., Lou G., Adamovich I.V. Measurements of combustion efficiency in nonequilibrium RF plasma-ignited flows // Comb, and Flame 144(4) (2006) 744-756

10. Schott G.L., Kinsey J.L. Kinetic studies of hydroxyl radicals in shock waves II: Induction times in the hydrogen-oxygen reaction // J. Chem. Phys. 29 (1958) 1177-1182.

11. Bhaskaran K.A., Roth P. Thermally поп-equilibrium gas mixture ignition by nanosecond discharges 11 Progress in Energy ang Combust. Science 28 (2002) 151-192.

12. Alden M., Edner H., Grafstrom P., Svanberg S. Two-photon excitation of atomic oxygen in aflame // Opt. Comm. 42(4) (1982) 244-246

13. Goldsmith Л.Е.М. Resonant multiphoton optogalvanic detection of atomic oxygen inflames 11 J. Chem. Phys. 78(3) (1983) 1610-1611

14. Miziolek A.W., DeWilde M.A. Multiphoton photochemical and collisional effect during oxygen-atom flame detection // Optic Letters 9(9) (1984) 390-392

15. Forch В.Е., Miziolek A.W. Oxygen-atom two-photon resonance effects in multiphoton photochemical ignition of premixed H2/O2 flows 11 Optics Letters 11(3) (1986) 129-131

16. Forch B.E., Miziolek A.W. Ultraviolet laser ignition of premixed gases by efficient and resonant multiphoton photochemical formation of microplasmas // Comb. Sci. and Techn. 52 (1987) 151-159

17. Lavid M., Stevens J.G. Photochemical ignition of premixed hydrogen/oxidizer mixtures with excimer lasers 11 Comb, and Flame 60 (1985) 195-202

18. Lucas D., Dunn-Rankin D., Нош K., Brown N.J. Ignition by excimer laser photolysis of ozone // Comb, and Flame 69 (1987) 171-184

19. Chou M.-S., Zukowski Т.Л. Ignition of H2/02/NII3, II2/air/NHz and CHA/02/NH3 mixtures by excimer-laser photolysis of NH3 // Comb, and Flame 87 (1991) 191-202

20. Lavid M., Nachshon Y., Gulati S.K., Stevens J.G. Photochemical ignition of premixed hydrogen/oxygen mixtures with ArF laser // Comb. Sci. and Techn. 96 (1994) 231-245

21. Henshall B.D. On some aspects of the use of shock tubes in aerodynamic research // ARC R.ep. and Mem. №3044 (ARC Techn. Rep. №17407) London (1957).

22. Glass I.I., Patterson G.N. A theoretical and experimental study of shock-tube flows // Л. Aero Sci. 22(2) (1953) 73-100

23. Зуев А.П., Стариковский А.Ю. Сечения поглощения молекул 02, NO, N20, С02, Н2О, N02 в ультрафиолетовом диапазоне спектра // Журнал прикладной спектроскопии 52(3) (1990) 455-465

24. R.oth Е.-Р., R.uhnke R., Moortgat G., Meller R,., Schneider W. 1997 UV/VIS-Absorption Cross Sections and Quantum Yields for Use in Photochemistry and Atmospheric Modeling. Part 1: Inorganic Substances 11 1997 pp. 1-17, 133-137

25. Roose T.R,., Hanson R.K., Kruger C.H. Decomposition of NO in the Presence of NH3 // Proc. Int. Symp. Shock Tubes Waves 11 (1978) 245

26. Семенов Н.И. О некоторых проблемах химической кинетики и реакционной способности. 11 Изд-во АН СССР, М.: 1958. с. 686

27. Pilla G., Galley D., Lacoste D.A., Lacas F., Veynante D., Laux C.O. Stabilization of a turbulent premixed flame using a nanosecond repetitively pulsed plasma // IEEE Trans, on Plasma Science 34 (2006) 2471-2477

28. Williams S., Carter С., Corera S., Kahandawala M., Sidhu S. Model and Igniter Development for Plasma Assisted Combustion // Plasma Enhanced Combustion Workshop, Stanford University. 9 Лап 2004.

29. Старик A.M., Титова H.C. Низкотемпературное инициирование детонационного горения газовых смесей в сверхзвуковом потоке при возбуждении молекулярного кислорода в состояние (а1 Ад) // Доклады академии наук 380 (2001) 332

30. Tachibana Т. // Proc. 26th (Int.) Sympos. on Combust. Napoli, 1996. WIP Abstracts. P.385

31. Lavid M., Zhou D., Li Y.-C. // Proc. 26th (Int.) Sympos. on Combust. Napoli, 1996. WIP Abstracts. P.410

32. Furutani H., Liu F., Hama Л., Takahashi S. // Proc. 26th (Int.) Sympos. on Combustion. Napoli, 1996. WIP Abstracts. P.394

33. Pilch G., Britan A., Bon-Dor Gabi, Sher E. // Proc. 27th (Int.) Symp. on Combust. Boulder, 1998. WIP Abstracts. P.95

34. Naidis G. V. Modelling of transient plasma discharges in atmospheric-pressure methane-air mixtures // Л. Phys. D: Appl. Phys. 40 (2007) 4525-4531

35. Попов H.A. Влияние неравновесного возбуждения на воспламенение водород-кислородных смесей II Теплофизика высоких температур 45 (2007) 296-315

36. Старик A.M., Луховицкий Б.И., Титова Н.С. О механизмах инициирования горения в смесях СН,\ (С2#2)/воздух/0Л при возбуждении молекул 03 лазерным излучением 11 Кинетика и катализ 48 (2007) 368 387

37. Стариковская С.М. Импульсный разряд при высоких перенапряжениях: особенности развития и возбуждение внутренних степеней свободы газа // Работа на соискание степени д.ф.-м.н. (2000) с. 12-21.

38. Боженков С.А. Исследование влияния высокоскоростной волны ионизации на воспламенение водородо-воздушных и метано-воз душных смесей 11 Работа на соискание степени бакалавра (2002)

39. Кукаев Е.Н. Исследование воспламенения горючих смесей наносекундным разрядом и импульсным флэш-фотолизом 11 Работа на соискание степени магистра (2004)

40. Лапеу R.K., Reiter D. Collision processes of 62,3 Ну and С2,зНу hydrocarbons // Phys. Plasmas 11(2) (2004) 780-829

41. Shkarofsky I.P., ЛоЬпз^п T.W., Bachinski M.P. The particle kinetics of plasmas // Addison-Wesley, MA, 1966

42. Wang F., Liu Л.В., Sinibaldi Л., Brophy С., Kuthi А., Л1а1^ С., Ronney P., Gundersen M.A. Transient plasma ignition of quiescent and flowing air/fuel mixtures 11 IEEE Trans, on Plasma Science 33(2) (2005) 844-849

43. Pancheshnyi S., Lacoste D.A., Bourdon A., Laux C.O. Ignition of propane-air mixtures by repetitively pulsed nanosecond gas discharges 11 Proc. of 17th Int. Symp. on Plasma Chemistry (Toronto, Canada, 7-12 August 2005)

44. Anikin N.B., Starikovskaia S.M., Starikovskii A.Yu. Study of the oxidation of alkanes in their mixtures with oxygen and air under the action of a pulsed volume nanosecond discharge 11 Plasma Phys. Rep. 30 (2004) 1028-1042

45. Ganguly B.N., Parish .7.W. Absolute H atom density measurement in pure methane pulsed discharge 11 Applied Physics Letters bf 84(24) (2004) 4953-4955

46. Gorchakov G., Lavrov F. Influence of electric discharge on the region of spontaneous ignition in the mixture 2H2-02 // Acta Physicochim. URSS 1 (1934) 139-144

47. Kossyi I.A., Kostinsky A.Yu., Matveyev A.A., Silakov V.P. Kinetic scheme of the non-equilibrium discharge in nitrogen-oxygen mixtures // Plasma Sources Sci. Technol. 1 (1992) 207-220

48. Королёв Ю.Д., Месяц Г.А. Физика газового разряда // М.: Нука. 1991

49. Allen K.R., Phillips К. Mechanism of Spark Breakdown // Electrical Rev. 173 (1963) 779

50. Thomson Л.Л. Recent researches in electricity and magnetism // Oxford, Clarendon (1893) P. 115

51. Бабич Л.П., Лойко Т.В., Цукерман В.А. Высоковольтный наносекундный разряд в плотных газах при больших перенапряжениях, развивающийся в режиме убегания электронов // УФН 160(7) (1990) 49 82

52. Василяк Л.М., Костюченко С.В., Кудрявцев Н.Н., Филюгин И.В. Высокоскотостные волны ионизации при электрическом пробое // УФН, 164(3) (1994) 161-285

53. Anikin N.B., Zavialova N.A., Starikovskaia S.M., Starikovskii A.Yu. Nanosecond-discharge development in long tube // IEEE Trans, on Plasma Science 36(4) (2008) 902-903

54. Krasnochub A.V., Vasilyak L.M. Dependence of the energy deposition of a fast ionization wave on the impedance of a discharge gap // .7. Phys. D: Appl. Phys. 34 (2006) 1678-1682

55. Anikin N.B., Pancheshnyi S.V., Starikovskaia S.M., Starikovskii A.Yu. Breakdown development at high overvoltage: electric field, electronic levels excitation and electron density // •I.Phys.D.: Appl.Phys. 31 (1998) 826-833

56. Pancheshnyi S.V., Starikovskaia S.M., Starikovskii A.Yu. Population of nitrogen molecule electron states and structure of the fast ionization wave // Л-Phys.D.: Appl.Phys. 32 (1999) 2219-2227

57. Anikin N.D., Starikovskaia S.M., Starikovskii A.Yu. Polarity effect of applied pulse voltage on the development of uniform nanosecond gas breakdown 11 .7. Phys. D: Appl. Phys. 35 (2002) 2785—2794

58. Hidaka Y., Takuma H., Suga M. Shock-tube study of the rate constant for excited OH*(2T,+) formation in the N20-H2 reaction 11 J. Phys. Chem. 89 (1985) 4093—4095

59. Anikin N.D., Starikovskaia S.M., Starikovskii A.Yu. Uniform nanosecond gas breakdown of negative polarity: initiation from electrode and propagation in molecular gases // J. Phys. D: Appl. Phys. 34 (2001) 177-188

60. Raizer Yu.P., Shneider M.N., Yatsenko N.A. R.adio-frequency capacitive discharges // New York: CRC Press 1995

61. Leonov A.B., Yarantsev D.A., Napartovich A.P., Kochetov I.V. Plasma-assisted ignition and flameholding in high-speed flow // 44th AIAA Aerospace Sciences Meeting and Exhibit (Reno, USA, 2006) AIAA-2006-563.

62. Bletzinger P., Ganguly B.N., Van Wie D., Garscadden A. Plasmas in high speed aerodynamics // J. Phys. D: Appl. Phys. 38 2005 R33—R57

63. Klimov A., Bitiurin V., Moralev I., Tolkunov B., Nikitin A., Velichko A., Bilera I. Non-premixed plasma-assisted combustion of hydrocarbon fuel in high-speed airflow 11 44th AIAA Aerospace Sciences Meeting and Exhibit (Reno, USA, 2006) AIAA-2006-617

64. Liu J., Ronney P.D., Gundersen M.A. Premixed Flame Ignition by Transient Plasma Discharges ¡I Proc. of the 3rd Joint Meeting of the US Sections of the Combustion Institute (Chicago, USA, 2003) paper B-25

65. Liu J., Wang F., Lee L.C., Ronney P.D., Gundersen M.A. Effect of fuel type on flame ignition by transient plasma discharges // 42nd AIAA Aerospace Sciences Meeting and Exhibit (Reno, USA, 2004)

66. Smith G.P., Golden D.M., Frenklach M. et al., http://www.me.berkeley.edu/grimech. ,

67. Marcum S.D., Parish J.W., Ganguly B.N. Methane dissociation in pulsed DC discharges at high reduced electric field 11 Journ. of Propulsion and Power 20 (2004) 360-368

68. Brown M.S., Forlines R.A., Ganguly B.N. Dynamics of hydrocarbon-based pulsed DC discharge for ignition application // 44th AIAA Aerospace Sciences Meeting and Exhibit (Reno, USA, 2006) AIAA-2006-611

69. Niemi К., Schulz-von der Gathen V., Doebele II.F. Absolute calibration of atomic density measurements by laser-induced fluorescence spectroscopy with two-photon excitation // Л. Phys. D: Appl. Phys. 34 (2001) 2330-2335

70. Словецкий Д.И. Механизмы химических реакций в неравновесной плазме // М.: Наука 1980

71. Lukhovitskii B.I., Starik A.M., Titova N.S. Activation of chain processes in combustible mixtures by laser excitation of molecular vibrations of reactants // Combustion, Explosion, and Shock Waves 41 (2005) 386-394

72. Starikovskii A.Yu. Initiation of ignition by the action of a high-current pulsed discharge on a gas // Combustion, Explosion, and Shock Waves 39(6) (2003) 619-626

73. Von Elbe G., Lewis B. Mechanism of the thermal reaction between hydrogen and oxygen // J.Chem.Phys. 10 (1942) 366-393

74. Konnov A. Detailed reaction mechanism for small hydrocarbons combustion http://homepages.vub.ac.be/akonnov/

75. Campbell C.S., Egolfopoulos F.N. Kinetic paths to radical-induced ignition of methane/air mixtures // Comb. Sci. Technol. 177 (2005) 2275-2298

76. Takita К., Ли Y. Effect of radical addition on extinction limits of H2 and CH4 Flames // 44th AIAA Aerospace Sciences Meeting and Exhibit (Reno, USA, 2006) AIAA-2006-1209

77. Aleksandrov N.L., Kindysheva S.V., Kirpichnikov A.A., Kosarev I.N., Starikovskaia S.M., Starikovskii A.Yu. Plasma decay in N2, C02 and H2 О excited by high-voltage nanosecond discharge // Л. Phys. D: Appl. Phys. 40 (2007) 4493-4502

78. Starikovskaia S.M. Plasma assisted ignition and combustion // Л.РЬуз.Б: Appl.Phys. 39 (2006) 265-299

79. Bozhenkov S.A, Starikovskaia S.M., Starikovskii A.Yu. Nanosecond gas discharge ignition of H2 and СНЛ containing mixtures // Combust. Flame 133 (2003) 133-146

80. Starik A.M., Titova N.S. Possibility of initiation of combustion of СНл-02 (air) mixtures with laser-induced excitation of 02 molecules // Combustion, Explosion, and Shock Waves 40(5) (2005) 499-510

81. Starikovskaia S.M., Kukaev E.N., Kuksin A.Yu., Nudnova M.M., Starikovskii A.Yu. Analysis of the spatial uniformity of the combustion of a gaseous mixture initiated by a nanosecond discharge // Combust. Flame 139 (2004) 177—187

82. Starikovskaia S.M., Anikin N.B., Pancheshnyi S.V., Zatsepin D.V., Starikovskii A.Yu. Pulsed breakdown at high overvoltage: development, propagation and energy branching // Plasma Sources Sei. Technol. 10 (2001) 344-355

83. Kee R.7., Miller Л.А., Jefferson Т.Н. Report No. SAND 80-8003 (Sandia National Laboratory, Livermore, CA, 1980)

84. Gear C.W. The automatic integration of ordinary differential equations // Comm. of the ACM 14(3) (1971) 176-179

85. Eliasson В., Kogelschatz U. Basic data for modeling of electric discharge in gases: oxygen Report KLR-86-11C // Report Brown Boveri Forschungszentrum CH-5405 Baden, 1986

86. Ionin A.A., Kochetov I.V., Napartovich A.P., Yuryshev N.N. 2007 J. Phys. D: Appl. Phys. 40 25-61

87. Hagelaar G.J.H., Pitchford L. C. 2005 Plasma Sources Sei. Tehnol. 14 722-733

88. Tachibana K. 1989 Phys. Rev. A34 1007-1015

89. Kossyi I.A., Kostinsky A.Yu., Matveyev A.A., Silakov V.P. // Plasma Sources Sei. Technol. 1 (1992) 207-220

90. Mitchell Л.В.А. // Phys. Reports 186 (1990) 215-248

91. Bates D.R. // Astrophys. Л. 306 (1986) 45-47

92. McEwan М.Л., Phillips L.F. Chemistry of the atmosphere // Edward Arnold Publ., London 1975

93. Delcroix Л L, Ferreira С M and Ricard A 1976 Metastable atoms and molecules in ionized gases In: Principles of laser plasma, G Bekefi (Ed.) // New York: Wiley 176-244

94. Velazco J E, Kolts Л H , Setser D W 1978 ,7. Chem. Phys. 69 4357—73

95. Смирнов Б.М. Возбуждённые атомы // M.: Энергоиздат 1982

96. Balamuta Л., Golde M.F., Mole A.M. 1985 J. Chem. Phys. 82 3169—78

97. Жуков В.П., Сеченов В.А., Стариковский А.Ю. Самовоспламенение бедной смеси пропан-воздух при высоких давлениях // Кинетика и катализ 46(3) (2005) 319-327

98. Petersen E.L., Davidson D.F., Hanson R.K. 1999 Comb, and Flame 117 272—90

99. Curran Н.Л., Gaffuri P., Pitz W.J., Westbrook C.K. 1998 Comb, and Flame 114 149-77

100. Frenklach M., Wang H., Goldenberg M., Smith G.P., Golden D.M., Bowman C.T., Hanson R.K., Gardiner W.C., Lissianski V. 1995 GRT Topical Report No. GRI-95/0058

101. Warnatz Л. Critical survey of elementary reaction rate cofficients in the C/H/O system In: Gardiner W. C. (ed). Combustion chemistry // Springer-Verlag, N.Y. 1984

102. Kosarev I.N., Aleksandrov N.L., Kindysheva S.V., Starikovskaia S.M., Starikovskii A.Yu. Kinetic mechanism of plasma-assisted ignition of hydrocarbons // .l.Phys.D: Appl.Phys. 41 (2007) 032002 (6pp) doi:10.1088/0022-3727/41/3/032002.

103. Kosarev I.N., Aleksandrov N.L. Kindysheva S.V., Starikovskaia S.M., Starikovskii A.Yu. Kinetics of ignition of saturated hydrocarbons by nonequilibrium plasma: СЩ-containing mixtures // Combust. Flame 154 (2008) 569—586.

104. Kosarev I.N., Starikovskaia S.M., Starikovskii A.Yu. The kinetics of autoignition of rich N20-H2-02-Ar mixtures at high temperatures 11 Combust. Flame 151 (2007) 61-73

105. Заслонко И.С., Лосев С.А., Можжухин Е.В., Мукосеев Ю.К. // Кинетика и катализ 21 (1980) 311

106. Зуев А.П., Стариковский А.Ю. Реакции с оксидами азота. Мономолекулярный распад N20 // Химическая физика 10(1) (1992) 80—99

107. Зуев А.П., Стариковский А.Ю. Реакции с участием окислов азота при высоких температурах. Реакции NO I О I М —> NG2 I М//Химическая физика 10(2) (1991) 190 199

108. Зуев А.П., Стариковский А.Ю. Реакции в системе N2O-H2 при высоких температурах // Химическая физика 10(3) (1992) 520 540

109. Азатян В.В., Александров Е.Н., Тротпин А.Ф. Скорости инициирования цепей в реакциях водорода и деитерия с кислородом // Кинетика и ктализ 16 (1975) 306

110. Baldwin R.R., Gethin A., Walker R.W. Reaction of Hydrogen Atoms with Nitrous Oxide 11 Л. Chem. Soc. Faraday Trans. 69 (1973) 352

111. Albers E.A., Hoyermann K., Schacke H., Schmatjko К.Л., Wagner H.Gg., Wolfrum Л. Absolute Rate Coefficients for the Reaction of H—Atoms with N20 and Some Reactions of CN Radicals // Symp. Int. Combust. Proc. 15 (1975) 765

112. Walker R.W. Comments on an Assessment of Rate Data for High-Temperature System 11 Symp. Int. Combust. Proc. 14 (1973) 117

113. Fenimore C.P., .Tones G.W. Rate of reaction in hydrogen, nitrous oxide and in some other flames // Л. Phys. Chem. 63 (1959) 1154

114. Dixon-Lewis G., Sutton M.M., Williams A. The reaction of hydrogen atoms with nitrous oxide H J. Chem. Soc. (1965) 5724

115. Balakhnine V.P., Vandooren J., Van Tiggelen P.J. B.eaction mechanism and rate constants in lean hydrogen-nitrous oxide flames // Combust. Flame 28 (1977) 165

116. Dean A.M., Steiner D.C., Wange E.E. A shock tube study of the H2/02/C0/Ar and H2/N20/C0/Ar systems: measurements of the rate constant for H I N20 = N2 I OH // Combust. Flame 32 (1978) 73

117. Glass G.P., Quy R.B. Measurement of high temperature rate constants using a discharge flow shock tube 11.1. Phys. Chem. 83 (1979) 30

118. Dean A.M., Johnson R.L., Steiner D.C. Shock-tube studies of formaldehyde oxidation // Combust. Flame 37 (1980) 41

119. Lewis R.S., Watson R.T. Temperature dependence of the reaction 0(SP) + OH — 02 + H11 J. Phys. Chem. 84 (1980) 3495

120. Howard M.J., Smith I.W.M. Direct rate measurements on the reactions N + OH — NO

121. H and 0 I OH = 02 I H from 250 to 515 K // J. Chem. Soc. Faraday Trans. 77 (1981) 997

122. Pirraglia A.N., Michael J.V., Sutherland J.W., Klemm R.B. A flash photolysis-shock tube kinetic study of the H atom reaction with 02: H I 02 = OH I 0 (962 K<T<1705 K) and H -/- 02 + At II02 + Ar (746 K<T<987 K) // ,7. Phys. Chem. 93 (1989) 282

123. Shin K.S., Michael J.V. Rate constants for the reactions H / 02 = OH / 0 and D I02 — OD + 0 over the temperature range 1085 2278 K by the laser photolysis-shock tube technique 11 J. Chem. Phys. 95 (1991) 262-273

124. Baulch D.L., Cobos C.J., Cox R.A., Esser C., Frank P., Just Th., Kerr J.A., Pilling M.J., Troe J., Walker R.W. Warn at/ J. Evaluated kinetic data for combustion modelling // J. Phys. Chem. Ref. Data 21 (1992) 411-429

125. Kurzius S.C., Boudart M. Kinetics of the branching step in the hydrogen-oxygen reaction 11 Combust. Flame 12 (1968) 477-491

126. Westenberg A.A., DeHaas N., Roscoe J.M. B.adical reactions in an electron spin resonance cavity homogeneous reactor // J. Phys. Chem. 74 (1970) 3431-3438

127. Klimo V., Bittererova M., Biskupic S., Urban J., Micov M Temperature dependences in the O / OH = 02 I H reaction. Quasiclassical trajectory calculation // Collect. Czech. Chem. Commun. 58 (1993) 234-243

128. Cobos C.J., Hippler H., Troe J. High-pressure falloff curves and specific rate constants for the reactions H I 02 = H02 = IIO I O jj J. Phys. Chem. 89 (1985) 342

129. Tsaug W., Hampson R.F. Chemical kinetic data base for combustion chemistry. Part I. Methane and related compounds // J. Phys. Chem. R.ef. Data 15 (1986) 1087

130. Warnatz J. Rate coefficients in the G/II/O system. In "Combustion Chemistry", ed. W.C.Gardiner,Jr. // Springer-Verlag, NY, 1984 197

131. Kaufman F., Del Greco F.P. Fast reactions of OH radicals // Symp. Int. Combust. Proc. 9 (1963) 659

132. Dean A.M. Shock Tube Studies of the N20/Ar and N20/H2/Ar Systems // Int. J. Chem. ICinet. 8 (1976) 459

133. Hidaka Y. Takuma H., Suga M. Shock-tube studies of N20 decomposition and N20-H2 reaction // Bull. Chem. Soc. Jpn. 58 (1985) 2911

134. Sulzmann K.G.P., Kline J.M., Penner S.S. Shock-Tube Studies of N20-Decomposition 11 Symp. Int. Shock Tubes Waves Proc. 12 (1980) 465

135. Henrici H., Bauer S.II. Kinetics of the nitrous oxide-hydrogen reaction // J. Chem. Phys. 50 (1969) 1333

136. Fenimore C.P. Jones G.W. Rate of the reaction, O I N20 = 2NO // Symp. Int. Combust. Proc. 8 (1962) 127-133

137. Tsang W., Herron XT. Chemical kinetic data base for propellant combustion. I. Reactions involving NO, N02, HNO, IIN02, HCN and N20 // J. Phys. Chem. R.ef. Data 20 (1991) 609-663

138. Soloukhin R.I. Thermal decompositin kinetics of N20 in shock waves // Dokl. Phys. Chem. 207 (1972) 912

139. Baber S.C., Dean A.M. N20 Dissociation behind reflected shock waves 11 Int. J. Chem. Kinet. 7 (1975) 381

140. Monat J.P., Hanson R.K., Kruger C.H. Kinetics of nitrous oxide decomposition // Combust. Sci. Technol. 16 (1977) 21

141. Belles F.E., Brabbs T.A. Experimental verification of effects of turbulent boundary layers on chemical-kinetic measurements in a shock tube // Symp. Int. Combust. Proc. 13 (1971) 165

142. Jachimowski C.1., Houghton W.M. Shock-tube study of the initiation process in the hydrogen-oxygen reaction // Combust. Flame 17 (1971) 25

143. Semenov N. On the constants of the reactions H + 02 — OH + O and H2 + 02 — 20H 11 Acta Physicochim. URSS 20 (1945) 292

144. Balakhnin V.P., Gershenzon Yu.M., Kondrat'ev V.N., Nalbandyan A.B. A quantitative study of the mechanism of hydrogen combustion close to the lower explosion limit // Dokl. Phys. Chem. 170 (1966) 659

145. Ripley D.L., Gardner W.C. Shock-tube study of the hydrogen-oxygen reaction. II. Role of exchange initiation // Л. Chem. Phys. 44 (1966) 2285

146. Pancheshnyi S.V., Lacoste D.A., Bourdon A., Laux C. 2006 IEEE Trans, on Plasma Sei. 34(6) 2478-2487

147. W.L. Morgan, Adv. At. Mol. Opt. Physics 43 (2000) 79-110.

148. Capitelli M., Ferreira C.M., Gordiets B.F., Osipov A.I. Plasma kinetics in atmospheric gases // Springer, Berlin, 2000.

149. Becker K.H., Kogelschats! U., Schoenbach K.H., Barker R.J. (Eds.) Non-equilibrium air plasma at atmospheric pressure// IOP, Bristol, 2004.

150. Окабе X. Фотохимия малых молекул // М.: Мир, 1981

151. Krishnan K.S., Ravikumar R. // Combust. Sei. Technol., 24 (1981) 239-245.

152. II.F. Winters // J. Chem. Phys., 63 (1975) 3462-3466.

153. S. Motlagh, Л.Н. Moore // Л. Chem. Phys., 109 (1998) 432-438.

154. G.P. Smith, Л. Luque, C. Park, Л.В. Лейтпез, D.R. Crosley // Combust. Flame, 131 (2002) 59-69

155. Horning D.Ch. High-Temperature Gasdynamic Laboratory, Department of Mechanical Engineering, Stanford University, Липе 2001, Report TSD—135, 148.

156. C.Q. Л5ао, С.А. ОеЛоэерЬ, A. Garscadden // Л-Phys.D: Appl.Phys. 40 (2007) 409—414.

157. A. Burcat, A. Lifshitz, K. Scheller // Comb, and Flame 16 (1971) 29 33.

158. Л.М. Rodrigues, A. Agneray, X. Лаптеис, M. Bellenoue, S. Labuda, C. Leys, A.P. Cher-nukho, A.N. Migoun, A. Cenian, A.M. Savel'ev, N.S. Titova, A.M. Starik // Plasma Sources Sei. Technol. 16 (2007) 161—172.

159. Y. Hidaka, M. Nagayama, M. Suga, // Bull. Chem. Soc. Лрп 51 (1978) 1659-1644.

160. Y. Hidaka et al., // Mass Spectroscopy 29 (1981) 191-198.

161. Y. Hidaka, A. Ikoma, H. Kawano, M. Suga, Int. J. Mass. // Spectrom. Ion Phys. 48 (1983) 71-74.

162. C. Praxmarer, A. Hansel, W. Lindinger, Z. Herman // J. Chem. Phys. 109 (1998) 42464252.

163. Carlins J.J., Clark R.G. Ozone generation by corona discharge 11 Handbook of ozone technology and applications 1(2) (1982) 41