Численное моделирование окисления водорода при высоких давлениях с помощью глобальной кинетики

Abstract

На основе расчетов процессов самовоспламенения водородно-воздушных смесей в гомогенных химических реакторах с привлечением уравнений детального кинетического механизма разработано новое уравнение глобальной кинетики (макрокинетики) окисления водорода при высоких давлениях. Выбор детального кинетического механизма, достаточно хорошо описывающего процессы при высоких давлениях, произведен на основе сравнительного анализа значительного количества литературных источников, часть из которых приведены в работе. Сравнение различных детальных кинетических механизмов производилось путем тестирования процессов самовоспламенения водорода в идеализированных гомогенных реакторах постоянного объема и постоянного давления с помощью численного моделирования системы обыкновенных дифференциальных уравнений, описывающих процессы самовоспламенения водорода. Полученное уравнение макрокинетики описывает скорость процессов окисления водорода, которые в альтернативном случае детального кинетического механизма необходимо моделировать с привлечением нескольких десятков дифференциальных уравнений. Новое уравнение макрокинетики водорода предназначено для численного моделирования физико-химических процессов при разработке новых технологий и энергетических устройств.

Keywords

• окисление водорода
• глобальная кинетика
• макрокинетика
• гомогенные реакторы
• математические модели
• численное моделирование