Образование углеродных кластеров в волнах горения и детонации газовых смесей
А. А. Васильев, А. В. Пинаев
Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, 630090 Новосибирск
Gasdet@hydro.nsc.ru, avpin@ngs.ru
Ключевые слова: детонация, горение, конденсация углерода, сажа, нанотрубки, фуллерены, фракталы
Страницы: 81-94
Аннотация
Представлены расчетные и экспериментальные результаты исследований образования углеродных кластеров при распространении волн горения и детонации в обогащенных ацетиленокислородных и ацетиленовоздушных смесях. Эксперименты проведены в трубах различного диаметра (в том числе — заполненных пористой средой) при широком варьировании начального давления и соотношения горючее — окислитель. Обнаружено большое разнообразие углеродных кластеров, образующихся при различных режимах сгорания смеси. Характерный размер частиц сконденсированного углерода 15÷100 нм. При детонации в пористой среде размер углеродных частиц 15÷45 нм, в некоторых опытах образуются отдельные крупные фуллереноподобные частицы размерами 150, 400 и 950 нм. Установлено, что доля конденсированного углерода по отношению к общему количеству углерода в исходной смеси зависит от типа волн, при этом детонация характеризуется минимальным "выходом" конденсата. Количество конденсата возрастает при увеличении концентрации ацетилена в смеси и начального давления. Размеры углеродных частиц при горении больше, чем при детонации. Охлаждение продуктов реакции замедляет конденсацию и останавливает рост углеродных частиц.
|
