НАЗВАНИЕ СТАТЬИ:
Исследование кинетики окисления н-пентанола молекулярным кислородом за ударными волнами

СПИСОК АВТОРОВ:
Быстров Н.С., Емельянов А.В., Ерёмин А.В., Яценко П.И.

СПИСОК АВТОРОВ (С РАСШИФРОВКОЙ):
Быстров Никита Сергеевич, Емельянов Александр Валентинович, Ерёмин Александр Викторович, Яценко Павел Иванович

DOI:
https://doi.org/10.33849/2023211

ПОСТУПИЛА В РЕДАКЦИЮ:
3 ноября 2023 г.

ЖУРНАЛ:
Вестник Объединенного института высоких температур

ТОМ:
10

ГОД:
2023

СТРАНИЦЫ:
36-46

РУБРИКА:
Горение и детонация

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА:
горение, окисление, биотопливо, ударные волны, атомно-резонансная абсорбционная спектроскопия, АРАС, кинетическое моделирование, н-пентанол

КОДЫ КЛАССИФИКАТОРОВ:
УДК 544.4, ВАК 01.04.17

АННОТАЦИЯ:
Работа посвящена экспериментальному исследованию взаимодействия н-пентанола с молекулярным кислородом при температурах 1700--3000~К и давлениях 2--3 бар. Изучена кинетика реакций молекул н-пентанола с молекулами и атомами кислорода, образующимися при диссоциации O$_{2}$ в ультраразбавленных смесях 10 ppm O$_{2}$ + 10 ppm n-C$_{5}$H$_{11}$OH + Ar за отраженными ударными волнами. Количественные измерения временных профилей концентрации атомов кислорода в основном электронном состоянии O($^{3}$P) проводились прецизионным методом атомно-резонансной абсорбционной спектроскопии на резонансной линии атома кислорода 130.5~нм в вакуумном УФ-спектре. Наряду с экспериментальными измерениями проведен кинетический анализ результатов моделирования процессов окисления н-пентанола с использованием иерархической кинетической схемы горения оксигенатов  textit{Polimi}. Данные, полученные в ходе комплексного исследования, предоставляют  новую ценную информацию об особенностях взаимодействия н-пентанола с атомарным и молекулярным кислородом при высоких температурах для валидации существующих моделей горения биотоплив и разработки новых надежных кинетических схем, являясь еще одним шагом на пути к чистому и эффективному горению.

TITLE:
Study of the kinetics of n-pentanol oxidation by molecular oxygen behind shock waves

AUTHORS:
Bystrov N.S., Emelianov A.V., Eremin A.V., Yatsenko P.I.

KEYWORDS:
combustion, oxydation, biofuels, shock waves, atomic resonance absorption spectroscopy, ARAS, kinetic modeling, n-pentanol

ABSTRACT:
The work is devoted to an experimental study of the interaction of n-pentanol with molecular oxygen at temperatures of 1700--3000~K and pressures of 2--3~bar. The kinetics of reactions of n-pentanol molecules with oxygen molecules and atoms formed during the dissociation of O$_{2}$ in ultradiluted mixtures of 10 ppm O$_{2}$ + 10 ppm n-C$_{5}$H$_{11}$OH + Ar behind reflected shock waves is studied. The quantitative measurements of the time profiles of the concentration of oxygen atoms in the ground electronic state O($^{3}$P) were carried out using the precision method of atomic resonance absorption spectroscopy on the resonant vacuum-UV line line of the oxygen atom at 130.5~nm. Along with experimental measurements, a kinetic analysis of the n-pentanol oxidation processes was carried out using the Polimi hierarchical kinetic scheme of the combustion of oxygenates. Data obtained during a comprehensive study provide new valuable information about the interaction of n-pentanol with atomic and molecular oxygen at high temperatures for the validation of existing biofuel combustion models and the development of new reliable kinetic schemes, being another step towards clean and efficient combustion.