НАЗВАНИЕ СТАТЬИ:
Изучение кинетики окисления 2-пентанола за ударными волнами

СПИСОК АВТОРОВ:
Быстров Н.С., Емельянов А.В., Курбатова Е.С., Яценко П.И.

СПИСОК АВТОРОВ (С РАСШИФРОВКОЙ):
Быстров Никита Сергеевич, Емельянов Александр Валентинович, Курбатова Елизавета Сергеевна, Яценко Павел Иванович

DOI:
https://doi.org/10.33849/2025106

ПОСТУПИЛА В РЕДАКЦИЮ:
9 декабря 2024 г.

ЖУРНАЛ:
Вестник Объединенного института высоких температур

ТОМ:
17

ГОД:
2025

СТРАНИЦЫ:
25-31

РУБРИКА:
Горение и детонация

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА:
горение, окисление, биотопливо, ударные волны, атомно–резонансная абсорбционная спектроскопия, АРАС, кинетическое моделирование, 2–пентанол

КОДЫ КЛАССИФИКАТОРОВ:
УДК 544.4, ВАК 1.4.4

АННОТАЦИЯ:
Работа посвящена экспериментальным и численным исследованиям окисления  mbox{смеси} 2-пентанола с молекулярным кислородом в условиях сильного разбавления в аргоне при температурах 1600--3000 К и давлениях 2--3 бар. Изучена кинетика реакций 2-пентанола, и осколков его распада, с атомами и молекулами кислорода. Проведены количественные время-разрешенные измерения образования и потребления кислорода O($^{3}$P) во время окисления  mbox{2-пента}нола с использованием высоковакуумной ударной трубы и прецизионного метода атомно-резонансной абсорбционной спектроскопии. Экспериментальные данные были смоделированы численно с использованием новой кинетической модели горения высокомолекулярных спиртов Dayma~ textit{et al}.  mbox{На~основании} проведенного кинетического анализа путей образования продуктов и чувствительности констант скоростей элементарных реакций были определены ключевые реакционные пути окисления  mbox{2-пента}нола и рассмотрены способы повышения предсказательных способностей тестируемой модели. Сведения, полученные в ходе комплексного кинетического исследования, представляют новую информацию об особенностях взаимодействия высокомолекулярных спиртов с кислородом, и будут полезны при разработке и валидации моделей горения оксигенатов, необходимых для реализации их чистого и эффективного сжигания.

TITLE:
Study of the kinetics of 2--pentanol oxidation behind shock waves

AUTHORS:
Bystrov N.S., Emelianov A.V., Kurbatova E.S., Yatsenko P.I

KEYWORDS:
combustion, oxidation, biofuels, shock waves, atomic resonance absorption spectroscopy, ARAS, kinetic modeling, 2-pentanol

ABSTRACT:
The paper is devoted to experimental and numerical studies of the oxidation of 2–pentanol mixture with molecular oxygen under conditions of strong dilution in argon at temperatures of 1600--3000~K and pressures of 2--3 bar. The kinetics of reactions of 2–pentanol and its decay fragments with oxygen atoms and molecules were studied. Quantitative time-resolved measurements of the formation and consumption of oxygen O($^{3}$P) during the oxidation of 2--pentanol were carried out using a high-vacuum shock tube and a precision method of atomic–resonance absorption spectroscopy. The experimental data were simulated using a new kinetic model of combustion of high-molecular alcohols by Dayma et al. The predictive efficiency of the model was estimated by comparing the numerical and experimental data. Based on the kinetic analysis of the product formation pathways and the sensitivity of the rate constants of elementary reactions, the key reaction pathways of 2--pentanol oxidation were determined and ways to improve the predictive capabilities of the tested model were considered. The data obtained during the complex kinetic study provides new information on the features of the interaction of high-molecular alcohols with oxygen and will be useful in the development and validation of oxygenate combustion models required to implement clean and efficient combustion.