НАЗВАНИЕ СТАТЬИ:
Экспериментальное исследование образования полиароматических углеводородов при~пиролизе бензола за ударными волнами

СПИСОК АВТОРОВ:
Дракон А.В., Коршунова М.Р., Михеева Е.Ю.

DOI:
https://doi.org/10.33849/2019207

ПОСТУПИЛА В РЕДАКЦИЮ:
2 июля 2019 г.

ЖУРНАЛ:
Вестник Объединенного института высоких температур

ТОМ:
3

ГОД:
2019

СТРАНИЦЫ:
37-42

РУБРИКА:
Горение и детонация

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА:
полиароматические углеводороды; ПАУ; лазерно-индуцированная флюоресценция, ЛИФ; сажеобразование; пиролиз бензола; ударные волны

КОДЫ КЛАССИФИКАТОРОВ:
ГРНТИ 31.15.27

АННОТАЦИЯ:
В данной работе впервые был применен метод лазерно-индуцированной флюоресценции для диагностики полиароматических углеводородов (ПАУ) при пиролизе бензола за ударными волнами при температурах 1200--1800~K. Проведена идентификация ключевых ПАУ, включая бензол (${ rm C_6H_6}$), нафталин (${ rm C_{10}H_8}$ или ${ rm A_2}$), антроцен (${ rm C_{14}H_{10}}$ или ${ rm A_3}$), пирен (${ rm C_{16}H_{10}}$ или ${ rm A_4}$), по спектральной зависимости интенсивности флюоресценции. Получены температурные зависимости эволюции общего спектрального сигнала флюоресценции от ПАУ для разных моментов времени от начала процесса пиролиза. Проведено кинетическое моделирование временных профилей мольных долей ключевых для процесса сажеобразования ПАУ, образующихся при пиролизе бензола при различных температурах. Показано, что крупные ПАУ, состоящие из 4-х и более ароматических колец, являются предшественниками появления конденсированной фазы, и вероятно являются зародышами углеродных наночастиц.

TITLE:
Experimental study of polyaromatic hydrocarbons growth during the pyrolysis of benzene behind shock waves

AUTHORS:
Drakon A.V., Korshunova M.R., Mikheyeva E.Yu.

KEYWORDS:
polyaromatic hydrocarbons; PAH; laser-induced fluorescence, LIF; soot formation; benzene pyrolysis; shock waves

ABSTRACT:
Polyaromatic hydrocarbons (PAHs) are important intermediates in the formation of soot during pyrolysis and combustion of various fuels. In addition, PAHs themselves are harmful substances for human health and in terms of environmental pollution. In this work, the laser-induced fluorescence method was used for the first time to diagnose the growth of PAHs during the pyrolysis of benzene behind shock waves at temperatures between 1200 and 1800 K. Key PAHs were identified, including benzene (C6H6), naphthalene (C10H8) or A2, antrocene (C14H10 or A3), pyrene (C16H10 or A4) , according to the spectral dependence of the fluorescence intensity. The temperature dependences of the evolution of the total spectral fluorescence signal from growing PAHs for different moment of time of the benzene pyrolysishave been obtained. Kinetic modeling of temporal profiles of molar fractions of the key PAHs for the soot formation during the pyrolysis of benzene at different temperatures was carried out. It is shown that large PAHs consisting of 4 or more aromatic rings are precursors to the appearance of a condensed phase, and are likely to be nuclei of carbon nanoparticles.