The Role of Radicals in the Conversion of Trifluoromethane in the Flame of Methane–Oxygen Mixtures

S. N. Kopylov; Копылов С. Н.; P. S. Kopylov; Копылов П. С.; I. P. Eltyshev; Елтышев И. П.; I. R. Begishev; Бегишев И. Р.

doi:10.31857/S004445372311016X

Роль радикалов при превращении трифторметана в пламени смесей метана с кислородом

Авторы: Копылов С.Н.¹^,2, Копылов П.С.³, Елтышев И.П.³, Бегишев И.Р.³
Учреждения:
1. Всероссийский научно-исследовательский институт противопожарной обороны
2. Национальный исследовательский ядерный университет “МИФИ”
3. Академия государственной противопожарной службы
Выпуск: Том 97, № 11 (2023)
Страницы: 1674-1680
Раздел: ФИЗИЧЕСКАЯ ХИМИЯ ПРОЦЕССОВ ГОРЕНИЯ И ВЗРЫВА
Статья получена: 26.12.2023
Статья опубликована: 01.11.2023
URL: https://ogarev-online.ru/0044-4537/article/view/233083
DOI: https://doi.org/10.31857/S004445372311016X
EDN: https://elibrary.ru/DNLBCS
ID: 233083

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ
Доступ закрыт

Доступ предоставлен
Доступ закрыт

Только для подписчиков

Аннотация
Об авторах
Список литературы
Дополнительные файлы
Статистика

Аннотация

На основании известных экспериментальных данных по концентрациям промежуточных веществ и с учетом только тех элементарных реакций, кинетические параметры которых известны, выполнен расчет механизма превращения CF₃H в пламени смесей метана с кислородом различного состава. Показано, что CF₃H в пламени смеси СН₄/О₂ деструктурирует в реакциях с H, О и ОН без регенерации, что опровергает распространенные до настоящего времени классические представления о том, что превращение исходных реагентов в пламени протекает по молекулярному пути. В богатой смеси превращение в основном протекает за счет реакций CF₃H, CF₃, СF₂, COF₂ с атомарным водородом, за счет конкуренции со стадией разветвления реакционных цепей обеспечивающих ингибирование горения метана в кислороде. В стехиометрической и особенно в бедной смеси возрастает роль окислительных процессов с участием О и ОН, и эффект ингибирования слабеет. Полученная схема качественно описывает всю известную экспериментальную картину, наблюдаемую при горении смесей СН₄/O₂/CF₃H.

Ключевые слова

трифторметан, горение метана, ингибирование, механизм деструкции

Список литературы

ISO 14520-1: 2000 Gaseous fire-extinguishing systems – Physical properties and system design
Максимов Б.Н., Барабанов В.Г., Серушкин И.Л. и др. Промышленные фторорганические продукты. СПб.: Химия, 1996. 544 с.
The Kigali Amendment (2016): The amendment to the Montreal Protocol agreed by the Twenty-Eighth Meeting of the Parties (Kigali, 10-15 October 2016) http://ozone.unep.org/montreal-protocol-substances-deplete-ozone-layer/81853/2197
Shebeko Yu.N., Azatyan V.V., Kopylov S.N. et al. // Combustion and Flame. 2000. V. 121. P. 542.
Kopylov S.N., Nikonova E.V., Dorofeeva S.M., Bychkov V.D. Proceedings of the 6th International Seminar on Flame Structure – Brussels: Free University of Brussels, 2008. 11 p.
Luo C., Dlugogorski B.Z., Kennedy E.M. Proceedings of the 7th HOTWC. 2004. NIST special pub. 984-2.
Noto T., Babushok V., Hamins A., Tsang W. // Combustion and Flame. 1998. V. 112. P. 147.
Williams B.A., L’Esperance D.M., Fleming J.W. // Ibid. 2000. V. 120. P. 160.
Roessler J.F. Proc. Combust. Inst. 1998. V. 27. P. 287.
Musick M., Van Tiggelen P.J. // Bull. Soc. Chim. Belg. 1996. V. 105. P. 555.
Matsugi A., Shiina H. // Bull. Chem. Soc. Jpn. 2014. V. 87. P. 890.
Herron J.T. J. // Phys. Chem. Ref. Data. 1988. V. 17. P. 967.
Srivason N.K., et al. // J. Phys. Chem. 2007. V. A111. P. 6822.
Гардинер У. Химия горения. М.: Мир, 1988. 464 с.
Кондратьев В.Н. Константы скорости газофазных реакций. М.: Наука, 1970.
Takahashi K. et al. // J. Phys. Chem. 1998. V. A102. P. 8339.
Marshall P. et al. Proceedings of the 7th HOTWC. 2004. NIST sp. pub. 984-2. P. 262.
Tsai C., Fadden D.L. // J. Phys. Chem. 1989. V. 93. P. 2471.
Yu H. et al. // Environ. Sci. Technol. 2005. V. 39. P. 3020.
Yamamori Y., Takashi K., Inomata T. // J. Phys. Chem. 1999. V. A103. P. 8803.
Richter H., Vandooren J., Van Tiggelen P.J. // J. Phys. Chem. 1994. V. 91. P. 1748.
Burgess D.R.F. et al. Thermochemical and Chemical Kinetic Data for Fluorinated Hydrocarbons. NIST Technical Note 1412. 1995.
Garrett B.C., Truhlar D.G. // J. Am. Chem. Soc. 1979. V. 101. P. 5207.
Richter H., Vandooren J., Van Tiggelen P.J. Symp. Int. Combust. Proc. 1994. V. 25. P. 825.
Knyazev V.D., Bencsura A., Slage I.R. // J. Phys. Chem. 1997. V. A101. P. 849.
Копылов С.Н. Дис. … докт. техн. наук. М.: ВНИИПО, 2001.
Ryan K.R., Plumb I.C. // Plasma Chem. Plasma Process. 1984. V. 4. P. 271.
Франк-Каменецкий Д.А. Диффузия и теплопередача в химической кинетике. М.: Наука, 1987. 491 с.
Франк-Каменецкий Д.А. Основы макрокинетики, диффузия, теплопередача в химической кинетике. Долгопрудный: “Интеллект”, 2008. 407 с.
Льюис Б., Эльбе Г. Горение, пламя и взрывы в газах. М.: Мир, 1968. 592 с.