Каталитическое воспламенение смесей дейтерий – монооксид углерода с воздухом при общем давлении до 2 атм над поверхностью металлического родия

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Проведены экспериментальные исследования горения смесей дейтерия с монооксидом – углерода на воздухе над катализатором – металлическим родием при общем давлении до 2 атм и начальных температурах 20–300 °С с целью установления зависимостей пределов каталитического воспламенения на поверхности родия от температуры. Установлены закономерности каталитического воспламенения стехиометрических смесей дейтерий– монооксид углерода – воздух над поверхностью металлического родия при давлениях 1–2 атм и температурах 20–300 °С с использованием гиперспектрометров в интервале длин волн 400–1650 нм и высокоскоростной киносъемки. Показано, что температурные зависимости нижнего каталитического предела воспламенения стехиометрических смесей D2 + CO + воздух и H2 + CO + воздух над поверхностью металлического родия при давлениях выше 1 атм близки. Показано, что начальный очаг воспламенения смеси D2 + CO + воздух возникает на поверхности катализатора; в последующих экспериментах при тех же условиях место возникновения исходного очага изменяется. Выявлено, что поверхностный слой адсорбированного монооксида углерода восстанавливается при каждом последующем напуске горючей смеси, содержащей СО, при приближении к нижнему каталитическому пределу воспламенения. Получены видимый и инфракрасный спектры горения смесей D2-CO-воздух. Сравнение спектров горения в видимом диапазоне стехиометрической смеси 30% D2 – 70% CO–воздуха и 17% D2 – воздуха позволило установить, что разогрев в присутствии СО значительно выше, чем при горении дейтерия. В ИК-спектре зарегистрированы полосы тяжелой воды.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

К. Я. Трошин

Федеральный исследовательский центр химической физики им. Н.Н.Семёнова Российской академии наук

Email: nmrubtss@mail.ru
Россия, Москва

Н. М. Рубцов

Институт структурной макрокинетики и материаловедения им. А.Г. Мержанова Российской академии наук; Объединенный институт высоких температур Российской академии наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: nmrubtss@mail.ru
Россия, Черноголовка; Москва

В. И. Черныш

Институт структурной макрокинетики и материаловедения им. А.Г. Мержанова Российской академии наук

Email: nmrubtss@mail.ru
Россия, Черноголовка

Г. И. Цветков

Институт структурной макрокинетики и материаловедения им. А.Г. Мержанова Российской академии наук

Email: nmrubtss@mail.ru
Россия, Черноголовка

И. О. Шамшин

Федеральный исследовательский центр химической физики им. Н.Н.Семёнова Российской академии наук

Email: nmrubtss@mail.ru
Россия, Москва

Ю. А. Измайлова

АО “Научно-технический центр “Реагент”

Email: nmrubtss@mail.ru
Россия, Москва

А. П. Калинин

Институт проблем механики им. А.Ю. Ишлинского Российской академии наук

Email: nmrubtss@mail.ru
Россия, Москва

А. А. Леонтьев

АО “Научно-технический центр “Реагент”

Email: nmrubtss@mail.ru
Россия, Москва

А. И. Родионов

Федеральный исследовательский центр химической физики им. Н.Н.Семёнова Российской академии наук; АО “Научно-технический центр “Реагент”

Email: nmrubtss@mail.ru
Россия, Москва; Москва

Список литературы

  1. Rubtsov N.M., Troshin K.Ya., Alymov M.I. Catalytic ignition of hydrogen and hydrogen-hydrocarbon blends over noble metals. Springer Intern. Publ., 2023. ISSN 978-3-031-28415-1.
  2. Zhaolei Zheng F., Zhu Z. // ACS Omega. 2022. 7. 26375.
  3. Kousheshi N., Paykani M.Y. // Energies. 2020. V. 13. P. 212.
  4. Walker N.R., Chuahy F.D.F., Reitz R.D. // Proc. ASME 2015. Internal Combustion Engine Division Fall Technical Conf. N.Y., USA, 2015.
  5. Wissink M., Reitz R.D. // SAE Intern. J. Engines. 2015. V. 8. P. 878.
  6. Appel C., Mantzaras J., Schaeren R., Bombach R., Inauen A. // Clean Air. 2004. V. 5. P. 21. https://doi.org/10.1615/InterJEnerCleanEnv.v5.N1.20
  7. Wires R., Watermeier L.A., Strehlow R. A. // J. Phys. Chem. 1959. V. 63. P. 989.
  8. Shilov A.E., Shul’pin G.B. Activation and catalytic reactions of saturated hydrocarbons in the presence of metal complexes. Springer Science & Business Media, 2001.
  9. Rubtsov N.M., Chernysh V.I., Tsvetkov G.I., Troshin K.Ya. // Combust. and Flame. 2020, V. 218, P. 179.
  10. Трошин К.Я., Рубцов Н.М., Цветков Г.И., Черныш В.И., Шамшин И.О. // Хим. физика. 2023. Т. 42. № 3. C. 79. https://doi.org/10.31857/S0207401X23030184
  11. Родионов И.Д., Родионов А.И., Ведешин Л.А. и др. // Исслед. Земли из космоса. 2013. № 6. С. 81. https://doi.org/10.1134/S0001433814090175
  12. Трошин К.Я., Рубцов Н. М., Цветков Г.И., Черныш В.И. // Хим. физика. 2022. Т. 41. № 1. С. 25. https://doi.org/10.31857/S0207401X22010162
  13. Трошин К.Я., Рубцов Н.М., Цветков Г.И., Черныш В.И., Шамшин И.О. // Хим. физика. 2023. Т. 41. № 8. С. 74. https://doi.org/10.31857/S0207401X22080131
  14. Трошин К.Я., Рубцов Н.М., Цветков Г.И., Черныш В.И., Шамшин И.О. // Хим. физика. 2023. Т. 42. № 8. С. 74. https://doi.org/10.31857/S0207401X23080125
  15. Термодинамические вычисления. https://rdrr.io
  16. Lewis B., Von Elbe G. // Combustion, Explosions and Flame in Gases. N. Y., London: Acad. Press, 1987.
  17. Уманский С.Я., Адамсон С.О., Ветчинкин А.С. и др. // Хим. физика. 2023. T. 42. № 4. С. 31. https://doi.org/10.31857/S0207401X23040143
  18. Крешков А.П. Основы аналитической химии. Т. 3. М.: Химия, 1970.
  19. Wang M., An H., Cai W., Shao X. // Chemosensors. 2023. V. 11. № 1. P. 37. https://doi.org/10.3390/chemosensors11010037

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2. Рис. 1. Экспериментальные зависимости температуры на “верхнем” и “нижнем” пределах каталитического воспламенения на металлическом родии от доли D2 в смеси – кружки.

Скачать (63KB)
3. Рис. 2. Высокоскоростная съемка каталитического воспламенения смеси (20% D2 + 80% CO)стех + воздух над металлическим родием, со скоростью 600 кадр/с, T0 = 203C, P0 = 1.75 атм.

Скачать (112KB)
4. Рис. 3. Изменение давления во время воспламенения смесей (20% H2 + 80% CO)стех + воздух (a) и (20% D2 + + 80% CO)стех + воздух над металлическим родием (б); T0 = 203 C, P0 = 1.75 атм.

Скачать (117KB)
5. Рис. 4. Спектры излучения при горении стехиометрической смеси (30% D2 – 70% CO)стех – воздух (жирная кривая, T0 = 191 С), смеси D2 –воздух (тонкая кривая, T0 = 60 С))

Скачать (147KB)

© Российская академия наук, 2025

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».