Информационная таблица за период с 1.11. 07 по 1.11.08 .

Информационная таблица за период с 1.11. 07 по 1.11.08 .
Лаборатория (группа): КПГ
Раздел 1.
1. Число ВНЕШНИХ премий, наград, призовых мест, стипендий: 2
а именно:
Диплом лауреата конкурса молодых ученых 6-ого Международного Семинара по
структуре пламен, Брюссель, Бельгия, 14-17 Сентября 2008 г, Князьков Д.А., Волков
Е.Н.
2. Участие в государственных научно-технических программах, федеральных целевых
программах, интеграционных программах СО РАН, программах ОХНМ, Президиума РАН и т.д.
3. Число ТЕКУЩИХ грантов 3 , зарубежных контрактов 0, х/д - 3
а именно:
1. Грант РФФИ № 07-03-01000-а “Идентификации веществ и установление
закономерностей их превращений в богатых сажистых и в двухфазных
пламенах, содержащих частицы горючего, с применением метода терагерцовой
спектроскопии” руководитель проф., д.ф.-м.н. О.П. Коробейничев
2. Грант РФФИ № 08-03-08312-з «Участие в работе 32 Международного
Симпозиума по горению "32th International Symposium on Combustion"»,
руководитель проф., д.ф.-м.н. О.П. Коробейничев (закончен)
3. Грант РФФИ № 08-03-09395-моб-з «Участие в работе 6-го Международного
семинара по структуре пламен "6th International Seminar on Flame Structure"»,
руководитель к.ф.-м.н. Князьков Д.А. (закончен)
4. Х\договор № AR24875 от 7.07.2008 года с химической компанией “Дау” (Dow,
USA) «Идентификация радикалов образующихся непосредственно при разложении антипиренов» руководитель проф. д.ф.-м.н. О.П. Коробейничев.
5. Х\договор № 035-СT/2008 от 15.09.2008 с ООО «Сименс» “Редуцирование схем
химической кинетики горения синтез-газа при высоких температурах и
давлении", руководитель к.х.н. Шмаков А.Г.,
научный руководитель проф. д.ф.-м.н. О.П. Коробейничев.
6. Х\договор №TCS-NTC-2008-000068 от 21 февраля 2008 г. «Исследование
термодинамических и кинетических условий сжигания углеводородных
соединений на open-frame burning device» с «Шлюмберже», руководитель к.х.н.
Шмаков А.Г. (закончен)
4. Число защищенных дипломов: 0
а именно:
5. Преподавание в ВУЗах:
6. Число защищенных кандидатских диссертаций: 0
а именно:
7. Число защищенных докторских диссертаций: 0
а именно
8. Официальное участие в ОРГАНИЗАЦИИ конференций и т.п.:
а именно:
Организация 6 Международного семинара по структуре пламени, 14-17 сентября
2008 года, Брюссель, Бельгия,
Коробейничев О.П. – заместитель председателя оргкомитета семинара, Шмаков
А.Г., Шварцберг В.М. – члены научного комитета семинара.
9. Организация и проведение экспедиций: 0
а именно:
Раздел 2.
10. Опубликовано монографий, учебников и учебных пособий: 0
а именно (подробная расшифровка пункта):
11. Опубликовано обзоров: 2
а именно:
1. Коробейничев О.П., Шварцберг В.М., Шмаков А.Г., “Химия горения фосфорорганических соединений” // Успехи химии, Т. 76, №11, С. 1094-1121 (2007).
2. Коробейничев О. П., Палецкий А. А., Волков Е. Н. “Структура пламени и химия горения энергетических материалов” // Химическая физика, т.27, №4, С.34-59 (2008).
12. Патентов (получено): ___
а именно (подробная расшифровка пункта):
13. Опубликовано препринтов: ____
а именно (подробная расшифровка пункта):
14. Опубликовано научных статей в международных или зарубежных журналах: __
а именно:
1. Beach M.W., Rondan N.G., Froese R.D., Gerhart B.B., Green J.G., Stobby B.G., Shmakov A.G., Shvartsberg V.M. and Korobeinichev O.P., “Studies of degradation enhancement of polystyrene by flame retardant additives” // Polymer Degradation and Stability
Vol. 93, # 9, pp. 1664-1673 (2008)
15. Опубликовано научных статей в центральных российских журналах, входящих в
список ВАК: 5
1. Князьков Д.А., Якимов С.А., Коробейничев О.П., Шмаков А.Г., «Влияние добавок триметилфосфата на концентрационные пределы распространения пламени
предварительно перемешанной метано- воздушной смеси» // Физика горения и
взрыва. Т. 44, №1, С.12-21 (2008).
2. Рыбицкая И.В., Шмаков А.Г., Шварцберг В.М., Коробейничев О.П., «Влияние
коэффициента избытка горючего на эффективность ингибирования ламинарных
перемешанных водородо- и углеводородовоздушных пламен добавками триметилфосфата» // Физика горения и взрыва. Т. 44, №2, С.14-22 (2008).
3. Шмаков А.Г., Коробейничев О.П., Шварцберг В.М., Якимов С.А., Баратов А.Н.,
Копылов С.Н., Жиганов Д.Б., «Гашение углеводородных пламен фосфорорганическими соединениями и смесями на их основе» // Физика горения и взрыва. Т. 44,
№3, С.22-29 (2008).
4. Волков Е.Н., Палецкий А.А., Коробейничев О.П. Структура пламени гексогена
при атмосферном давлении // Физика горения и взрыва, т.44, №1, С.49-62 (2008).
5. Палецкий А.А., Волков Е.Н., Коробейничев О.П. Структура пламени октогена
при горении в воздухе при давлении 1 атм // Физика горения и взрыва, т.44, №6, С.
26-43 (2008)
16. Статей в книгах и трудах конференций при наличии редактора: 0
а именно (подробная расшифровка пункта):
17. Сделано докладов на международных и зарубежных конференциях: 18
а именно:
1. 32th International Symposium on Combustion, August 3-8, 2008, McGill University, Montreal, Canada, 2 устных - Коробейничев О.П., 3 стендовых - Коробейничев О.П.
2. 7-th International Symposium on Hazards, Prevention, and Mitigation of Industrial Explosions, St. Petersburg, Russia, July 7-11, 2008, 2 устных доклада - Шмаков А.Г.
3. 20th Journées d’Études «Selected topics in combustion”and “Workshop on NOxChemistry” of the Belgian section of the Combustion Institute, 6-8 May 2008, Ghent, Belgium, 3 устных доклада – Коробейничев О.П, Шмаков А.Г., Волков Е.Н.
4. 6-th International Seminar on Flame Structure, Belgium, September 14-17, 2008, 2 приглашенных доклада - Коробейничев О.П, 3 устных доклада - Шмаков А.Г., Князьков
Д.А., Волков Е.Н.
5. 17th ISTC-Korea Workshop “Shock-assisted Modification, Materials, Effective Industrialscale Implementation”, 19-21 August, 2008, Yousung Hotel, Daejeon, Korea, 1 приглашенный доклад - Шмаков А.Г.
6. XIV Cимпозиум по горению и взрыву, 13 – 17 Октября 2008 г. Черноголовка, 1 приглашенный доклад - Коробейничев О.П.
7. Международная конференция “Высокоэнергетические материалы: демилитаризация
и гражданское применение” (“High energy materials: demilitarization and civil
application”), 3 – 5 сентября 2008, Белокуриха, Россия. 1 устный доклад -Палецкий
А.А.
18. Представлено докладов на международных и зарубежных конференциях (имеется в
виду случаи, когда в числе авторов доклада есть сотрудник нашего Института, но
докладчик из другой организации): 5
а именно:
1. 32th International Symposium on Combustion, August 3-8, 2008, McGill University,
Montreal, Canada, стендовый, Beach M.W., Morgan T.A., Hu T.I., Vozar S.E., Filipi
S.Z., Sick V., Shmakov A.G., Shvartsberg V.M., Korobeinichev O.P.
2. 235th American Chemical Society National Meeting, New Orleans, LA, United States,
April 6-10, 2008, устный, Beach, M. W.; Vozar, S. E.; Filipi, S. Z.; Sick, V.; Shmakov,
A. G.; Shvartsberg, V. M.; Korobeinichev, O. P.; Morgan, T. A.; Leugers, M. A.; Hu, T.
I.,
3. 20th Journées d’Études «Selected topics in combustion”and “Workshop on NOxChemistry” of the Belgian section of the Combustion Institute, 6-8 May 2008, Ghent,
Belgium, устный доклад, I.V. Dyakov, D.A. Knyazkov, O.P. Korobeinichev, A.A. Konnov
4. 6-th International Seminar on Flame Structure, Belgium, September 14-17, 2008, устный,
Makhviladze G. M., Yakush S. E., Zykov A. P., Korobeinichev O. P., Rybitskaya I. V.
and Shmakov A. G.,
5. 6-th International Seminar on Flame Structure, Belgium, September 14-17, 2008, устный,
Konnov A.A., Dyakov I.V., Knyazkov D.A., Korobeinichev O.P.
19. Сделано докладов на Всероссийских конференциях: 3
а именно:
1. V конференции молодых ученых СО РАН, посвященной М.А.Лаврентьеву, Новосибирск, 20-22 Ноября, 2007 г., 1 устный доклад - Шмаков А.Г.
2. Научно-практическая конференция «Проблемы совершенствования природной,
техногенной и пожарной безопасности населения и территорий муниципальных
образований субъектов Российской Федерации Сибирского федерального округа»,
Новосибирск, 17 Cентября 2008, 2 устных доклада – Чернов А.А., Терещенко А.Г.
20. Представлено докладов на Всероссийских конференциях (тот же случай, что и в
п.18): 0
а именно:
21. Тезисов докладов на международных и зарубежных конференциях: 20
а именно:
1. Beach M.W.; Vozar S.E.; Filipi S.Z.; Sick V. Shmakov A.G.; Shvartsberg V.M.; Korobeinichev O.P.; Morgan T.A.; Leugers M.A., Hu T.I., Application of combustion science diagnostic techniques to an improved understanding of flame retardant gas-phase activity. // 5th
Fire and Polymers Symposium, PMSE Prepr. 98, pp. 716-717 (2008)
2. Korobeinichev O.P., Shmakov A.G., Rybitskaya I.V., Bolshova T.A., Shvartsberg V.M.,
Chernov A.A., Knyazkov D.A., Konnov A.A. «Structure of H2/O2/N2 flames at atmospheric pressure» // Book of abstracts of 32th International Symposium on Combustion, August 3-8, 2008, McGill University, Montreal, Canada, W4P193
3. Korobeinichev O.P., Skovorodko P.A., Shmakov A.G., Knyazkov D.A., Rybitskaya I.V.,
Tereshchenko A.G., “Probe-induced distortions in studying the structure of atmospheric
premixed flat flames” // Book of abstracts of 32th International Symposium on Combustion, August 3-8, 2008, McGill University, Montreal, Canada, W4P061
4. Korobeinichev O.P., Bolshova T.A., To Zeldovich Theory of Chain Flame Propagation and
its Applicability for Combustion of Hydrogen-Oxygen Mixtures at Pressure up to 1 atm //
Book of abstracts of 32th International Symposium on Combustion, August 3-8, 2008,
McGill University, Montreal, Canada, W4P192.
5. Korobeinichev O.P., Rybitskaya I.V., Chernov A.A., Knyazkov D.A., Shmakov A.G., Konnov A.A., "Study of premixed lean and rich hydrogen-oxygen flames doped with NO and
NH3 at atmospheric pressure" // 20th Journées d’Études «Selected topics in combustion”and “Workshop on NOx-Chemistry” of the Belgian section of the Combustion Institute, 6-8 May 2008, Ghent, Belgium, p. 58
6. Knyazkov D.A., Shmakov A.G., Dyakov I.V., Korobeinichev O.P., Ruyck J. De and A.A.
Konnov, "A study of formation and destruction of nitric oxide in methane flames doped
with NO at atmospheric pressure" // 20th Journées d’Études «Selected topics in
combustion”and
“Workshop on NOx-Chemistry” of the Belgian section of the
Combustion Institute, 6-8 May 2008, Ghent, Belgium, p. 62.
7. Dyakov I.V., Knyazkov D.A., Korobeinichev O.P. and Konnov A.A., Experimental and
numerical study of formation and destruction of NO in premixed hydrocarbon-oxygen
flames doped with NO at atmospheric pressure // 20th Journées d’Études «Selected topics
in combustion”and “Workshop on NOx-Chemistry” of the Belgian section of the
Combustion Institute, 6-8 May 2008, Ghent, Belgium, p. 64
8. Volkov E.N., Korobeinichev O.P. and Konnov A.A., N/Okinetic sub-mechanism for combustion modeling revisited // 20th Journées d’Études «Selected topics in combustion”and
“Workshop on NOx-Chemistry” of the Belgian section of the Combustion Institute, 6-8
May 2008, Ghent, Belgium, p. 66
9. Knyazkov D.A., Korobeinichev O.P., Shmakov A.G., Rybitskaya I.V., Bolshova T.A.,
Chernov A.A., Konnov A.A., “Study of H2/O2/N2 Flames Structure at Atmospheric Pressure by Molecular Beam Mass Spectrometry and Modeling” // Book of Abstracts 6-th International Seminar on Flame Structure, Belgium, September 14-17, 2008. p. 42
10. Shmakov A.G., Korobeinichev O.P., Knyazkov D.A., Rybitskaya I.V., Chernov A.A.,
Konnov A.A., “Study of formation and consumption of NO in H2/O2/N2 flames doped
with NO and NH3 at atmospheric pressure” // Book of Abstracts 6-th International Seminar on Flame Structure, Belgium, September 14-17, 2008, p. 74.
11. Makhviladze G.M., Yakush S.E., Zykov A.P., Korobeinichev O.P., Rybitskaya I.V. and
Shmakov A.G., “Numerical modeling of flame suppression by organophosphorous inhibitors” // Book of Abstracts 6-th International Seminar on Flame Structure, Belgium, September 14-17, 2008, p.91.
12. O.P. Korobeinichev, V.V. Azatyan, Inhibition and Suppression of Flames // Book of Abstracts 6-th International Seminar on Flame Structure, Belgium, September 14-17, 2008,
p.11.
13. Konnov A.A., Dyakov I.V., Knyazkov D.A., Korobeinichev O.P., Study of formation and
destruction of NO in premixed hydrocarbon-oxygen flames doped with NO at atmospheric
pressure // Book of Abstracts 6-th International Seminar on Flame Structure, Belgium, September 14-17, 2008, p.43.
14. Paletsky A.A., Volkov E.N., Tereshchenko A.G., Korobeinichev O.P., Combustion and
Thermal Decomposition of TAGzT at a Pressure of 1 atm // Book of Abstracts 6-th International Seminar on Flame Structure, Belgium, September 14-17, 2008, p. 88.
15. Paletsky A.A., Volkov E.N., Budachov N.V., Korobeinichev O.P. Investigation of Kinetics and Mechanism of 5-AT and TAGzT Thermal Decomposition by Means of Dynamic
Molecular Beam Mass Spectrometry // Международная конференция “Высокоэнергетические материалы: демилитаризация и гражданское применение” (“High energy
materials: demilitarization and civil application”), 3 – 5 сентября 2008, Белокуриха, Россия (1 стр).
16. Korobeinichev O.P., Paletsky A.A., Volkov E.N., Budachov N.V. Investigation Of Kinetics And Mechanism Of 5-AT And TAGzT Thermal Decomposition By Means Of Dynamic
Molecular Beam Mass Spectrometry // 36th Annual Conference of The North American
Thermal Analysis Society Atlanta, USA, August 18-20, 2008 (1 стр.).
17. Коробейничев О.П., Большова Т.А. О применимости теории Зельдовича цепного
распространения пламени для водородно-кислородных смесей // Сборник тезисов
докладов XIV Cимпозиума по горению и взрыву, 13 – 17 Октября 2008 г. Черноголовка, (1 стр.)
18. Korobeinichev O.P., Shmakov A.G., Chernov A.A., Shvartsberg V.M., Koutsenogii K.P.,
Makarov V.I. “Extinguishing of fires using the aerosol generator with adjustable dispersity and
aqueous solutions of salts as a flame suppressants” // Proceedings of 7-th International Symposium
on Hazards, Prevention, and Mitigation of Industrial Explosions, St. Petersburg, Russia, July 7-11,
2008, vol. 3 pp. 277-283. (7 страниц)
19. Korobeinichev O.P., Shmakov A.G., Knyazkov D.A., Yakimov S.A., «An experimental and numerical investigation of the phlegmatization of methane-air mixtures by organophosphorus compounds» // Proceedings of 7-th International Symposium on Hazards, Prevention, and Mitigation of
Industrial Explosions, St. Petersburg, Russia, July 7-11, 2008, vol. 3 pp. 242-249 (8 страниц)
20. Shmakov A.G., "Development of Novel Effective Fire Suppressants and Fire-Fighting Means
Based on Solid Propellant Gas Generators" // Proceedings of the 17th ISTC-Korea Workshop
“Shock-assisted Modification, Materials, Effective Industrial-scale Implementation”, 19-21 August, 2008, Yousung Hotel, Daejeon, Korea, pp. 33-39. (7 страниц)
22. Тезисов докладов на Всероссийских конференциях: 3
а именно (подробная расшифровка пункта, отдельно выделить тезисы объёмом более 3 стр):
1. Шмаков А.Г., Рыбицкая И.В., Князьков Д.А., Якимов С.А., “Исследование ингибирования пламен добавками фосфорорганических соединений при атмосферном давлении” // Материалы V конференции молодых ученых СО РАН, посвященной
М.А.Лаврентьеву, (Новосибирск, 20-22 Ноября, 2007 г.), Новосиб. гос. ун-т. Новосибирск, 2007. Часть I. Математика и информатика, механика и энергетика, химические науки. 140 с. СС. 122-125. (4 страницы)
2. Коробейничев О.П., Шмаков А.Г., Чернов А.А., Куценогий К.П., Макаров В.И. «Тушение пожаров с помощью аэрозольного генератора с регулируемой дисперсностью
и водных растворов солей ингибирующих горение» // Научно-практическая конференция «Проблемы совершенствования природной, техногенной и пожарной безопасности населения и территорий муниципальных образований субъектов Российской Федерации Сибирского федерального округа», Новосибирск, 17 Cентября 2008,
c.70-73, (4 страницы)
3. Рычков А.Д., Шокин Ю.И., Коробейничев О.П., Шмаков А.Г., Терещенко А.Г., «Импульсная аэрозольная система пожаротушения» // Научно-практическая конференция
«Проблемы совершенствования природной, техногенной и пожарной безопасности
населения и территорий муниципальных образований субъектов Российской Федерации Сибирского федерального округа», Новосибирск, 17 Cентября 2008, c.78-80. (3
страницы)
Êî í öåí òðàöèÿ, ì î ëüí àÿ äî ëÿ
O2
H2O
H2
O2, ðàñ÷åò
H2O, ðàñ÷åò
Í 2, ðàñ÷åò
Ò
H
OH
H, ðàñ÷åò
OH, ðàñ÷åò
Òåì ï åðàòóðà, Ê
Êî í öåí òðàöèÿ, ì î ëüí àÿ äî ëÿ
Раздел 3.
Часть 1. Изучение кинетики и механизма горения газовых и гетерогенных систем.
Экспериментально и с помощью моделирования исследовано образование и деструкция NO в водородо-, метано-, этано-, этилено-, пропилено- и пропано- кислородных пламенах при атмосферном давлении с добавкой NO, NH3 или N2O и без добавки
[1,2,3,4,5]. Для стабилизации на плоской горелке ламинарных предварительно перемешанных пламен был использован метод баланса потока тепла в горелку (Heat Flux
method). Углеводородные пламена со степенью разбавления D=O2/(O2+N2) от 0.15 до
0.23 в диапазоне соотношения горючее/окислитель (F) от 0.7 до 1.5 были стабилизированы на плоской горелке. Азот использовался в этих тройных горючих смесях как газразбавитель и содержал Концентрация добавки NO (или N2O) составляла 100 ppm. Водородные пламена с F= 0.47 (D=0.209), F=1.1 (D=0.09) и F=2.0 (D=0.077) также были
стабилизированы на плоской горелке, в качестве добавки в них вводились 1000 и 300
ppm NO или NH3. Адиабатическая скорость распространения пламен определялась методом баланса потока тепла в горелку. Концентрация стабильных соединений (O 2, CO,
CO2) и NOx в зоне конечных продуктов горения углеводородных пламен на расстоянии
10, 15 и 20 мм от поверхности горелки были измерены с помощью микрозонда и газовых анализаторов.
Методом зондовой молекулярно-пучковой масс-спектрометрии с мягкой ионизацией электронным ударом в водородо-кислородном пламени измерены профили концентрации радикалов Н и ОН (Рис.1) [6,7,8], а также стабильных соединений, включая
NO и NH3 (Рис. 2 и Рис.3). Полученные экспериментальные данные были сопоставлены
с литературными данными и данными моделирования. Для моделирования был использован детальный C/H/N/O кинетический механизм реакций, разработанный А.А. Конновым для легких углеводородов, и программный пакет CHEMKIN – II.
Экспериментальные данные и результаты
моделирования по углеводородным пламенам по1600
0,16
1400
казали, что добавка 100 ppm NO не влияет на
1200
скорость распространения пламен. Было показа0,12
1000
но, что модель удовлетворительно описывает
0,08
800
скорости распространения всех исследованных
600
пламен (без добавки и с добавкой NO) в интерва0,04
400
ле F от 0.7 до 1.6. Наблюдалось хорошее каче0,00
200
ственное согласие между экспериментальными и
0
1
2
3
4
5
0,008
рассчитанными зависимостями концентрации NO
0,006
от F в зоне конечных продуктов горения, однако
количественно эти зависимости согласуются не
0,004
во всем диапазоне значений F. Так, в пламенах с
избытком горючего (богатых) с добавкой NO из0,002
меренные значения степени превращения NO ко0,000
личественно хорошо согласуются с рассчитанны0
1
2
3
4
5
Ðàññòî ÿí èå î ò ï î âåðõí î ñòè ãî ðåëêè, ì ì
ми, однако в пламенах, близких к стехиометричеРис. 1. Профили температуры и конценским, и пламенах с избытком окислителя (бедтраций стабильных соединений (а) и
ных) расходование окиси азота, изначально приатомов Н и радикалов ОН (б) в пламени
сутствующей в горючей смеси, по расчетам ниже,
Н2/О2/N2 c =1.1 D=0.09. Линии – речем наблюдалось в эксперименте. Чтобы понять
зультаты численного моделирования,
символы – эксперимент.
возможный механизм расходования NO в бедных
пламенах, были проанализированы наиболее
ñ äî áàâêî é 1000 ppm NO
Ì î ëüí àÿ äî ëÿ NO
0,0014
=0.47
=1.1
0,0012
0,0010
0,0008
ì î äèô èöèðî âàí í û é
ì åõàí èçì
0,0006
=2.0
0,0004
0,0002
ñ äî áàâêî é 300 ppm NO
0,0000
0
2
4
6
8
10
12
14
Ðàññòî ÿí èå î ò ï î âåðõí î ñòè ãî ðåëêè, ì ì .
Рис. 2. Профили концентрации NO в H2/O2/N2 пламенах с добавкой NO. Точки – эксперимент, линии – моделирование. Штрихпунктирная и двойная штрихпунктирная линия – модифицированный механизм, остальные линии – исходный механизм Коннова.
Ì î ëüí àÿ äî ëÿ NO
0,0014
ñ äî áàâêî é 1000 ppm NH3
0,0012
=0.47
0,0010
0,0008
0,0006
=1.1
ì î äèô èöèðî âàí í û é
ì åõàí èçì
0,0004
=2.0
0,0002
0,0000
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Ðàññòî ÿí èå î ò ï î âåðõí î ñòè ãî ðåëêè, ì ì
Рис. 3. Профили концентрации NO в H2/O2/N2 пламенах с добавкой 1000 ppm NH3. Точки – эксперимент,
линии – моделирование. Тонкие линии – модифицированный механизм, Толстые линии – исходный механизм Коннова.
важные реакции кинетического механизма, ответственные за превращение NO в различных зонах бедных и богатых метановых пламен.
Обнаружено, что как в бедных, так и
в богатых пламенах за превращение
NO отвечают одни и те же реакции.
Измерения, выполненные в водородных пламенах, показали, что добавка 300-1000 ppm NO и NH3 в пределах экспериментальных ошибок
не влияет на профили концентрации
H2, O2, N2, H и OH. Обнаружено, что
результаты моделирования пламен с
добавками NO и NH3 с F = 0.47 и 1.1
хорошо согласуются с экспериментальными данными, тогда как в богатом пламени с F=2.0 модель дает
завышенные концентрации NO в
зоне конечных продуктов горения.
Проведенный анализ механизма
позволил выявить реакции, ответственные за этот эффект. Путем изменения константы скорости наиболее важной реакции было получено
удовлетворительное согласие рассчитанных и измеренных профилей
концентрации NO в исследуемых
пламенах.
Основные публикации.
1. Korobeinichev O.P., Rybitskaya I.V., Chernov A.A., Knyazkov D.A., Shmakov A.G., Konnov A.A., "Study of
premixed lean and rich hydrogen-oxygen flames doped with NO and NH3 at atmospheric pressure", 20th
Journées d’Études «Selected topics in combustion”and “Workshop on NOx-Chemistry” of the Belgian section of the Combustion Institute, 6-8 May 2008, Ghent, Belgium, p. 58
2. Knyazkov D.A., Shmakov A.G., Dyakov I.V., Korobeinichev O.P., Ruyck J. De and A.A. Konnov, "A study
of formation and destruction of nitric oxide in methane flames doped with NO at atmospheric pressure", 20th
Journées d’Études «Selected topics in combustion”and “Workshop on NOx-Chemistry” of the Belgian
section of the Combustion Institute, 6-8 May 2008, Ghent, Belgium, p. 62.
3. Dyakov I.V., Knyazkov D.A., Korobeinichev O.P. and Konnov A.A., Experimental and numerical study of
formation and destruction of NO in premixed hydrocarbon-oxygen flames doped with NO at atmospheric
pressure, 20th Journées d’Études «Selected topics in combustion”and “Workshop on NOx-Chemistry” of the
Belgian section of the Combustion Institute, 6-8 May 2008, Ghent, Belgium, p. 64
4. Shmakov A.G., Korobeinichev O.P., Knyazkov D.A., Rybitskaya I.V., Chernov A.A., Konnov A.A., “Study of
formation and consumption of NO in H2/O2/N2 flames doped with NO and NH3 at atmospheric pressure”,
Book of Abstracts 6-th International Seminar on Flame Structure, Belgium, September 14-17, 2008, p. 74.
5. Knyazkov D.A., Shmakov A.G., Dyakov I.V., Korobeinichev O.P., De Ruyck J., Konnov A.A., “Formation
and destruction of nitric oxide in methane flames doped with NO at atmospheric pressure” // Proc. Combust.
Inst. (2009), doi:10.1016/j.proci.2008.06.037 (в печати)
6. Knyazkov D.A., Korobeinichev O.P., Shmakov A.G., Rybitskaya I.V., Bolshova T.A., Chernov A.A., Konnov
A.A., “Study of H2/O2/N2 Flames Structure at Atmospheric Pressure by Molecular Beam Mass Spectrometry
and Modeling”, Book of Abstracts 6-th International Seminar on Flame Structure, Belgium, September 14-17,
2008. p. 42
7. Korobeinichev O.P., Shmakov A.G., Rybitskaya I.V., Bolshova T.A., Shvartsberg V.M., Chernov A.A.,
Knyazkov D.A., Konnov A.A. «Structure of H2/O2/N2 flames at atmospheric pressure», Book of abstracts of
32th International Symposium on Combustion, August 3-8, 2008, McGill University, Montreal, Canada,
W4P193
8. Коробейничев О.П., Шмаков А.Г., Рыбицкая И.В., Большова Т.А., Чернов А.А., Князьков Д.А., Коннов
А.А., “Кинетика и механизм химических реакций в пламени H2/O2/N2 при атмосферном давлении” //
Кинетика и катализ, 2009 (в печати)
Часть 2. Изучение химии горения и зажигания гетерогенных и гомогенных конденсированных систем методом зондовой молекулярно-пучковой массспектрометрии и численного моделирования.
Методом зондовой молекулярно-пучковой масс-спектрометрии (МПМС) исследован
процесс газификации чистого полиэтилена и в смеси с фосфорорганическим антипиреном проводилось в проточном реакторе в токе аргона при атмосферном давлении. Было
исследовано влияние трифенилфосфата (порошок, ТФФ, ~2040 мкм, (C6H5O)3PO,
MW=326) на характер разложения полиэтилена (порошок, СВМПЭ, 60 мкм,
MW~3106) в условиях линейного нагрева (~400 С/с). Было получено, что начало разложения ТФФ происходит при температуре около 240 С, близкой к температуре его
кипения (ТкТФФ=244 С). Разложение СВМПЭ в данных условиях нагрева происходит
при температуре около 500 С. Добавление ТФФ к СВМПЭ привело к стадийности
процесса газификации смеси порошков. На первой стадии в газовой фазе обнаружены
пики, соответствующие ТФФ, однако
первая стадия соответствует более
100
высокой (~500С) температуре, чем в
80
случае разложения индивидуального
ТФФ (240оС). На второй стадии по60
явились пики, ответственные за
СВМПЭ и ТФФ, но при более высо40
кой температуре, чем при разложении
чистого СВМПЭ. Таким образом, об20
наружено влияние ФОС с низкой температурой плавления (~50 С) на ха0
рактер процесса газификации смеси
200
300
400
500
600
700
800
порошкообразного СВМПЭ, выраÒåì ï åðàòóðà, 0Ñ
женный в увеличении температуры
Рис. 4. Появление характерных массовых пиков триначала появления продуктов термичефенилфосфата (ТФФ, m/e 326, 77), сверхвысокомоского разложения СВМПЭ.
лекулярного полиэтилена (СВМПЭ, m/e 28, 27) и
ÂÌ Ï Ý
+10,3%
ÒÔ Ô
89,7%Ñ
m/e 28
, 27
100% Ñ
ÂÌ Ï Ý
m/e 326, 77
100% Ò
ÔÔ
Èí òåí ñèâí î ñòü ï èêà, î òí .åä.
T,C vs m27
T, C_TFP03 vs m326_TFP03/5,8
T, C_TFP03 vs m77_TFP03/2,8
T, C_PLT_TFP_04 vs m28_PLT_TFP_04
T, C_PLT_TFP_04 vs m326_PLT_TFP_04
смеси 89.7%СВМПЭ+10.3%ТФФ.
Методом МПМС исследована химическая структура пламени октогена при давлении 1
атм. Обнаружено, что при атмосферном давлении горение октогена было нестабильным. Обнаружена корреляция пульсаций пламени с изменением скорости горения. В
пламени октогена было зарегистрировано 11 компонентов: H2, H2O, HCN, CO2, CO, N2,
N2O, CH2O, NO, NO2 и пары октогена. Массовая доля паров октогена на поверхности
горения составляет ~35%. На основе экспериментальных данных высказано предположение о соответствии давления паров октогена вблизи поверхности горения равновес-
ному давлению их паров при температуре поверхности. Используя экспериментальные
данные по структуре пламени, определена брутто-реакция газификации октогена
(HMX) при атмосферном давлении.
HMX  1.817 NO + 0.905 HCN + 1.103 H2O + 0.919 CO + 0.757 H2 +
+ 0.309NO2 + 0.345 HMXv + 0.508 N2O + 0.240CO2 + 0.298 CH2O + 0.421N2
Рассчитана величина тепловыделения в конденсированной фазе октогена: 1) с
помощью полученной реакции газификации и 2) по литературным данным измерений
профилей температур с помощью уравнения теплового баланса на поверхности горения. Полученные данные могут быть использованы для дальнейшего развития механизма газофазных химических реакций и проверки моделей горения нитраминов.
Основные публикации.
1. О. П. Коробейничев, А. А. Палецкий, Е. Н. Волков “Структура пламени и химия горения энергетических материалов”, Химическая физика, т.27, №4, С.34-59 (2008).
2. А.А. Палецкий, Е.Н. Волков, О.П. Коробейничев “Структура пламени октогена при горении в
воздухе при давлении 1 атм”, Физика горения и взрыва, т.44, №6, С. 26-43 (2008)
Часть 3. Изучение методических аспектов исследования структуры пламени с
помощью методов зондовой молекулярно-пучковой масс-спектрометрии и вращательной терагерцовой спектроскопии.
Для изучения влияния скорости газового потока на величину тепловых возмущений
пламени пробоотборником были выполнены измерения профилей температуры в бедном предварительно перемешанном CH4/O2/Ar (6/15/79%) пламени (φ=0.8), стабилизированном на плоской горелке при различных потоках свежей горючей смеси (Т=95 оС),
в присутствии кварцевого пробоотборника (звукового зонда с диаметром отверстия 80
мкм, толщина стенок вблизи отверстия – 80 мкм) с углом раствора 40 градусов и в его
отсутствии. Измерения температурных профилей проводились в пламенах при скоростях потока свежей горючей смеси 15.7 см/с и 30.8 см/с с помощью Pt/Pt-10%Rh термопары диаметром 40 мкм, покрытой SiO2. В экспериментах с присутствием зонда спай
термопары располагался на расстоянии 0.2 или 0.5 мм от кончика зонда. Установлено,
что при изменении скорости потока с 15.7 см/с (расход смеси 25 см3/с) до 30.8 см/с (49
см3/с) пробоотборник вносит значительно меньшие тепловые возмущения (Рис.5). Это
свидетельствует о том, что зондовые возмущения имеют тенденцию уменьшаться при
увеличении потока газа, набегающего на зонд.
Flow rate 25 ñm3/s
Flow rate 49 ñm3/s
1800
1800
unperturbed flame
unperturb.
1600
1400
1200
1000
800
600
Distance
"probe-thermocouple" 0.2 mm
Distance
"probe-thermocouple" 0.5 mm
400
0.00 0.25 0.50 0.75 1.00 1.25 1.50 1.75 2.00
Distance from burner surface, mm
Temperature, K
Temperature, K
1600
1400
1200
Distance
"probe-thermocouple" 0.2 mm
1000
800
Distance
"probe-thermocouple" 0.5 mm
600
400
0.00 0.25 0.50 0.75 1.00 1.25 1.50 1.75 2.00
Distance from burner surface, mm
Рис. 5. Профили температуры в CH4/O2/Ar (6/15/79%) пламени (φ=0.8), измеренные термопарой
на различном расстоянии от отверстия пробоотборника и в невозмущенном пламени.
Для изучения влияния угла раствора конуса зонда на величину тепловых возмущений,
были измерены профили температуры в предварительно перемешанном
С3Н8/воздушном пламени (φ=0.8), стабилизированном на плоской горелке в близких к
адиабатическим условиям методом баланса потока тепла в горелку (heat flux method). В
пламя на определенном расстоянии от поверхности горелки помещался пробоотборник,
и проводились измерения температурных профилей в области «поверхность горелки –
пробоотборник» с помощью тонкой Pt/Pt-10%Rh термопары. Эксперименты проводились с двумя пробоотборниками с углом раствора 20 и 40 градусов. Положение пробоотборников (расстояние «поверхность горелки – пробоотборник») варьировалось в пределах от 0.5 до 2.5 мм. Результаты измерений показали, что пробоотборник с углом
раствора 20 градусов (см. рис. 6, справа) вносит минимальные искажения температурного распределения в пламени. Отличия от невозмущенного температурного профиля
состоят лишь в очень слабом (в пределах ошибки измерения) понижении температуры
вблизи кончика зонда. Возмущающее влияние пробоотборника с углом 40 градусов
более существенно (см. рис 6, слева), особенно в области продуктов горения, где вблизи кончика зонда наблюдается понижение температуры пламени по сравнению с температурой невозмущенного пламени примерно на 200 К.
1500
1500
Temperature, K
2000
Temperature, K
2000
1000
without probe
"Probe-burner" distance 0.5 mm
500
"Probe-burner" distance 1.03 mm
1000
without probe
500
"Probe-burner" distance 0.5 mm
"Probe-burner" distance 1.0 mm
"Probe-burner" distance 1.6 mm
"Probe-burner" distance 1.5 mm
"Probe-burner" distance 2.0 mm
"Probe-burner" distance 2.0 mm
"Probe-burner" distance 2.63 mm
0
0
0
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
Distance from burner surface, cm
0.3
0
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
0.3
Distance from burner surface, cm
Рис. 6. Профили температуры, измеренные в С3Н8/воздушном пламени (φ=0.8) в присутствии пробоотборника с углом раствора конуса 40о (слева) и 20о (справа).
Основные публикации.
1. Korobeinichev O.P., Skovorodko P.A., Shmakov A.G., Knyazkov D.A., Rybitskaya I.V.,
Tereshchenko A.G., “Probe-induced distortions in studying the structure of atmospheric premixed flat flames”, Book of abstracts of 32th International Symposium on Combustion, August 3-8, 2008, McGill University, Montreal, Canada, W4P061
Раздел 4.
Основной результат лаборатории в текущем году. Формулировка результата с указанием его значимости в 6-8 строк плюс пояснение в полстраницы без ссылок и плюс цветная картинка на отдельном листе с подписью.
1. Используя экспериментальные данные по структуре пламени, определены бруттореакции газификации гексогена (RDX) и октогена (HMX) при атмосферном давлении.
Для гексогена предложено новое значение тепловыделения (Q) в реакционном слое
конденсированной фазы.
RDX  1.236 NO + 0.934 HCN + 0.908 H2O + 0.605 CO + 0.589 H2 +0.444 NO2 + +0.377
RDXv + 0.277N2O + 0.133CO2 + 0.056CH2O + 0.050N2 (Q~30 кДж)
HMX  1.817 NO + 0.905 HCN + 1.103 H2O + 0.919 CO + 0.757 H2 +
+ 0.309NO2 + 0.345 HMXv + 0.508 N2O + 0.240CO2 + 0.298 CH2O + 0.421N2