ИСТИНА

Проблема быстрого неравновесного воспламенения горючих смесей с использованием газоразрядной плазмы широко обсуждается в последнее время [1]. В зависимости от приведенных электрических полей E/N, в разрядных каналах происходит наработка различных химически активных частиц и различный нагрев газа. В результате анализ механизмов воздействия таких разрядов на процессы воспламенения оказывается достаточно сложен. В работе [2] представлены результаты измерений динамики температуры газа и плотности ОН радикалов в стехиометрической смеси H2 : air при P0 = 1 атм и T0 = 300 K, возбужденной импульсным наносекундным разрядом. Для воспламенения горючей смеси использовался искровой разряд, который зажигался между двумя острийными электродами (d = 2 mm). Типичная длительность разрядного импульса не превышала 10 нс. Плотность ОН радикалов в послеразрядный период измерялась с помощью методики LIF, а температура газа определялась из соотношения LIF интенсивностей линий P2(8) и Q1(11) радикала OH в предположении, что вращательное распределение OH термализуется после разрядного импульса на временах, меньших 10 мкс. В работе представлены результаты расчетов эволюции состава стехиометрической смеси H2 : air и динамики нагрева газа для условий экспериментов [2]. Расчеты проводились в рамках токового приближения с использованием модели [3] и экспериментально измеренного импульса тока [2]. Важной особенностью данных расчетов является детальный учет механизма быстрого нагрева в газоразрядной плазме H2 : air смесей. Помимо реакций, определяющих “быстрый” нагрев азотно-кислородных смесей, учитывалось тепловыделение при диссоциации молекул H2 электронным ударом, а также в реакциях тушения электронно-возбужденных атомов O(1D) и молекул N2(A,B,C) молекулами водорода. На временах 5 - 10 мкс после разряда температура газа достигает 1100 K [2]. C учетом газодинамического разрежения канала, удельная энергия, поступающая в нагрев газа, составляет W ≈ 0.22 eV/molec. Этот нагрев связан как с тепловыделением в реакциях тушения электронно-возбужденных атомов и молекул (“быстрый” нагрев, t < 20-30 нс), так и с тепловыделением в реакциях окисления водорода, которые протекают в данной смеси. [1]. Popov N.A. // Plasma Sources Sci. Technol. 25 (2016) 043002 [2]. Ono R., Oda T. // Combustion and Flame. 152 (2008) 69 [3]. Shcherbanev S.A., Popov N.A., Starikovskaia S.M. // Combustion & Flame. 176 (2017) 272