Об оптимизации наработки водорода при сгорании нановзвеси алюминия в парах воды

Обложка

Цитировать

Полный текст

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

Аннотация

Приведены результаты численного моделирования процесса наработки молекулярного водорода при сгорании нановзвеси алюминия в парах воды. Расчеты проводились на основе ранее разработанной модели сгорания ансамбля наночастиц алюминия в парах воды. Найдены зависимости от времени температуры смеси и концентраций компонентов, в том числе молекулярного водорода, при различных значениях начальных условий (температура, радиус частиц алюминия и наличие оксидной пленки на них, соотношение начальных концентраций алюминия и воды). Исследовалось также влияние на процесс горения малых добавок кислорода. Полученные данные позволяют находить условия достижения максимальной степени конверсии водяного пара в молекулярный водород при оптимальных теплофизических параметрах продуктов сгорания.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Владимир Борисович Сторожев

Институт энергетических проблем химической физики им. В. Л. Тальрозе Федерального исследовательского центра химической физики им. Н. Н. Семёнова Российской академии наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: storozhev@chph.ras.ru

(р. 1947) — кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник

Россия, 38-2 Leninsky Prosp., Moscow 119334

Александр Николаевич Ермаков

Институт энергетических проблем химической физики им. В. Л. Тальрозе Федерального исследовательского центра химической физики им. Н. Н. Семёнова Российской академии наук

Email: ayermakov@chph.ras.ru

(р. 1943) — докторхимических наук, заведующий лабораторией

Россия, 38-2 Leninsky Prosp., Moscow 119334

Список литературы

  1. Dincer I. Technical, environmental and exergetic aspects of hydrogen energy systems // Int. J. Hydrogen Energ., 2002. Vol. 27. No. 3. P. 265–285. doi: 10.1016/S0360-3199(01)00119-7.
  2. Арутюнов В. С. Водородная энергетика: значение, источники, проблемы, перспективы (обзор) // Нефтехимия, 2022. Т. 62. № 4. С. 459–470. doi: 10.31857/ S0028242122040025.
  3. Starik A. M., Kuleshov P. S., Sharipov A. S., Titova N. S., Tsai Ch.-J. Numerical analysis of nanoaluminum combustion in steam // Combust. Flame, 2014. Vol. 161. No. 6. P. 1659–1667. doi: 10.1016/j.combustflame.2013. 12.00710.
  4. Битюрин В. А., Климов А. И., Коршунов О. В., Чиннов В. Ф. Кинетическая модель окисления Al парами воды. Газофазная кинетика // Теплофизика высоких температур, 2014. Т. 52. № 5. С. 657–663. doi: 10.7868/ S0040364414050032.
  5. Старик А. М., Савельев А. М., Титова Н. С. Особенности воспламенения и горения композитных топлив, содержащих наночастицы алюминия (обзор) // Физика горения и взрыва, 2015. № 2. С. 65–92.
  6. Storozhev V. B., Yermakov A. N. Combustion of nano-sized aluminum particles in steam: Numerical modeling // Combust. Flame, 2015. Vol. 162. No. 11. P. 4129–4137. doi: 10.1016/j.combustflame.2015.08.013.
  7. Sundaram D., Yang V., Yetter R. Metal-based nanoenergetic materials: Synthesis, properties, and applications // Prog. Energ. Combust., 2017. Vol. 61. P. 293–365. doi: 10.1016/j.pecs.2017.02.002.
  8. Шейндлин А. Е., Битюрин В. А., Жук А. З., Залкинд В. И., Иванов П. П., Мирошниченко В. И. Алюмо-водородные МГД-генераторы электроэнергии // Докл. Акад. наук. Энергетика. 2009. Т. 425. № 4. С. 484–486.
  9. Storozhev V. B., Yermakov A. N. Effect of suboxides on dynamics of combustion of aluminum nanopowder in water vapor: Numerical estimate // Combust. Flame, 2018. Vol. 190. P. 103–111. doi: 10.1016/j.combustflame. 2017.11.014.
  10. Storozhev V. B., Yermakov A. N. Effect on combustion of oxide coating formed on aluminum nanoparticles burned in steam // Combust. Flame, 2021. Vol. 226. P. 182–189. doi: 10.1016/j.combustflame.2020.11.040.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Зависимость от времени температуры реагирующей смеси (а) и концентрации молекулярного водорода, выраженной в мольных долях (б), при различных значениях начальной температуры: 1 —  К; 2 —  К

Скачать (254KB)
Метаданные
3.  Рис. 2 Зависимость коэффициента конверсии воды от начального соотношения концентраций алюминия и воды: 1 — γ; 2 — γmax

Скачать (108KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Зависимость от времени температуры реагирующей смеси (а) и концентрации молекулярного водорода (б) при различных значениях начального содержания малых добавок кислорода в смеси: 1 — 0% O; 2 — 1% O; 3 — 2% O; 4 – 3% O 

Скачать (270KB)
Метаданные

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».