Основы сжигания под высоким давлением

Глава в Процессах высокого давления в химической технологии, Под редакцией Максимилиана Лакнера, Processeng
Engineering GmbH, стр.53-75, 2010
Джастин Фостер и Ричард С. Миллер
Кафедра машиностроения
Университет Клемсона
Клемсон, Южная Каролина 29634-0921
y докторант: jwfoste@clemson.edu
yy Доцент: rm@clemson.edu

1 Введение
Цель следующей главы состоит в том, чтобы представить обзор основных принципов
процессов горения в средах высокого давления. Развитие такого понимания важно для
дальнейшего развития современных устройств сжигания. Многие такие устройства работают в условиях сверхкритического
давления. Критическое давление (или “критическое местоположение” для смеси) большинства
углеводородных топлив находится в диапазоне приблизительно 15

ламинарное диффузионное пламя [40, 41, 44, 45], и на подсеточных анализах переходных трехмерных
водородно-кислородных пламен [42, 46], имеющих отношение к будущим прогностическим моделям большого вихревого инженерного моделирования.
Конкретные цели главы состоят в том, чтобы изучить влияние высокого давления на выбор
: (1) уравнения состояния (EOS), (2) химической кинетики, (3) определяющих соотношений и (4)
моделей свойств. По каждой теме сначала дается общий обзор, за которым следуют подробные формулировки
в настоящее время работает у автора. Однако обратите внимание, что излучением пренебрегают. Хотя часто
пренебрегают газовым пламенем низкого давления, известно, что излучение играет важную роль при горении пламени [47, 48]
и в некоторых случаях для систем на жидком топливе [49]. На самом деле, излучение может быть важным даже в негорючем
пламени при большом давлении, поскольку плотность жидкости намного больше, и поглощение излучения может происходить
аналогично жидкому топливу при низком давлении. Однако автору не известно о каких-либо работах по
таким эффектам, и поэтому они не включены в нижеследующее.
2.1 Уравнение состояния
В то время как идеальное поведение газа почти повсеместно предполагается для типичных исследований смешивания и
горения при атмосферном давлении, такое предположение может привести к очень большим ошибкам в системах сжигания под высоким давлением
. Например, рис. 2 иллюстрирует, что коэффициент сжимаемости, Z=P=(RT) (где T - температура
смеси, а R - удельная газовая постоянная смеси), может составлять всего 0:35 для
додекана в практических условиях эксплуатации. В литературе по высокому давлению используются различные EOS
, в том числе идеальный EOS [31]. Собственная работа автора включает в себя реальные газовые эффекты посредством
кубическое уравнение состояния Пенга-Робинсона