Введение
Глава 1. Исследование образования микрогетерогенных частиц железа при пиролизе Fe(CO)5 в ударных волнах 35
1.1. Метод определения функции распределения аэрозольных частиц по размерам в ударных волнах 35
1.1.1. Основные стадии кинетики формирования ансамблей микрогетерогенных частиц железа 35
1.1.2. Методика исследования процессов конденсации атомов железа в ударных волнах 37
1.1.3. Теоретическая модель процесса термоэлектронной эмиссии для ансамбля микрогетерогенных частиц железа.. 42
1.1.4. Результаты и обсуждение 47
1.2. Кинетика термического распада молекул Fe(CO)5 и
образования кластеров и микрогетерогенных частиц
железа 56
1.2.1. Классическая теория гомогенной конденсации и кинетический подход к описанию процесса образования новой фазы 56
1.2.2. Механизм реакций термического распада молекул Fe(CO)5 и образования, коагуляции и термического распада небольших кластеров и микрогетерогенных частиц железа 64
1.2.3. Результаты и обсуждение 59
1.3. Влияние добавок пентакарбонила железа на ионизацию при окислении углеводородов в ударных волнах 76
1.3.1. Методика ионизационных измерений в ударных волнах 76
1.3.2. Результаты экспериментов по влиянию добавок Fe(CO)5 на ионизацию при окислении различных углеводородов в ударных волнах 77
1.3.3. Обсуждение результатов 84
Глава 2. Исследование образования и термического распада микрогетерогенных частиц углерода при пиролизе Сз02 в ударных волнах 90
2.1. Кинетика образования частиц конденсированного углерода при пиролизе различных углеродсодержащих соединений 90
2.2. Роль структурного фактора в кинетике образования кластеров и микрогетерогенных частиц углерода 92
2.3. Исследование образования микрогетерогенных частиц углерода в ударных волнах при одностадийном нагреве реакционной смеси %
2.3.1. Методика экспериментов по исследованию кинетики роста и термического распада частиц конденсированного углерода в ударных волнах %
2.3.2. Результаты экспериментов по определению основных параметров процесса образования микрогетерогенных частиц конденсированного углерода в ударных волнах.
2.3.3. Кинетические схемы газофазных реакций термического распада молекул С3О2, образования кластеров углерода и реакций с участием
микрогетерогенных частиц углерода. Обсуждение результатов. л 104
2.4. Исследование образования микрогетерогенных частиц углерода в ударных волнах при двухстадийном нагреве
смеси за фронтом падающей и отраженной ударной волны.. 125
2.4.1. Кинетика образования микрогетерогенных частиц углерода в ударных волнах при одностадийном нагреве смеси 125 2.4.2. Механизм термического распада С3О2 и образования, трансформации и термического распада кластеров углерода в газовой фазе I38
2.4.3. Реакции микрогетерогенных частиц углерода 144
2.4.4. Одностадийный нагрев смеси С3О2 в аргоне за фронтом отраженной ударной волны. Результаты и обсуждение... 150
2.4.5. Двухстадийный нагрев смеси С3О2 в аргоне за фронтом падающей и отраженной ударной волны. Результаты и обсуждение 156
Глава 3. Исследование процесса сажеобразования при пиролизен-гексана в ударных волнах 170
3.1. Углерод, углеродные материалы и природные энергоносители 170
3.2. Экспериментальные исследования процесса сажеобразования в ударных волнах 184
3.3. Описание экспериментальной установки для измерения основных параметров процесса сажеобразования в ударных волнах при высоких давлениях 186
3.4. Результаты экспериментов по измерению основных параметров процесса сажеобразования при пиролизе смесей н-гексана в ударных волнах при высоких давлениях 188
3.5. Обсуждение результатов 199
Глава 4. Кинетическое моделирование сажеобразования при пиролизе и окислении различных алифатических и ароматических углеводородов в ударных волнах 205
4.1. Роль структурного фактора и влияние водорода на процесс конденсации атомов углерода 205
4.2. Детальное кинетическое моделирование процесса сажеобразования при пиролизе различных углеводородов в ударных волнах vy
4.2.1. Основные принципы построения кинетической схемы процесса сажеобразования при пиролизе углеводородов 209
4.2.2. Описание кинетической модели процесса сажеобразования при пиролизе различных углеводородов 212
4.2.3. Результаты и обсуждение 216
4.2.3.1. Сажеобразование при пиролизе смесей этилена и ацетилена с аргоном 217
4.2.3.2. Сажеобразование при пиролизе смесей бензола, фенилацетилена и нафталина с аргоном 221
4.2.3.3. Сажеобразование при пиролизе смесей нафталина с ацетиленом в аргоне 225
4.2.3.4. Сажеобразование при пиролизе смесей метана с аргоном 226
4.2.3.5. Сажеобразование при пиролизе смесей С3О2 с водородом в аргоне 229
4.3. Исследование процесса сажеобразования при окислении богатых смесей различных углеводородов 232
4.3.1. Основные принципы построения кинетической схемы процесса сажеобразования при окислении богатых смесей различных углеводородов 232
4.3.2. Описание кинетической модели процесса сажеобразования при окислении богатых смесей различных углеводородов 235
4.3.3. Результаты и обсуждение 240
4.4. Исследование структуры и среднего размера частиц сажи, образующихся при пиролизе смесей бензола за отраженной ударной волной 251
4.4.1. Структура первичных и вторичных частиц сажи и последовательность стадий процесса сажеобразования... 251
4.4.2. Лазерные методы диагностики процесса сажеобразования 256
4.4.3. Экспериментальные исследования сажеобразования при пиролизе смесей бензола с аргоном за отраженными ударными волнами 261
4.4.4. Механизмы пиролиза бензола, образования полициклических ароматических углеводородов и высших полиинов, а также реакции образования зародышей частиц сажи и реакции роста частиц сажи... 263
4.4.5. Результаты и обсуждение 270
4.5. Кинетическое моделирование процесса сажеобразования при пиролизе смесей бензола, ацетилена, ацетилена/бензола и ацетилена/водорода в ударных волнах 289
4.5.1. Роль молекул ацетилена, полиинов и полиароматических углеводородов в процессе сажеобразования при пиролизе смесей ацетилена и бензола с аргоном 289
4.5.2. Описание кинетической модели процесса сажеобразования при пиролизе смесей бензола, ацетилена, ацетилена/бензола и ацетилена/водорода в ударных волнах 292
4.5.3. Результаты и обсуждение 294
Глава 5. Дискретный метод Галеркина 321
5.1. Теоретические основы дискретного метода Галеркина 321
5.1.1. Кинетическое описание химически реагирующих систем 321
5.1.2. Математический формализм дискретного метода Галеркина 322
5.1.3. Распределение Шульца-Флори и дискретные полиномы Лагерра 327
4. Аналитический формализм дискретного метода Галеркина для реакций полимеризации 330
Основные типы реакций, рассматриваемые в рамках дискретного метода Галеркина. 334
Основные аналитические соотношения для механизмов различных реакций с участием микрогетерогенных конденсированных частиц в рамках формализма дискретного метода Галеркина 341
Основные аналитические соотношения для механизмов реакций новых типов, введенных в программу MACRON, с участием микрогетерогенных конденсированных частиц в
рамках формализма дискретного метода Галеркина 346
Применение дискретного метода Галеркина. Тестовые
численные эксперименты с реакциями различных типов з 60
1. Коагуляция 360
2. Реакции полимерного роста микрогетерогенных конденсированных частиц без изменения их типа 363
3. Реакции деградации (распада) микрогетерогенных конденсированных частиц без изменения типа частиц... 368
4. Реакции, обратные реакциям зарождения (инициации) микрогетерогенных конденсированных частиц из газовой фазы 373
5. Реакции, обратные реакциям роста микрогетерогенных конденсированных частиц с изменением их типа 377
6. Коагуляция микрогетерогенных частиц разного типа 381
7. Параллельные реакции зарождения (инициации) 384
8. Рост микрогетерогенных частиц без изменения их типа, когда средний размер частиц сразу возрастает на величину 5W 386 5.5.9. Рост микрогетерогенных частиц с изменением их типа,
когда средний размер частиц сразу возрастает на
величину Sw 390
Заключение 395
Библиографический список использованной литературы
