Численное исследование конверсии метановых смесей под воздействием лазерного излучения Научная публикация
| Журнал |
Журнал Средневолжского математического общества
ISSN: 2079-6900 |
||||
|---|---|---|---|---|---|
| Вых. Данные | Год: 2023, Том: 25, Номер: 3, Страницы: 159-173 Страниц : 15 DOI: 10.15507/2079-6900.25.202303.159-173 | ||||
| Ключевые слова | computer modeling, Navier-Stokes equations, axisymmetric flows, chemical kinetics, methane laser conversion,компьютерное моделирование, уравнения Навье-Стокса, осесимметричные течения, химическая кинетика, лазерная конверсия метана | ||||
| Авторы |
|
||||
| Организации |
|
Информация о финансировании (1)
| 1 | Российский научный фонд | 21-19-00429 |
Реферат:
В настоящей работе проведено исследование лазерной конверсии метановых смесей при различных условиях проведения вычислительного эксперимента. Подобные течения характеризуются резкими локальными изменениями газодинамических
характеристик и концентраций компонент смеси. Их динамика и взаимные превращения описываются жесткой системой из уравнений Навье-Стокса и химической кинетики, что накладывает серьезные ограничения на выбор вычислительного алгоритма. Вычислительные эксперименты проводились с использованием ранее разработанного 2D-кода для моделирования дозвуковых осесимметричных течений многокомпонентной среды, дополненным модулем для учета лазерного излучения и модулем решения уравнений химической кинетики конверсии метана. Верификация результатов осуществлялась посредством расчетов конверсии метана под воздействием внешнего обогрева стенок. Сопоставление концентраций веществ на выходе из трубы с непосредственным решением системы дифференциальных уравнений химической кинетики при различных температурах проведения реакции показало хорошее соответствие результатов. Проведены вычислительные эксперименты по воздействию лазерного излучения на течение химически активной поглощающей среды. Показано, что вводимое в смесь лазерное излучение, поглощаемое этиленом, изменяет характер течения и значительно увеличивает температуру газовой смеси. Повышение температуры способствует увеличению выхода
целевых продуктов (этилена, ацетилена, водорода) на меньшей длине реактора, в то время как в отсутствии излучения максимальные концентрации продуктов появляются на выходе из реактора. Исследовано влияние исходного состава газовой смеси на конверсию метана, сделан вывод, что наличие этилена значительно увеличивает образование целевых продуктов при умеренных температурах стенок реактора в присутствии лазерного излучения.
Библиографическая ссылка:
Пескова Е.Е.
, Снытников В.Н.
Численное исследование конверсии метановых смесей под воздействием лазерного излучения
Журнал Средневолжского математического общества. 2023. Т.25. №3. С.159-173. DOI: 10.15507/2079-6900.25.202303.159-173 Scopus РИНЦ OpenAlex
Численное исследование конверсии метановых смесей под воздействием лазерного излучения
Журнал Средневолжского математического общества. 2023. Т.25. №3. С.159-173. DOI: 10.15507/2079-6900.25.202303.159-173 Scopus РИНЦ OpenAlex
Идентификаторы БД:
| Scopus: | 2-s2.0-85176124660 |
| РИНЦ: | 54802037 |
| OpenAlex: | W4387676722 |