Математическое моделирование воздействия ИК-лазерного излучения на встречный поток наночастиц с метаном Научная публикация
Журнал |
Computational Mathematics and Information Technologies
, E-ISSN: 2587-8999 |
||||
---|---|---|---|---|---|
Вых. Данные | Год: 2024, Том: 8, Номер: 3, Страницы: 34-42 Страниц : 9 DOI: 10.23947/2587-8999-2024-8-3-34-42 | ||||
Ключевые слова | математическое моделирование, дозвуковые потоки, двухфазная среда, лазерное излучение, химические реакции | ||||
Авторы |
|
||||
Организации |
|
Информация о финансировании (1)
1 | Министерство науки и высшего образования Российской Федерации (с 15 мая 2018) | FWUR-2024-0033 |
Реферат:
Введение. Работа посвящена численному исследованию воздействия лазерного излучения на встречный двухфазный поток наночастиц с многокомпонентным газом из углеводородов. При таком воздействии увеличивается содержание водорода в продуктах и происходит связывание метана в углеводороды более сложного строения на поверхности каталитических наночастиц и в газовой фазе. Горячие стенки трубы являются источником основного прогрева реакционной двухфазной среды с каталитическими наночастицами. Материалы и методы. В качестве основного метода используется математическое моделирование, включающее численное решение системы уравнений вязкой газопылевой двухфазной среды с учетом химических реакций и лазерного излучения. Модель позволяет одновременно учитывать двухфазную газопылевую среду, многокомпонентность и многотемпературность среды, обыкновенные дифференциальные уравнения (ОДУ) для температуры каталитических наночастиц, ОДУ химической кинетики, эндотермические эффекты радикально-цепных реакций, диффузию легких метильных радикалов CH3 и атомов водорода H, которые инициируют конверсию метана, поглощение лазерного излучения этиленом и частицами. Результаты исследования. Получены распределения параметров, характеризующих ламинарные дозвуковые течения газопылевой среды в осесимметричной трубе с химическими реакциями. Показано, что поглощение лазерного излучения этиленом во встречном потоке приводит к резкому увеличению конверсии метана и преимущественному выходу ароматических соединений. Обсуждение и заключение. Численное моделирование динамики реакционных двухфазных сред представляет интерес для разработки теоретических основ переработки метана в ценные продукты. Полученные результаты естественным образом подтверждают вывод о необходимости совместного использования средств математического моделирования и лабораторных экспериментов для разработки новых ресурсосберегающих и экономически обоснованных технологий переработки природного газа.
Библиографическая ссылка:
Пескова Е.E.
, Снытников В.Н.
Математическое моделирование воздействия ИК-лазерного излучения на встречный поток наночастиц с метаном
Computational Mathematics and Information Technologies. 2024. Т.8. №3. С.34-42. DOI: 10.23947/2587-8999-2024-8-3-34-42 РИНЦ OpenAlex
Математическое моделирование воздействия ИК-лазерного излучения на встречный поток наночастиц с метаном
Computational Mathematics and Information Technologies. 2024. Т.8. №3. С.34-42. DOI: 10.23947/2587-8999-2024-8-3-34-42 РИНЦ OpenAlex
Даты:
Поступила в редакцию: | 5 авг. 2024 г. |
Принята к публикации: | 26 авг. 2024 г. |
Идентификаторы БД:
РИНЦ: | 72491149 |
OpenAlex: | W4403340337 |
Цитирование в БД:
Пока нет цитирований