Теория химических реакций с тепловыделением в турбулентных струях применительно к описанию работы плазменного реактора
В. Ю. Великодный
Объединенный институт высоких температур РАН, Москва, Россия
В. П. Воротилин
Институт прикладной механики РАН, Москва, Россия
Предложена теория быстрых химических реакций с тепловыделением в турбулентных струях. При изучении подобных систем возникают две взаимосвязанные проблемы описания крупно- и мелкомасштабного смешения реагентов. Первая из них решается на основе модели захвата внешней среды, происходящего на границе турбулентной струи и внешней ламинарной среды [1—3]. Вторая, связанная с оценкой эффективной скорости реакции, рассмотрена в рамках представлений о турбулентной среде как совокупности независимых турбулентных вихрей, при случайных контактах которых происходят обмен реагентами и реакция между ними. Проведенные расчеты продемонстрировали лавинообразный характер развития реакционного процесса, а также существенную роль локального тепло-выделения в процессе смешения реагентов. При работе плазменных реакторов (с использованием микропузырьковой технологии) по обеззараживанию ряда промышленных сточных вод с высоким содержанием органических примесей периодически возникает переход горения в детонацию, что может приводить к разрушению конструкции реактора. Поэтому исследования протекания быстрых реакций в турбулентных потоках, инициированных плазменным поджигом, является актуальной научно-технической проблемой.
Содержание