Ученые создали модель для прогнозирования зажигания самовоспламеняющегося топлива

Как сообщили ТАСС в Минобрнауки РФ, модель позволяет рассчитывать время задержки зажигания с погрешностью не более 15% для разного размера капель и 10% для разных температур. В самовоспламеняющихся топливных системах горючий материал и окислитель реагируют сами по себе при простом контакте — их не надо нагревать или поджигать. Такие системы нужны в космической и авиационной технике, например для аварийного старта.

Ранее ученые разработали несколько моделей, объясняющих этот процесс, но ни одна из них не могла точно предсказать начало горения: при какой температуре, как быстро испаряются и смешиваются пары. Новая модель описывает этот процесс более детально.

По словам доцента Исследовательской школы физики высокоэнергетических процессов ТПУ Ольги Высокоморной, расчеты показали, что модель довольно точно предсказывает зажигание — ошибка не превышает 15% для разного размера капель и 10% для разной температуры. Исследователи также обнаружили несколько ключевых закономерностей. Оказалось, что чем крупнее капли топлива, тем быстрее они испаряются. Однако после определенного порога — примерно 3 миллиметра — время задержки зажигания перестает зависеть от размера и остается практически постоянным.

Разработанная модель учитывает теплообмен, испарение, перемешивание паров и химические реакции как в жидком топливе, так и в газе. Технология ТПУ позволяет в реальном времени следить за температурой и составом смеси и видеть, как они взаимодействуют. Модель дает возможность точнее прогнозировать работу самовоспламеняющихся топливных систем в условиях, максимально приближенных к реальным. В будущем технология может стать основой проектирования более безопасных и управляемых самовоспламеняющихся топливных систем. Результаты работы ученых опубликованы в журнале FirePhysChem.

ТАСС