Ученые Томского политехнического университета совместно с коллегами из МИСиС создали ма...
Ученые Томского политехнического университета совместно с коллегами из МИСиС создали математическую модель, описывающую процесс зажигания самовоспламеняющихся топлив. Эта модель учитывает физико-химические свойства топлива и их влияние на температурные и концентрационные поля в момент воспламенения в нестационарных условиях. Эксперименты подтвердили, что модель с высокой точностью предсказывает поведение таких топлив, сообщили CNews в ТПУ. Самовоспламеняющиеся топливные системы, состоящие из топлива и окислителя, начинают реагировать при контакте без внешнего нагрева. Они используются, например, в аэрокосмической технике для аварийного старта. Ранее существующие модели не могли надежно предсказать параметры горения, такие как температура и скорость испарения. Новая модель учитывает теплообмен, фазовый переход, диффузию паров и химические реакции в конденсированной и газовой фазах. Исследователи проверили ее на топливе из тетраметилэтилендиамина (TMEDA) с 5% диоксида кремния и окислителе из азотной кислоты. Расхождения между расчетами и экспериментами не превышали 15% при изменении размеров капель и 10% при изменении температуры. Как отметила доцент ТПУ Ольга Высокоморная, модель позволяет точнее прогнозировать поведение топлива в реальных условиях. Например, ученые выявили экспоненциальный рост скорости испарения при увеличении размера частиц и критическое значение около 3 мм, после которого время задержки зажигания почти не меняется. В будущем технология может лечь в основу проектирования более безопасных и управляемых топливных систем. Исследование поддержано грантом РНФ и опубликовано в журнале FirePhysChem.