МЕГАГРАНТЫ

Ученые изучили особенности сгорания топлива для создания новых двигателей

1527436035 0 158 3077 1889 600x0 80 0 0 af2a9e4f518a0ce92f9b301aec5caf7f Ученые Самарского университета совместно с зарубежными коллегами открыли ранее неизвестные механизмы роста ароматических молекул – это поможет создать экологичные и энергоэффективные камеры сгорания для газотурбинных двигателей в авиации, судостроении и промышленности, заявила пресс-служба вуза. Механизм формирования неплоских полиароматических углеводоров (ПАУ) описан в статье "Physical Chemistry Chemical Physics".
Ароматические химические соединения входят в число вредных загрязнителей и присутствуют в выхлопах любого двигателя на углеводородном топливе. Зачастую заметно, как из выхлопных труб автомобилей идет черный дым – это частицы сажи, состоящие из спаянных ароматических шестичленных (С6) и пятичленных (С5) колец.
 
Формирование сажи начинается с простейшего ароматического соединения – бензола. Достраивание новых шестичленных колец приводит к образованию плоских структур (вроде двумерного материала графена). Если же к ним достраиваются пятичленные кольца, плоская форма структуры нарушается. Неплоские ПАУ обнаруживают как в межзвездном пространстве (например, в метеоритах), так и в земных условиях – среди продуктов горения, в камерах сгорания авиационных и автомобильных двигателей.
Сотрудники Самарского университета под руководством профессора Международного университета Флориды Александра Мебеля в рамках мегагранта правительства РФ создают экспериментальную установку для исследования реакций горения.
 
С помощью теоретических и экспериментальных исследований ученые выяснили, как пятичленное кольцо ПАУ добавляется к шестичленному, что, в свою очередь, приводит к выходу ПАУ из плоскости.
 
Ранее считалось, что для формирования и роста ПАУ необходимы исключительно высокотемпературные среды, выше 700°С, которые есть в камерах сгорания авиационных и автомобильных двигателей, а также в околозвездных оболочках некоторых звезд. Однако ученые Самарского университета доказали, что ПАУ могут формироваться и при очень низких температурах в богатых углеводородами атмосферах планет и их лун, таких как, например, спутник Сатурна – Титан (-183°С).
 
Также ученые рассчитали скорости реакций, которые можно использовать для моделирования и разработки кинетических моделей роста сажи и ПАУ в авиационных камерах сгорания.
В будущем коллектив планирует раскрыть детальные механизмы реакций, ведущих к укрупнению ароматических соединений. По мнению ученых, полученные ими данные будут применяться в разработках еще на стадии проектирования газотурбинных двигателей в авиации, судостроении и промышленности.
Источник https://ria.ru/20191017/1559806864.html
Back to top