Пероксидно-кластерний механізм ініціювання самоспалахування

Abstract

Розглянуто вплив пероксидної природи ініціювання самоспалахування на стадійність цього процесу та необхідні зміни у методиці розрахункового прогнозування температури самоспалахування. Дослідження побудовано на припущенні, що першим елементарним актом, який призводить до самоспалахування, є утворення надмолекулярної структури як кластера пероксидного типу. Метою роботи є проведення моделювання найменшої надмолекулярної пероксидної будови вуглеводнів, яка виникає на першому етапі самоспалахування, для уточнення пероксидного механізму розвитку цього виду виникнення горіння та підвищення збіжності розрахункового прогнозування температури самоспалахування. Як базовий гомологічний ряд для моделювання таких структур обрано н-алкани. Встановлено нелінійність температур самоспалахування у зазначеному гомологічному ряду з елементами коливальності, що є ознакою існування надмолекулярних структур із неоднаковим принципом організації для різних сполук, аналогічно властивостям речовин у конденсованому стані. Для першого моменту ініціювання процесів самоспалахування визначено механізм формування взаємозв’язку між нелінійністю зміни температури самоспалахування та будовою найменших можливих кластерів пероксидного типу: формування алкілпероксидного кластера димерної будови, а для метану – додатково гекса-, для етану – тримерної будови. Розраховано усереднені еквівалентні довжини цих структур для суміші лінійних та циклічних алкілпероксидів, що модулює нелінійність зміни температури самоспалахування. Розроблено аналітичну залежність апроксимаційного характеру для опису температури самоспалахування, яка працює з коефіцієнтом кореляції R=0,977 та середнім відхиленням 5,5 оС. Новизною роботи є передбачений кластерний механізм ініціювання самоспалахування та відповідні варіанти можливих надмолекулярних структур пероксидного типу, що дало змогу розробити нову аналітичну залежність для прогнозування температури самоспалахування на підставі значень еквівалентних довжин цих структур та стехіометричного коефіцієнта реакції горіння речовини.