Исследование процессов воспламенения и горения газообразных топлив в до- и сверхзвуковых потоках и в камерах сгорания двигателей различных транспортных систем при возбуждении колебательных и электронных состояний

Проект направлен на решение важной фундаментальной проблемы физических основ энергетики - разработку эффективных методов увеличения эффективности сжигания органических и неорганических топлив в газовых потоках и в камерах сгорания двигателей различных транспортных систем, а также снижение эмиссии экологически опасных компонентов при малых энергетических воздействиях на систему. Комплексная программа исследований включает: 1) Теоретические исследования процессов взаимодействия электронно- и колебательно-возбужденных молекул O2 и N2 с молекулами углеводородов и их производными, а также с молекулами NO, СО, СО2, SO2, определение возможных каналов реакций, а также констант скоростей этих каналов; 2) Создание термически неравновесных кинетических моделей для описания процессов интенсификации воспламенения и горения углеводородов CnHm (вплоть до пропана) и синтетических топлив (CnHm+H2+СО) и конверсии экологически опасных компонентов, образующихся при горении, в менее опасные при активации молекул O2 и N2 в специально организованном электрическом разряде, либо при лазерно-индуцированном возбуждении или фотодиссоциации молекул O2; 3) Исследование влияния возбуждения молекул O2 или формирования атомов O при фотодиссоциации молекул O2 на динамику воспламенения и горения углеводородных CnHm и синтетических (CnHm+H2+CO) топлив в модельном реакторе с регистрацией концентрацией активных радикалов ОН, СН и др. и температуры в зоне воспламенения и исследование процессов воспламенения и горения в цилиндре двигателя внутреннего сгорания (ДВС) с компрессионным воспламенением и в модельной камере сгорания прямоточного воздушно-реактивного двигателя (ПВРД) со сверхзвуковой скоростью движения газа. Анализ механизмов, ответственных за интенсификацию цепных реакций и конверсию экологически опасных компонентов в ДВС с компрессионным воспламенением и за увеличение полноты сгорания и тяговых характеристик для ПВРД; 4) Расчетно-экспериментальное исследование влияния возбуждения молекул O2 в синглетные состояния O2(a1), O2(b1), а также молекул N2 в триплетное N2(А3) состояние и образования атомов O(3P), O(1D) в электрическом разряде при различных значениях приведенного электрического поля на процессы воспламенения и горения смесей CnHm+O2(воздух), CnHm+H2+СО+O2(воздух) в до- и сверхзвуковом потоках при подаче в поток активированных в электрическом разряде молекул O2 и N2 (воздуха) и определение механизмов протекания энергетически разветвленных цепных реакций с участием возбужденных молекул O2 и N2; 5) Исследование влияния активации молекул O2 и N2 в электрическом разряде при различных значениях приведенного электрического поля и подаче активированной в разряде смеси в реагирующий поток на динамику горения смесей (H2+CO)+воздух и CnHm+H2+СО+воздух в диффузионном и гомогенном (с детонационной волной) режимах в сверхзвуковом потоке в модельной камере сгорания ПВРД и определение оптимального состава плазмы с точки зрения обеспечения наибольшей полноты сгорания и увеличения тяги двигателя.