Зарево

Зарево

Шифр эксперимента: Зарево
Направление НПИ: 1. Физико-химические процессы и материалы в условиях космоса
Секция КНТС: Космическое материаловедение
Наименование эксперимента: Изучение холоднопламенного горения капель углеводородов в условиях микрогравитации
Цель эксперимента:

Получение исходных данных для разработки модели горения углеводородных горючих в условиях микрогравитации в интересах создания систем пожарной безопасности в герметичных отсеках космических аппаратов

 

Описание эксперимента:

Эксперимент проводится на американском сегменте МКС в модуле Destiny (АС МКС) для проведения исследований в условиях микрогравитации на оборудовании «CIR» (см. рис.1) с использованием встраиваемого блока MDCA для исследования горения капель 3-х различных углеводородов.

Оборудование CIF с блоком MDCA обеспечивает изучение холоднопламенного горения капель разных углеводородов в окислительном газе разного состава при разных начальных давлениях.

 

Новизна эксперимента:

После обнаружения в рамках программы FLEX (NASA) явления холоднопламенного горения капли н-гептана в условиях микрогравитации систематические исследования холоднопламенного горения капель в условиях микрогравитации не проводились.

 

Научная аппаратура:

Состав оборудования:

- 12-битная видеокамера с красной диодно-лазерной подсветкой;

- видеокамера повышенной чувствительности для наблюдения за пламенем, позволяющая регистрировать холоднопламенное свечение очень низкой интенсивности (свечение возбужденного формальдегида);

- видеокамера для регистрации хемилюминесценции «горячего» пламени;

- цветная видеокамера с белой диодно-лазерной подсветкой с возможностью значительного увеличения изображения;

- два оптических радиометра: один для регистрации теплового излучения горящей капли в диапазоне от видимого (~ 0.40 мкм) до ИК (~ 100 мкм) света; другой для регистрации излучения водяного пара в широком ИК-диапазоне (~ 5-7 мкм);

- датчики температуры и давления в камере;

- газоанализатор;

- устройство для создания капель,

- устройство для зажигания капель;

- блок электропитания,

- блок управления.

 

Ожидаемые результаты:

Полученные результаты позволят расширить наши знания о режимах горения капель углеводородных горючих и могут быть использованы для совершенствования систем пожарной безопасности в герметичных отсеках космических аппаратов.

 

Сроки проведения: 2016 -17 гг.
Состояние эксперимента: Завершен
Организация постановщик: Институт химической физики им. Н. Н. Семенова Российской академии наук.
Организации участники: Институт химической физики им. Н.Н. Семенова Российской академии наук; ЦНИИмаш; РКК «Энергия» им. С.П. Королёва.
Научный руководитель: Фролов С.М., ИХФ РАН, зав. отделом, д.ф.-м.н.
Публикации по эксперименту:

1. Фролов С.М., Басевич В.Я. Горение капель. В книге «Законы горения». Ред. Полежаев Ю.В. Москва. УНПЦ, Энергомаш, 2006. С. 130-159.

2. Басевич В. Я., Фролов С. М. Кинетика «голубых» пламен при газофазном окислении и горении углеводородов и их производных. Успехи химии, 2007. Т. 6, №9, С. 927-944.

3. Басевич В. Я., Беляев А. А., Медведев С. М., Посвянский В. С., Фролов С.М. Механизмы окисления и горения нормальных парафиновых углеводородов С8Н18, С9Н20 и С10Н22. Химическая физика, 2011. Т.30, №12, С. 9-25.

4. Басевич В. Я., Беляев А. А., Медведев С. Н., Посвянский В. С., Фролов С. М. Детальный кинетический механизм многостадийного окисления и горения изобутана. Химическая физика, 2015, том 34, № 4, с. 47–54.

5. Басевич В.Я., Беляев А. А., Медведев С.Н., Посвянский В.С., Фролов C.М. Детальный кинетический механизм окисления и горения изопентана и изогексана. Горение и взрыв, 2015, Т. 8, № 1, с. 12-20.

6. Басевич В. Я., Беляев А. А., Посвянский В. С., Фролов С. М. Кинетическая природа “голубых” пламен при самовоспламенении метана. Химическая физика, 2014, том 33, № 5, с. 40–46.

7. Басевич В. Я., Беляев А. А., Посвянский В. С., Фролов С. М. Механизмы окисления и горения нормальных парафиновых углеводородов: переход от С1–С10 к С11–С16. Химическая физика, 2013, том 32, № 4, с. 1–10.

8. Фролов С. М., Медведев С. Н., Басевич В. Я., Фролов Ф. С. Самовоспламенение и горение тройных гомогенных и гетерогенных смесей углеводород–водород–воздух. Химическая физика, 2013, том 32, № 8, с. 43–48.

9. Басевич В.Я., Беляев А.А., Гоц А.Н., Посвянский В.С., Фролов С.М., Фролов Ф.С. Механизмы окисления и горения нормальных парафиновых углеводородов С11Н24 – С16Н34. Горение и взрыв, 2012, Т. 5, с. 46-52.

10. Басевич В.Я., Беляев А.А., Медведев С.Н., Посвянский В.С., Фролов С.М. Механизмы окисления и горения нормальных парафиновых углеводородов C8H18, C9H20 и C10H22. Горение и взрыв, 2011, Т. 4, с. 3 – 9.

11. Басевич В.Я., Беляев А.А., Медведев С.Н., Посвянский В.С., Фролов С.М. Механизмы окисления и горения нормальных парафиновых углеводородов: переход от С1-С7 К С8Н18, С9Н20 И С10Н22. Химическая физика, 2011, Т. 30, N 12, с. 9 – 25.

12. Беляев А.А., Басевич В.Я., Фролов Ф.С., Фролов С.М., Б. Басара, М. Суффа. База данных для характеристик ламинарного горения н-гептана. Горение и взрыв, 2010, Т. 3, с. 30 – 37.

13. Басевич В.Я., Беляев А.А., Посвянский В.С., Фролов С.М. Расчет самовоспламенения и горения капель н-гептана. Горение и взрыв, 2010, Т. 3, с. 105 – 109.

14. Басевич В.Я., Беляев А.А., Фролов С.М. Механизмы окисления и горения нормальных алкановых углеводородов: переход от С1-С5 к С6Н14. Химическая физика, 2010, т. 29, № 7, с. 71-78.

15. Басевич В. Я., Беляев А. А., Посвянский В. С., Фролов С. М. Механизмы окисления и горения нормальных парафиновых углеводородов: переход от С1–С6 к С7Н16. Химическая физика, 2010, том 29, № 12, с. 40–49.

16. Басевич В. Я., Беляев А. А., Медведев С. Н., Посвянский В. С., Фролов Ф. С., Фролов С. М. Моделирование самовоспламенения и горения капель н-гептана с использованием детального кинетического механизма. Химическая физика, 2010, том 29, № 12, с. 50–59.

 

Последнее обновление: 03.06.2019
Задачи эксперимента:

-Экспериментальное изучение процесса холоднопламенного горения капель индивидуальных углеводородных горючих (н-додекана, 2,6,10-триметилдодекана и 2,2,4,6,6 пентаметилгептана) в условиях микрогравитации.

-Разработка методики экспресс-анализа экспериментальных данных на основе расчётно-теоретических исследований холоднопламенного горения крупной капли н-гептана в воздухе при 1 атм. и сравнения полученных результатов с экспериментальными данными.

-Выдача научно-обоснованных рекомендаций по изменению режимов выполнения КЭ.

-Получение экспериментальных данных для разработки и верификации детальных, сокращенных и глобальных кинетических механизмов окисления и горения н-додекана, 2,6,10-триметилдодекана и 2,2,4,6,6 пентаметилгептана.

Постановщики эксперимента: Фролов С.М., д.ф.-м.н
Страна: Россия