Улучшенную модель процесса горения, позволяющую детальнее понять механизм образования сажи и других вредных веществ, предложили ученые Самарского национального исследовательского университета имени академика С.П. Королева (Самарского университета). По словам авторов, в перспективе полученные результаты помогут создать более эффективные и экологичные двигатели внутреннего сгорания.

Статья опубликована в журнале The Journal of Physical Chemistry A.

Сажа, активно выбрасываемая в окружающую среду двигателями автомобилей, а также энергетическими и химическими предприятиями, состоит из особых органических соединений – полициклических ароматических углеводородов (ПАУ). Загрязнение воздуха частицами этих соединений провоцирует у человека развитие онкологических заболеваний, поэтому международные нормы жестко регламентирует их содержание в выхлопах двигателей, сообщили ученые университета.

© Фото : Самарский университет. Эксперименты по исследованию различных характеристик камер сгорания газотурбинных двигателей

По словам исследователей, они впервые в мире рассчитали температурные зависимости констант скорости реакции инденила и циклопентадиенила – простейших ПАУ, формирующихся первыми в процессе горения. Как утверждают авторы, открытие позволит глубже понять механизмы формирования ПАУ в углеводородном пламени и в перспективе разработать двигатели с более чистым процессом горения.

“Исследуя образование сажи, мы впервые описали необычный механизм роста углеводородных колец. Данная реакция является прототипной для процессов образования ПАУ. Полученные нами кинетические данные этой реакции позволяют построить существенно более точную модель горения, на основе которой можно создать намного более энергоэффективные и экологичные двигатели внутреннего сгорания”, – объяснил сотрудник лаборатории «Физика и химия горения» Самарского университета Владислав Красноухов.

Расчеты проводились на суперкомпьютере Самарского университета «Сергей Королев». В дальнейшем ученые планируют продолжить исследования более сложных реакций образования ПАУ с целью получения надежной кинетической модели формирования сажи.