Моделирование кинетики химических превращений: термодинамический подход - page 10

Наилучшее качественное совпадение результатов моделирования и
кинетических расчетов по формальной модели GRI-Mech, как видно , достигается на начальном этапе процесса . В дальнейшем поведения
концентрационных кривых различаются . Можно предположить две
причины для объяснения этого обстоятельства : а) “условное время ” моделирования течет намного быстрее реаль - ного; б) кинетическая модель GRI-Mech не предназначена для адекватно- го описания процесса вблизи равновесия . Основанием для второго предположения могут служить результаты
расчета концентраций в условиях равновесия для рассмотренного при - мера [7]. В табл. 1 приведены равновесные концентрации основных
компонентов, полученные с помощью представленной модели (они
строго соответствуют условиям равновесия ) и в результате установле- ния решения по кинетической модели GRI-Mech.
Таблица 1
Компонент Равновесные концентрации, 1013 , см−3
Моделирование Расчет GRI-Mech
O 1,59 3,25
O2 26,37 36,5
H 3,05 6,34
OH 12,53 17,8
H2 17,4 25,02
CO 37,94 53,16
CO2 31,02 29,47
H2O 669,5 658,5
На упомянутой выше странице Internet [16], посвященной кине- тической модели GRI-Mech, приведены также некоторые экспери - ментальные данные , позволяющие количественно оценить точность
предлагаемого термодинамического метода моделирования . Для уже
рассмотренной системы CH4 −O2 −Ar была выполнена серия расче - тов в температурном диапазоне 2000. . . 2500 K. На рис. 3 представле - ны рассчитанные при температуре 2000 K концентрационные кривые, моль/ см3 , от начала процесса до установления равновесия. Видно, что
концентрации CH3 и CO имеют максимум. На рис. 4 сопоставлены
результаты этой серии расчетов для CH3 и соответствующие опыт- ные значения, полученные экспериментально в ударной трубе [15]. Видно, что описанный термодинамический подход к моделированию
ISSN 1812-3368. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Естественные науки”. 2005. № 3 35