Comparative analysis of kinetic mechanisms of hydrogen-oxygen mixtures
The comparative analysis of data bases on rate constants of chemical reactions under combustion of hydrogen-oxygen mixtures available in scientific literature was performed. The main publications were analyzed up to 2008. As a result of this analysis, the new database was proposed. This database contains, in author’s opinion, the most reliable information on rate constants of chemical reactions in hydrogen-oxygen gas mixtures is contained in it.
Выполнен сравнительный анализ основных опубликованных в научной литературе баз данных по константам скоростей реакций при горении водородо-кислородной смеси. Проанализированы публикации по 2008 год включительно. На основе этого анализа предложена новая база данных, содержащая на сегодняшний день наиболее достоверную, по мнению авторов, информацию о константах скоростей реакций в водородо-кислородных смесях.
1. Ibraguimova L.B., Smekhov G.D., Shatalov O.P. Recommended rate constants of chemical reactions in H2-O2 gas mixture with electronically excited species O2(1Σ), O(1D), OH(2Σ) involved. 2003. http://www.chemphys.edu.ru/
2. Sander S.P., Friedl R.R., Golden D.M. et al. Chemical kinetics and photochemical data for use in atmospheric studies. Evaluation number 15. // JPL Publication 06-2, July 10, 2006. NASA. Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology, Pasadena, California. http://jpldataeval.jpl.nasa.gov/
3. Atkinson R., Baulch D.L., Cox R.A. et al. Summary of evaluated kinetic and photochemical data for atmospheric chemistry. IUPAC Web Version February 2006. http://www.iupac-kinetic.ch.cam.ac.uk/. Atkinson R., Baulch D.L., Cox R.A. et al. Evaluated kinetic and photochemical data for atmospheric chemistry. // J. Phys. Chem. Ref. Data. 1997, V.26. P.1329-1499.
4. Smith G.P., Golden D.M, Frenklach M, et al. Berkeley University of California, Gas Research Institute, GRI-Mech 3.0. http://www.me.berkeley.edu/gri_mech/
5. Hughes K.J., Turanyi T., Pilling M.J. The Leeds methane oxidation mechanism. 2001.Version 1.5. http://www.chem.leeds.ac.uk/Combustion/methane.htm
6. Konnov A.A. Refinement of the kinetic mechanism of hydrogen combustion. // Химическая физика. 2004. Т.23. № 8. С. 5-18.
7. Konnov A.A. Detailed reaction mechanism for small hydrocarbons combustion. Release 0.5. Updated Aug.31, 2007. http://homepages.vub.ac.be/~akonnov, 2000.
8. Konnov A.A. Detailed reaction mechanism of hydrogen combustion 2004. http://homepages.vub.ac.be/~akonnov, 2000.
9. Konnov A.A. Remaining uncertainties in the kinetic mechanism of hydrogen combustion. Combustion and flame. 2008. V.152. P. 507-528.
10. Baulch D.L., Cobos C.J., Cox R.A. et al. Summary table of evaluated kinetic data for combustion modelling. // Combustion and flame. 1994. V.98. P.59-79.
11. NIST Chemical kinetics database. Standard reference database 17-2Q98. 1998. - NIST. Gaithersburg. MD. USA.
12. Warnatz J. Rate coefficients in the C/H/O system. // Combustion chemistry. Ed. by W.C. Gardiner. Pub. Springer-Verlag. NY. 1984. Перевод: Ю. Варнатц. Константы скорости реакций с участием частиц, содержащих атомы С, Н и О. В сб.: Химия горения. Под ред. У. Гардинера мл. М.: Мир. 1988. С. 209-314.
13. Tsang W., Hampson R.F. Chemical kinetic data for combustion chemistry. P.I. methane and related compounds. // J. Phys. Chem. Ref. Data. 1986. V.15. No 3. P.1087-1279.
14. Baulch D.L., Bowman C.T., Cobos C.J. et al., Evaluated Kinetic Data for Combustion Modelling: Supplement II. // J. Phys. Chem. Ref. Data. 2005. V.34. N.8. Pp.757-1397.
15. Baulch D.L., Drysdale D.D., Horne D.G. Evaluated Kinetic Data for High Temperature Reactions. Vol.1. Homogeneous gas phase reactions of the H2-O2 system. London. Butterworths. 1972. 433 p.
16. Baulch D.L., Drysdale D.D., Duxbury J., Grant S.J. Evaluated Kinetic Data for High Temperature Reactions. Vol.3. Homogeneous gas phase reactions of the O2-O3 system and the CO-O2-H2 system, and sulfur-containing species. London. Butterworths. 1976. 595 p.
17. Baulch D.L., Cobos C.J., Cox R.A. et al. Evaluated kinetic data for combustion modelling. // J. Phys. Chem. Ref. Data. 1992. V.21. P.411-736.
18. Baulch D.L, Cox R.A., Crutzen P.J. et al. Evaluated kinetic and photochemical data for atmospheric chemistry. Supplement 1. // J. Phys. Chem. Ref. Data. 1982. V.11. No 2. P. 327-496.
19. Baulch D.L, Cox R.A., Hampson Jr. et al. Evaluated kinetic and photochemical data for atmospheric chemistry. Supplement II. // J. Phys. Chem. Ref. Data. 1984. V.13. No 4. P.1259-1380.
20. Johnston H.S. Gas Phase Reaction Kinetics of Neutral Oxygen Species. NBS-NSRDS 20. Nat. Bur. Stand., Washington. D.C., 1968.
21. Cohen N., Westberg K.R. Chemical kinetic data sheets for high-temperature chemical reactions. // J. Phys. Chem. Ref. Data. 1983. V.12. No.3. P. 531-590.
22. Frenklach M., Wang H. and Rabinowitz M. J., «Optimization and analysis of large chemical kinetic mechanisms using the solution mapping method—combustion of methane.» Progress in Energy and Combustion Science. 1992. V. 18. Pp.47-73.
23. Jerig L., Thielen K., Roth P. High-temperature dissociation of oxygen diluted in argon or nitrogen. // AJAA J. 1990. V.29. No 7. P.1136-1139.
24. Naudet V., Abid S., Paillard C.E. A high temperature chemical kinetics study of the O2 dissociation and the O atoms recombination by ARAS. // J. Chem. Phys. 1999. V. 96. P. 1123-1145.
25. Макаров В.Н., Шаталов О.П. Газодинамический генератор озона. // Механика жидкости и газа. 1994. № 6. С.139-148.
26. Кривоносова О.Э., Лосев С.А., Наливайко В.П., Мукосеев Ю.К., Шаталов О.П. Рекомендуемые данных о константах скорости химических реакций между молекулами, состоящими из атомов N и O. // Химия плазмы. Сб. статей. Вып. 14. Под ред. Б.М. Смирнова. М.: Энергоатомиздат. 1987. 296 с.
27. Dougherty E.P., Rabirz H. Computational kinetics and sensitivity analysis of hydrogen-oxygen combustion. // J. Chem. Phys. 1980. V.72. No.12. P. 6571-6586.
28. Center R.F., Kung R.T.V. Shock tube study of the thermal decomposition of O3 from 1000 to 3000 K. // J. Chem. Phys. 1975. V. 62. No 3. P. 802-807.
29. Заслонко И.С., Попов Ю.П. О высокотемпературном распаде озона. // Кинетика и катализ. 1979. Т. 20. № 1. С. 11-16
30. Heimerl J.M., Coffee T.P. The unimolecular ozone decomposition reaction. // Combust. and flame. 1979. V.35. No 2. P. 117-123.
31. Лунин Б.С., Куричева О.В., Житнев Ю.Н. Определение параметров Аррениуса реакции термического разложения озона, инициированной излучением импульсного инфракрасного лазера. // Журн. физ. химии. 1986. Т. 60. № 8. С.2050 - 2053.
32. Лунин Б.С., Тимофеев В.В., Житнев Ю.Н. Импульсный пиролиз озона, сенсибилизированный колебательно-возбуждёнными SF6 // Тез. докл. 12-й Всесоюз. конф. по когерентной и нелинейной оптике. Москва. 1985. С. 665-666.
33. Koike T. Shock-tube studies of H2-O2 reaction at temperatures above 3000K through OH(2S) emission observation. // Memoirs of National Defence Academy, Japan. 1994. V. 33. No 2. P. 45-50.
34. Javoy S., Naudet V., Abis S., Paillard C.E. Elementary rate constants of interest in H2 supersonic combustion by ARAS. // AIAA Paper 2002-5246. 2002. 9 pp.
35. Javoy S., Naudet V., Abis S., Paillard C.E. Elementary rate constants of interest in H2 supersonic combustion chemistry. // Experimental Thermal and Fluid Science. 2003. V. 27. P.371-377.
36. Skrebkov O.V., Karkach S.P., Vasil’ev V.M., Smirnov A.L. Hydrogen-oxygen reactions behind shock waves assisted by OH*(2Σ+) formation. // Chem. Phys. Let. 2003. V.375. P. 413-418.
37. Davis, M.G.; McGregor, W.K.; Mason, A.A. OH Chemiluminescent Radiation from Lean Hydrogen-Oxygen Flames. // J. Chem. Phys. 1974.V. 61. P.1352.
38. Troe J. Detailed modeling of the temperature and pressure dependence of the reaction O2+H (+M)→HO2 (+M). // Proc. of the Combust Institute. 2000. V. 28. P. 1463-1469.
39. Michael J.V., Su M.C., Sutherland J.W., Carroll J.J., Wagner A.F. Rate constant for O2+H+M→HO2+M in seven bath gases. // J. Phys. Chem. A. 2002. V. 106. P. 5297-5313.
40. Michael J.V., Sutherland J.W., Harding L.B. and Wagner A.F. Initiation in H2/O2: rate constants for H2+O2→H+HO2 at high temperature. // Proceedings of the Combust. Inst. 2000. V.28. P. 1471-1478.
41. Попов Н.А. Влияние неравновесного возбуждения на воспламенение водород-кислородных смесей. // Теплофизика высоких температур. 2007. Т. 45. № 2. С. 296-315.
42. Wooldridge M.S., Hanson R.K., Bowman C.T. A shock tube study of the OH+OH→H2O+O. // Intern. J. Chem. Kinet. 1994. V.26. № 4. P.389-401.
43. Скребков О.В., Каркач С.П., Иванова А.Н., Костенко С.С. Колебательная неравновесность радикала НО2 в реакции водорода с кислородом за ударной волной: 1000<T<1200 K. - Физико-химическая кинетика в газовой динамике. 2008. http://www.chemphys.edu.ru/
44. Скребков О.В., Мягков Ю.П., Каркач С.П. и др. Механизм образования возбужденного радикала ОН(2Σ+) при воспламенении ударной волной разбавленной смеси Н2+О2. // ДАН. 2002. Т.383. № 6. С. 1-4.
45. Sutherland, J.W., Michael, J.V., Pirraglia, A.N., Nesbitt, F.L., Klemm, R.B. (1986) Rate constant for the reaction of O(3P) with H2 by the flash photolysis-shock tube and flash photolysis-resonance fluorescence techniques; 504K<T<2495K. // Twenty-First Symposium (International) on Combustion, The Combustion Institute, Pittsburgh. 1988. P. 929.
46. Natarajan, K., and Roth, P. (1987) High temperature rate coefficient for the reaction of O(3P) with H2 obtained by the resonance absorption of O and H atoms. // Combust. Flame. 1987. V.70. № 3. Р. 267-280.
47. Keyser L.F. Kinetics of the reaction OH+HO2→H2O+O2 from 254 to 382 K. // J. Phys. Chem. 1988. V.92. P.1193 - 1200.
48. Hippler H., Troe J., Willner J. Shock wave study of the reaction HO2+HO2→H2O2+O2: confirmation of a rate constant minimum near 700 K. // J. Chem. Phys. 1990. V.93. No 3. P.1755-1760.
49. Kappel Ch., Luther K., Troe J. Shock wave study of the unimolecular dissociation of H2O2 in its falloff range and of its secondary reactions. // Phys. Chem. Chem. Phys. 2002. V. 4. P. 4392-4398. (Цит. по [6]).
50. Hippler H., Neunauber H., Troe J. Shock wave studies of the reaction HO+H2O2=H2O+HO2 and HO+HO2=H2O+O2 behind 930 and 1680 K. // J. Chem. Phys. 1995. V. 103. P. 3510-3516.
51. Karkach S.P., Osherov V.I. Ab initio analysis of the transition states on the lowest triplet H2O2 potential surface. // J. Chem. Phys.1999. V.110. P. 11918-11927.
52. Ripley D.L, Gardiner W.C. Jr. Shock tube study of the hydrogen-oxygen reaction. II. Role of exchange initiation. // J. Chem. Phys. 1966. V.44. P.2285-2296.
53. Davidenko D.M., Gökalp I., Dufour E. and Magre P., Systematic numerical study of the supersonic combustion in an experimental combustion chamber // AIAA Paper 2006-791 (2006).
54. Davidenko D.M., Gökalp I., Kudryavtsev A.N. Numerical simulation of the continuous rotating hydrogen-oxygen detonation with a detailed chemical mechanism. // CD Proceedings of the West-East high speed flow field conference. 19-22, November 2007. Moscow, Russia. Section 6. 12 pp.
55. Jachimovski C.J., Houghton W.M Shock tube study of the initiation process in the hydrogen-oxygen reaction. // Combust and flame. 1971. V.17. P.25-30.
56. Даутов Н.Г., Старик А.М. К вопросу о выборе кинетической схемы при описании детонации в смеси Н2 + воздух за ударными волнами. // ТВТ. 1993. Т.31. № 2. С.292.
57. Воеводский В.В., Солоухин Р.И. О механизме и пределах цепного воспламенения водорода с кислородом в ударных волнах. // ДАН СССР. 1964. Т.154. № 6. С.1425-1428.
