Rate constant of chemical reactions for the investigation of oxygen-hydrogen mixture combustion involving electronic-excited atoms О(1D), O(1S) and molecules O2(b1Σ), O2(a1Δ), OH(A2Σ)
The data base for the set of chemical reactions with their rate constants in oxygen-hydrogen mixtures involving electronic-excited atoms О(1D), O(1S) and molecules O2(b1Σ), O2(a1Δ), OH(A2Σ) is presented. Recommendations for reaction rate constants were obtained on the basis of analysis of reviews and origin works devoted to the results of experimental studies.
The rate constant of chemical reaction, electronic-excited atoms and molecules, oxygen-hydrogen mixture, combustion problems
Константы скорости реакций для исследования горения кислородно-водородных смесей с участием возбужденных атомов О(1D), O(1S) и молекул O2(b1Σ), O2(a1Δ), OH(A2Σ)
Представлена база данных, содержащая набор химических реакций и их константы скорости в кислородно-водородных смесях с участием электронно-возбужденных атомов О(1D), O(1S) и молекул O2(b1Σ), O2(a1Δ), OH(A2Σ). Рекомендации констант скорости реакций выданы на основе анализа обзоров и источников, в которых исследуются результаты экспериментальных работ.
Константа скорости химической реакции, электронно-возбужденные атомы и молекулы, кислородно-водородная смесь, проблемы горения
1. Konnov A.A. Remaining uncertainties in the kinetic mechanism of hydrogen combustion // Combustion and flame. 2008. V. 152. P. 507–528. Физико-химическая кинетика в газовой динамике www.chemphys.edu.ru/pdf/2013-03-12-001.pdf 12 2. Словецкий Д.И. Механизм химических реакций в неравновесной плазме. М.: Наука. 1980. 310 с. 3. Slanger T.G. Reactions of electronically excited diatomic molecules. In book: Reactions of Small Transient Species. Ed. by A. Fontijn, M.A.A. Cline. Academic Press. 1983. P. 231–310. 4. 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.iupackinetic. ch.cam.ac.uk/ 5. Heidner R.F. et al. Temperature dependence of O2(a′Δg)+O2(a′Δg) and I(2P3/2)+O2(a′Δg) energy pooling // J. Chem. Phys. 1981. V.74. № 10. P. 5618–5626. 6. Herron J.T., Green D.S. Chemical kinetics database and predictive schemes for nonthermal humid air plasma chemistry. Part II. Neutral species reaction //Plasma Chemistry and Plasma Processing. 2001. V. 21. P. 459–481. 7. Попов Н.А. Влияние неравновесного возбуждения на воспламенение водородно-кислородных смесей // Теплофизика высоких температур. 2007. Т. 45. № 2. С. 296–315. 8. Дворянкин А.Н., Ибрагимова Л.Б., Кулагин Ю.А., Шелепин Л.А. Механизм электронной релаксации в атомно-молекулярных средах. В сб.: Химия плазмы. Вып. 14. Под ред. Смирнова Б.М. М.: Энергоатомиздат. 1987. С. 102–127. 9. NIST Chemical kinetics database. Standard reference database 17-2Q98. 1998. NIST. Gaithersburg. MD. USA. 10. Басевич В.Я., Беляев А.А. Расчет увеличения скорости водородно-кислородного пламени при добавках синглетного кислорода // Хим. физика. 1989. Т. 8. № 8. С. 1124-1127. 11. Stafford D.S. Modeling of singlet-delta oxygen yields in flowing electric discharges. Thesis M.S. Univ. of Illinois. Urbana. 2004. 103 p. 12. Кулагин Ю.А., Шелепин Л.А., Ярыгина В.А. Кинетика процессов в газовых средах, содержащих метастабильный кислород // Труды Физического института им. П.Н. Лебедева. РАН. 1994. Т. 218. С.166–227. 13. London G., Gilpin R., Schiff H.I., Welge K.H. Collisional deactivation of 0(1S) by O3 at room temperature // J. Chem. Phys. 1971. V. 54. No. 10. P. 4512-4513. 14. Старик А.М., Титова Н.С. О кинетике инициирования детонации в сверхзвуковом потоке смеси H2+O2 (воздух) при возбуждении молекул O2 резонансным лазерным излучением // Кинетика и катализ. 2003. Т. 43. № 1. С. 1–12. 15. Bailey A.E., Heard D.E., Henderson D.A., Paul P.H. Collisional quenching of OH(A2Σ+, v′ = 0) by H2O between 211 and 294K and the development of a unifield model for quenching // Chem. Phys. Lett. 1999. V. 302. P. 132–138. 16. Smith G.P., Crosley D.R. Quenching of OH (A2Σ+, v′ = 0) by H2, N2O and hydrocarbons at elevated temperatures // J. Chem. Phys.. 1986. V. 85. № 7. P. 3896-3901. 17. Paul P.H., Durant G.L., Gray J.A. Collisional electronic quenching of OH A2Σ(v′=0) measured at high temperature in a shock tube // J. Chem. Phys.. 1995. V. 102. № 21. P. 8378–8384. 18. Brzozowski J., Erman P., Lyyra M. Precision estimates of the predissociation rates of the OH A2Σ state (v ≤ 2) // Physica scripta. 1978. V. 17. P. 507-511. 19. Cuppit L.T., Takacs G.A., Glass G.P. Reaction of hydrogen atoms and O2(′Δg) // Int. J. Chem. Kinet. 1982. V. 14. № 5. P. 487–497. 20. Морозов И.И., Темчин С.М. Кинетика реакций синглетного кислорода в газовой фазе // Химия плазмы. Сб. статей под ред. Смирнова Б.М. Вып. 16. М.: Энергоатомиздат. 1990. С. 39- 67. 21. Borrell P., Richards D.S. Quenching of singlet molecular oxygen O2(a′Δg) by H2, D2, HCl and HBr // J. Chem. Soc. Faraday Trans. II. 1989. V. 85. P. 1401-1411. 22. Sander S.P. et al. Chemical kinetics and photochemical data for use in atmospheric studies. Evaluation Number 17. JPL Publication 10–6. Jet propulsion Laboratory. Passadena. 2011. http://jpldataeval.jpl.nasa.gov/ 23. Басевич В.Я., Веденеев В.И. Константа скорости реакции H+O2(a′Δg)=OH+O // Хим. физика. 1985. Т. 4. С. 1102-1106. 24. Choo K.W., Leu M.T. Rate constans for the quenching of metastable O2(1Σ g ) molecules // Intern. J. Chem. Kinetics. 1985. V. 17. № 11. P. 1155-1167. Физико-химическая кинетика в газовой динамике www.chemphys.edu.ru/pdf/2013-03-12-001.pdf 13 25. Borrell P., Borrell P.M., Pedley M.D., Grant K.R. High temperature studies of singlet oxygen O2(a′Δg) and O2(b1Σ g ) with a combined discharge flow / shock tube method // Proc. Roy. Soc. London. A. 1979. V. 367. P. 395–410. 26. Clark I.D., Wayne R.P. The reactions of O2(1Δg) with atomic nitrogen and with atomic oxygen // Chem. Phys. Lett. 1969. V. 3. No. 6. P. 405-407. 27. Baulch D.L. et al. Evaluated kinetic and photochemical data for atmospheric chemistry: Supplement II // J. Phys. Chem. Ref. Data. 1984. V. 13. № 4 P. 1259-1380. 28. Gordiets B.F. et al. Kinetic model of a low-pressure N2–O2 flowing glow discharge // IEEE Transactions on Plasma Science. 1995. V. 23. P. 750–768. 29. Gauthier M., Snelling D.R. Mechanism of singlet molecular oxygen formation from photolysis of ozone at 2537Å // J. Chem. Phys.. 1971. V. 54. № 10. P. 4317–4325. 30. Lee L.C., Slanger T.G. Observations on O(1D→3P) and O2(b1Σ g →X3Σ- g) following O2 photodissociation // J. Chem. Phys. 1978. V. 69. № 9. P. 4053-4060. 31. Fairchild P.W., Smith G.P., Crosley D.R. Collisional quenching of A2Σ+, OH at elevated temperatures // J. Chem. Phys. 1983. V. 79. № 4. P. 1795–1807. 32. Королева Е.А., Хворостовская Л.Е. Коэффициенты дезактивации метастабильных атомов O(1D) и O(1S) в тлеющем разряде в кислороде // Оптика и спектроскопия. 1973. Т. 35. № 1. С. 19-23. 33. 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. 34. Lilenfeld H.V., Carr P.A.G., ad Hovis F.E. Energy pooling reactions in the oxygen – iodine system // J. Chem. Phys. 1984. V. 81. No. 12. Pt. 1. P. 5730–5736. 35. De More W.B., Sander S.P., Golden D.M. et al. Chemical kinetics and photochemical data for use I stratospheric modeling. Evaluation number 12. JPL Publication 97-4. California institute of technology, Pasadena, CA 1997. 36. Derwent R.G. and Thrush B.A. Measurements on O2 1Δg and O2 1Σ+ g in discharge flow systems // Trans. Faraday Soc., 1971. V. 67. P. 2036-2043. 37. Findlay F.D., and Snelling D.R. Temperature Dependence of the Rate Constant for the Reaction O2(1Δg)+O3→2O2+O // J. Chem. Phys. 1971. V. 54. No. 6. P. 2750–2755. 38. Becker K.H., Groth W., and. Schurath U. Reactions of O2(1Δg) with ozone // Chem. Phys. Lett. 1972. V. 14. No. 4. P. 489-492. 39. Keyser L.F., Choo K.Y. and Leu M.T. Yelds of O2(b1Σ g ) from reactions of HO2 // Int. J. Chem. Kinetics. 1985. V.17. No. 11. P. 1169–1185. 40. Schofield K. Rate constants for the gaseous interactions of O(21D2) and O(21S0) – a critical evaluation. // J. Photochem. 1978. V. 9. P. 55-68. 41. Collins R.J., Husain D. and Donovan R.J. Kinetic and spectroscopic studies of O2(a1Δg) by timeresolved absorption spectroscopy in the vacuum ultra-violet // J. Chem. Soc., Faraday Trans. 2. 1973. V. 69 P. 145-157.