О механизме тепловыделения в пламени динитрамида аммония

С целью проверки адекватности различных моделей тепловыделения в пламени динитрамида аммония реальным процессам проведено численное моделирование химических процессов в продуктах термического разложения при давлении 10 Торр и в пламени динитрамида аммония (ADN, NH$_4$N(NO$_2$)$_2$) при давлении 0.4 $\div$ 60 атм. Расчеты выполнены на основе детального кинетического механизма и граничных условий, согласованных с экспериментальными данными, термодинамическими свойствами и химическим составом ADN. Кинетический механизм включает субмеханизмы, описывающие высокотемпературные химические процессы в смесях NH$_3$/N$_2$O/NO/NO$_2$/HNO$_2$/HNO$_3$ и NH$_3$/HN(NO$_2$)$_2$, а также брутто-стадии разложения аэрозолей. На основе расчетных и экспериментальных данных оценена роль динитразовой кислоты HN(NO$_2$)$_2$, аэрозолей и пара ADN в процессе тепловыделения в прилегающей к поверхности горения зоне пламени ADN. Согласно расчетам основным источником тепловыделения в холодной зоне пламени при $p\ge$ 3 атм является динитразовая кислота, поступающая в соответствии с каналом диссоциативного испарения ADN$_{liq}$ $\to$ NH$_3$ + HN(NO$_2$)$_2$ с поверхности горения. В высокотемпературной зоне пламени тепловыделение обусловлено реакцией в смеси NH$_3$/N$_2$O/NO/NO$_2$/HNO$_2$/HNO$_3$. При невысоких давлениях высокотемпературная зона отделена от низкотемпературной зоной индукции. Ведущей в производстве радикала OH, играющего важную роль в процессе горения, в зоне индукции является стадия HNO$_3$ + M $\to$ OH + NO$_2$ + M.
Вследствие высокой энергии активации стадии малые температурные возмущения в индукционной зоне при низких давлениях приводят к конечному изменению расстояния отхода высокотемпературной зоны пламени от поверхности горения. Поэтому малые температурные возмущения в индукционной зоне, обусловленные присутствием примеси в образце или теплообменом реагирующего газа с окружающей средой, могут быть причиной расхождения как между экспериментальными, так и между расчетными и экспериментальными данными по отходу высокотемпературной зоны пламени от поверхности горения. В расчетах положение высокотемпературной зоны эффективно регулируется вариацией в допустимых пределах констант скоростей элементарных стадий.