Исследование наночастиц сажи при горении жидких углеводородов с подачей в зону горения струи перегретого водяного пара

Проведено экспериментальное исследование характеристик частиц сажи, образующихся при сжигании жидких углеводородов в лабораторном образце оригинального горелочного устройства с подачей в зону горения струи перегретого водяного пара. С помощью диффузионного спектрометра аэрозолей измерены концентрация и дисперсный состав частиц сажи, образующихся в факеле горелочного устройства. Показано, что преимущественный размер первичных частиц находится в диапазоне 20$\div$60 нм. При удалении от среза горелки концентрация частиц во внешнем факеле быстро убывает от 10$^8$ до 5 $\cdot$ 10$^6$ см$^{-3}$. Изображения, полученные с использованием просвечивающего электронного микроскопа, демонстрируют цепочно-разветвленную (фракталоподобную) структуру агрегатов. Составляющие их квазисферические первичные частицы сажи имеют луковичную структуру с межплоскостным расстоянием между слоями менее 1 нм. В охлажденных продуктах сгорания наблюдаются компактные агрегаты размером до 500 нм. Содержание сажи в продуктах сгорания составляет 35 мг/м$^3$ при средней массе частиц 7 $\cdot$ 10$^{-12}$ мг. Проведено сопоставление результатов измерений в режиме сжигания с подачей в зону горения струи перегретого водяного пара и в режиме с подачей струи воздуха.