Моделирование фильтрационного горения твердого пиролизующегося топлива

Предложена модель стационарного горения смеси частиц пиролизующегося твердого топлива с инертным материалом в противотоке газообразного окислителя. Химическая схема включает в себя пиролиз исходного топлива с образованием коксового остатка и газообразных продуктов (пиролизной смолы), окисление пиролизной смолы, окисление коксового остатка. Рассматривается процесс в бесконечном неадиабатическом реакторе. Одномерная однотемпературная модель включает в себя уравнения сохранения энергии системы и массы каждого компонента. Исходную систему уравнений решали для каждого типа тепловой структуры волны горения (нормальная и инверсная) асимптотическим методом с использованием приближения узкой зоны горения. Получены аналитические выражения, связывающие основные макрокинетические параметры процесса. Показано, что при малом содержании инертного компонента (в параметрической области инверсных волн) реализуется структура с полным протеканием пиролиза в зоне, отстоящей от фронта горения. В области нормальных волн наблюдается более полное сгорание топлива, что обеспечивается окислением части пиролизных смол.