Ученые Томского политехнического университета совместно с коллегами из МИСиС разработали математическую модель, предсказывающую процесс зажигания самовоспламеняющегося топлива для космических полетов. Модель позволяет рассчитывать время задержки зажигания с погрешностью не более 15% для разного размера капель и 10% для разных температур, сообщили в Минобрнауки РФ. Об этом сообщает ТАСС.
В самовоспламеняющихся топливных системах горючее и окислитель реагируют при простом контакте — их не нужно нагревать или поджигать. Такие системы применяются в космической и авиационной технике, например, для аварийного старта. Ранее существовавшие модели не могли точно определить момент начала горения. Новая разработка детально описывает этот процесс.
По словам доцента Исследовательской школы физики высокоэнергетических процессов ТПУ Ольги Высокоморной, расчеты подтвердили высокую точность модели. Ошибка не превышает 15% для капель разного размера и 10% для различных температур. Исследователи также выявили закономерность: чем крупнее капли топлива, тем быстрее они испаряются. Однако после порога в 3 миллиметра время задержки зажигания перестает зависеть от размера и остается практически постоянным.
Разработанная модель учитывает теплообмен, испарение, перемешивание паров и химические реакции как в жидком топливе, так и в газе. Технология ТПУ позволяет в реальном времени отслеживать температуру и состав смеси, а также их взаимодействие. Модель дает возможность точнее прогнозировать работу самовоспламеняющихся топливных систем в условиях, приближенных к реальным. В будущем технология может стать основой для проектирования более безопасных и управляемых систем. Результаты опубликованы в журнале FirePhysChem.