протекания реакций вырожденного разветвления в пределах блока А формирует в зависимости от значений S и ε (см. сообщение 1), отклик структуры фронта на внешние воздействия, – вроде приращения ΔС0, ΔΤ0 или ΔΡ.
При S < 1 и ε < 0 преобладают характерные для горячего пламени короткие цепи и реакции разветвления, которые стабилизируются диффузионным потоком Н-атомов. Короткие цепи, т.к. есть мощный диффузионный поток Н-атомов, стабилизируют в холодной зоне фронта зарождение реакций автокатализа.
С ростом степени стадийности S ослабевается противопоток Н-атомов, но возможно удлинение цепи и главное рост скорости вырожденного разветвления по (0) – (4), и в связи с этим скорости диффузии ОН-радикалов, что сопряжено с ростом аКо2 и снижению тКо2. Это вытекает из данных работы, приведённых выше [21] в виде зависимости констант реакций (1) ÷ (4) от температуры и давления. Пусть в точке бифуркации S ≥ 1 и е есть малая положительная величина.
Рассмотрим на основе изложенного зарождение разрыва в монофронте. Будем искать условия преобладания АКf над ТКf, которое наступает в результате достижения критического приращения ΔСкр., которое обеспечивает преобладание скорости разветвления, т.е. скорости роста ОН-радикалов, в зоне А над суммой скоростей производства в Т зоне Н-атомов и скорости их доставки в зону А. Возникновение автономности зоны А, и далее достижение системой точки бифуркации – события, обусловленные соотношением скорости диффузии в зоне ОТК и расширением трубки тока Ψ по (1).
Таким образом, в результате смены ведущего радикала, – вместо Н-атома ведущим становится гидроксил А-блока, реакция переходит в автономный режим. Скорость распространения холодного монофронта в поле расширяющегося потока горючей смеси уравновешивается в некоторой координате Z0 ниже по потоку с некоторым относительным расширением трубки тока Ψ.
Поэтому, приращения массы топлива в его потоковой скорости реакции, вызывает линейное изменение ширины зоны ОТК:
где: Δ ℓ – величина смещения холодного монофронта, с момента введения в горючую смесь приращения ΔС0. Она может быть числено выражена проекцией суммарных реакций на единицу пламени фронта;
Nf – число молей топлива в единице объёма;
U0 – линейная скорость потока.
Используя соотношение для ε и выражения для фактора стадийности S (см. сообщение 1) найдём величину этого смещения или ширину разрыва, приходящуюся на малую величину ε:
Производя замену ТКf и далее АКf найдем ширину разрыва фронта L:
Применительно к фронту пламени гексана [1 – 3], в котором при Т0 = 344 К, значение N = 0,37 × 10-5 мол.см-3 , Ψ = 1,4, U0 = 15 cм с-1, АКf = 0,2× 10-4 мол.см-3с-1, а так же согласно данным табл.
2 S = 7,5 и вычисленная по (4) величина ε = 1,3× 10-4 мол.см-3с-1.
Вычисленное значение Δℓ по (5) составляет 2,6 мм, что одного порядка с экспериментальной величиной 0,8мм, найденной выше по соответствующей кривой тепловыделения (рис. 6). Вычисления по кривым [3] Т0 = 404 К при значениях АКf = 1,3 × 10-4 мол.
см-3с-1, ТКf = 0,25 × 10-4 мол.см-3с-1