Ignition and combustion of single solid particles as non-isothermal methods of chemical kinetics

Abstract

The ignition and combustion of single particles of crystalline boron continue to produce major scientific interest due to the particularities of the process and diversity of potential applications of boron compounds. The full valorization of boron energetic potential is a very current scientific challenge. The objective of the paper is to systematize the methodology for evaluating the kinetic parameters of boron ignition and combustion reactions in various oxidizing gaseous environments. Experimental dependencies between the ignition temperature and the particle size, as well as the combustion time as a function of oxidizing temperature are used for the calculation of the kinetic constants. As a main result, the kinetic parameters of the ignition and combustion reactions of boron in oxygen and water vapor are calculated.

Aprinderea și arderea particulelor unice de bor cristalin continuă să producă un interes științific major datorită particularităților procesului și diversității aplicațiilor potențiale ale compușilor de bor. Valorificarea completă a potențialului energetic al borului este o provocare științifică foarte actuală. Obiectivul lucrării este de a sistematiza metodologia de evaluare a parametrilor cinetici ai reacțiilor de aprindere și ardere a borului în diferite medii gazoase oxidante. Pentru calcularea constantelor cinetice sunt utilizate dependențe experimentale între temperatura de aprindere și dimensiunea particulelor, precum și timpul de ardere în funcție de temperatura de oxidare. Ca rezultat principal, se calculează parametrii cinetici ai reacțiilor de aprindere și combustie ale borului în oxigen și vapori de apă.