La química de cuatro pasos de Peters

Serie de reacciones para la combustión del metano

La química de cuatro pasos de Peters es un mecanismo sistemáticamente reducido para la combustión del metano , llamado así en honor a Norbert Peters , quien lo derivó en 1985. ^{[1] [2] [3]} El mecanismo se lee como ^[4]

${\displaystyle {\begin{aligned}&{\text{I)}}&&{\ce {CH4 + 2H + H2O -> CO + 4H2}}\\&{\text{II)}}&&{\ce {CO + H2O <-> CO2 + H2}}\\&{\text{III)}}&&{\ce {H + H + M -> H2 + M}}\\&{\text{IV)}}&&{\ce {O2 + 3H2 <-> 2H + 2H2O}}\end{aligned}}}$

El mecanismo predijo cuatro regímenes diferentes en los que se produce cada reacción. La tercera reacción, conocida como capa de consumo de radicales, en la que se libera la mayor parte del calor, y la primera reacción, también conocida como capa de consumo de combustible, se producen en una región estrecha en la llama. La cuarta reacción es la capa de oxidación del hidrógeno , cuyo espesor es mucho mayor que las dos capas anteriores. Por último, la capa de oxidación del monóxido de carbono es la más grande de todas, correspondiente a la segunda reacción, y se oxida muy lentamente. ^{[5] [6]}

Química de tres pasos de Peters-Williams

En 1987, Peters y Forman A. Williams derivaron un mecanismo de tres pasos suponiendo una aproximación de estado estable para el radical hidrógeno. ^[7] Entonces,

${\displaystyle {\begin{aligned}&{\text{I)}}&&{\ce {CH4 + O2 -> CO + H2 + H2O}}\\&{\text{II)}}&&{\ce {CO + H2O <-> CO2 + H2}}\\&{\text{III)}}&&{\ce {O2 + 2H2 <-> 2H2O}}\end{aligned}}}$

Véase también

• Modelo de Zeldovich-Liñán

Referencias

1. Peters, N. (1985). "Análisis numérico y asintótico de esquemas de reacción sistemáticamente reducidos para llamas de hidrocarburos", págs. 90-109 en Simulación numérica de fenómenos de combustión . Springer, Berlín, Heidelberg. doi :10.1007/BFb0008654. ISBN 978-3-540-39751-9 
2. Peters, N.; Kee, RJ (1987). "El cálculo de llamas de difusión laminares estiradas de metano-aire utilizando un mecanismo reducido de cuatro pasos". Combustion and Flame . 68 : 17–29. doi :10.1016/0010-2180(87)90062-9.
3. Smooke, MD (1991). Mecanismos cinéticos reducidos y aproximaciones asintóticas para llamas de metano-aire . Lecture Notes in Physics. Vol. 384. Bibcode :1991LNP...384.....S. doi :10.1007/BFb0035362. ISBN 978-3-662-13854-0.
4. Poinsot, T., y Veynante, D. (2005). Combustión teórica y numérica . RT Edwards, Inc.
5. Seshadri, K.; Peters, N. (1988). "Estructura asintótica y extinción de llamas de difusión de metano-aire". Combustion and Flame . 73 : 23–44. doi :10.1016/0010-2180(88)90051-X.
6. Seshadri, K.; Peters, N. (1990). "La estructura interna de las llamas de metano-aire". Combustion and Flame . 81 (2): 96–118. doi :10.1016/0010-2180(90)90058-Y.
7. Peters, N.; Williams, FA (1987). "La estructura asintótica de las llamas estequiométricas de metano-aire". Combustion and Flame . 68 (2): 185–207. doi :10.1016/0010-2180(87)90057-5.