Ushbu tadqiqot vodorod-havo oldindan aralashmasidagi portlash bosimi azot va karbonat angidrid qo‘shilishi bilan qanday o‘zgarishini 20 litrlik sferik tajriba idishida o‘rgangan. Tajribalar 27 °C boshlang‘ich harorat va 0,1 MPa boshlang‘ich bosimda o‘tkazilgan; vodorod ulushi, yoqish kechikish vaqti va inert gaz ulushi o‘zgartirilgan. Tadqiqotchilar o‘z tajriba mezonlariga ko‘ra vodorodning quyi portlash chegarasini hajm bo‘yicha %6 deb belgilagan. Eng yuqori maksimal portlash bosimi taxminan stoxiometrik tarkibga mos keladigan hajm bo‘yicha %29,6–30 vodorod va 60 millisekundlik yoqish kechikishi sharoitida 0,720 MPa deb bildirilgan.

Hajm bo‘yicha %20 N₂ qo‘shilishi maksimal portlash bosimini %22,36, maksimal bosim oshish tezligini esa %47,24 kamaytirgan. Xuddi shu nisbatdagi CO₂ qo‘shilishida maksimal bosim %36,39, maksimal bosim oshish tezligi esa %71,41 kamaygan. Tajribalarda %20 CO₂ ishlatilganda maksimal bosimga erishish vaqti 28,8 millisekunddan 59,2 millisekundgacha, %20 N₂ ishlatilganda esa 46,4 millisekundgacha oshgan. Bu natijalar o‘rganilgan tajriba sharoitlarida CO₂ N₂ ga qaraganda kuchliroq bostirish ta’sirini ko‘rsatganini namoyon etadi.

CHEMKIN-PRO simulyatsiyalari asosida N₂ asosan vodorod va kislorod konsentratsiyalarini suyultirishi; CO₂ esa suyultirish va issiqlikni yutish bilan birga H va OH kabi faol radikallarning hosil bo‘lishini kechiktiruvchi kimyoviy hamda uchinchi-jism ta’sirlarini ko‘rsatishi mumkinligi ilgari surilgan. Biroq reaksiyalar raqamlarining shakllar orasida o‘zgarishi, uglerod bo‘lmagan N₂ sharoitida uglerodli reaksiyalarning sezgirlik natijalarida paydo bo‘lishi va ayrim sonli nomuvofiqliklar batafsil mexanizm talqinlarini mustaqil ravishda qayta tekshirish zarurligini ko‘rsatadi.

Turkiya nuqtai nazaridan baholash: Natijalar Turkiyada vodorod ishlab chiqarish obyektlari, elektrolizyor maydonlari, ballon va tank saqlash zonalari, vodorod quyish stansiyalari, yopiq avtoturargohlar, tunnellar va sanoat jarayon hajmlari uchun olib boriladigan yong‘in-portlash xavfsizligi tadqiqotlariga tajribaviy boshlang‘ich nuqta bo‘lishi mumkin. Biroq natijalardan haqiqiy obyekt dizaynida foydalanish uchun mahalliy qurilmalarda turli hajmlar, shamollatish sharoitlari, sizib chiqish geometriyalari, yoqish energiyalari, haroratlar, bosimlar va gaz tozaligi bilan qayta tekshiruv o‘tkazilishi kerak. Tadqiqot ma’lum bir obyekt uchun ishlatiladigan N₂ yoki CO₂ miqdorini, minimal xavfsiz inert gaz ulushini, bosim chiqarish tizimi quvvatini yoki me’yoriy talablarga mos dizayn chegarasini bevosita belgilamaydi.

Tadqiqotning asosiy savoli nima?

Tadqiqotning asosiy savoli yopiq hajmdagi vodorod-havo oldindan aralashmasiga N₂ yoki CO₂ qo‘shilganda portlash bosimi va bosim oshish tezligi qanday o‘zgarishi hamda ikki inert gaz o‘rtasidagi samaradorlik farqi qaysi fizik va kimyoviy mexanizmlar bilan tushuntirilishi mumkinligidir.

Tadqiqot ikki alohida darajani birlashtiradi:

• 20 litrlik sferik idishda o‘tkazilgan tajribalar bilan makroskopik portlash bosimi va bosim oshish tezligi o‘lchangan.
• CHEMKIN-PRO simulyatsiyalari orqali H va OH radikallarining hosil bo‘lishi, sarflanishi va asosiy reaksiyalarga sezgirligi baholangan.

Bu farq muhim. Bosim kamayishi tajribaviy ravishda o‘lchangan bo‘lsa, radikal konsentratsiyalari va reaksiya yo‘llari fizik sensorlar bilan o‘lchanmagan; ular nol o‘lchamli kimyoviy kinetika modelidan olingan.

Nega vodorod muhim portlash xavfsizligi muammosi hisoblanadi?

Vodorodning birlik massa uchun energiya miqdori yuqori bo‘lsa-da, atrof-muhit sharoitidagi zichligi past. Molekulasi kichik bo‘lgani sababli ulanish joylari va germetiklik nuqsonlaridan sizib chiqishi, havo bilan aralashganda keng yonuvchanlik oralig‘ini hosil qilishi mumkin.

Yopiq yoki yarim yopiq hajmlarda hosil bo‘lgan vodorod buluti yoqilganda tez alanga tarqalishi va keskin bosim oshishi yuzaga kelishi mumkin. To‘siqlar, quvurlar, uskunalar va tor o‘tishlar oqimni turbulentlashtirib, alanga tezligi va bosim yukini o‘zgartirishi mumkin. Ko‘rib chiqilgan tadqiqot to‘siqli quvur liniyasini yoki haqiqiy obyekt geometriyasini emas, silliq va yopiq 20 litrlik sferik laboratoriya idishini baholaydi.

Tajriba qurilmasi qanday tuzilgan?

1-shaklda ko‘rsatilgan tizim markazida ichki hajmi 20 litr bo‘lgan yopiq va sferik portlash idishi mavjud. Idish markazida yuqori kuchlanishli elektr yoqish elektrodi, yon qismida esa bosim sensori joylashgan.

Gaz ballonlari, vakuum nasosi, gaz taqsimlash liniyasi, yoqish tizimi va boshqaruv kompyuteri bir tajriba tizimiga ulangan. Matnda idishdagi boshlang‘ich sharoit vakuum nasosi bilan 0,1 MPa ga keltirilgani yozilgan. “Vakuumlash” bilan 0,1 MPa boshlang‘ich bosim o‘rtasidagi jarayon ketma-ketligi va idish qay darajada bo‘shatilgani aniq tushuntirilmagan.

Tadqiqotda gazlarning tozaligi, havo namligi, gazlar idishga qaysi tartibda va qanday qisman bosimlarda to‘ldirilgani, to‘ldirishdan keyin qancha vaqt aralashtirilgani va har bir sharoit necha marta takrorlangani ko‘rsatilmagan. Bular ayniqsa vodorodning yuqori diffuziya tezligi sababli tajribani qayta takrorlash nuqtai nazaridan muhimdir.

Qaysi tajriba sharoitlari taqqoslangan?

N₂ yoki CO₂ qo‘shilishi havodagi qaysi komponent o‘rniga amalga oshirilgani aniq ko‘rsatilmagan. Vodorod ulushi %29,6 da doimiy saqlanganiga ko‘ra, inert gaz havo qismidan joy egallagani tushuniladi; biroq kislorod va azotning yakuniy hajmiy ulushlari jadvalda berilmagan. Bu kamchilik tajriba tarkiblarini qayta tayyorlashni qiyinlashtiradi.

Portlash mezoni qanday ta’riflangan?

Tadqiqotda bosim oshishi amplitudasi boshlang‘ich bosimning kamida %5 iga teng bo‘lsa, hodisa portlash sifatida tasniflanishi ko‘rsatilgan. Boshlang‘ich bosim 0,1 MPa bo‘lgani uchun kritik qiymat 0,105 MPa sifatida ishlatilgan.

Bu yerda manbaning o‘zida konseptual noaniqlik bor. “Bosim oshishi amplitudasi” boshlang‘ich qiymatga nisbatan farqni anglatsa, chegara 0,005 MPa bo‘lishi kerak. Maqola esa chegara sifatida 0,105 MPa mutlaq bosim qiymatidan foydalanadi. Bundan tashqari, %5 vodorod tajribasida maksimal bosim 0,094 MPa ekani bildirilgan; bu qiymat 0,1 MPa boshlang‘ich bosimdan past. Sensor ko‘rsatgan qiymat mutlaq bosimmi, manometrik bosimmi yoki boshlang‘ich holatga nisbatan tuzatilgan signalmi — tushuntirilmagan.

Quyi portlash chegarasi qanday aniqlangan?

2-shaklda past vodorod konsentratsiyalarining kattalashtirilgan ko‘rinishi berilgan. Hajm bo‘yicha %5 vodorod uchun maksimal bosim 0,094 MPa bo‘lib, ishlatilgan 0,105 MPa chegaradan past qolgan. Hajm bo‘yicha %6 vodorod uchun qiymat 0,107 MPa gacha ko‘tarilib, chegaradan oshgan. Shu sababli tadqiqotchilar tajribaviy quyi portlash chegarasini %6 deb belgilagan.

Tadqiqotda nazariy taqqoslash maqsadida quyidagi tenglama berilgan:

\[ LEL=k\frac{100}{4{,}76(n_0-1)+1} \]

Bu yerda LEL quyi portlash chegarasi, k tuzatish koeffitsiyenti va n₀ bir mol gazning to‘liq yonishi uchun kerak bo‘ladigan kislorod miqdori sifatida ta’riflangan. Manba k = 0,3 va n₀ = 0,5 qiymatlarini ishlatib, taxminan %5,49 natijani bildiradi.

Biroq tenglama yozilgan shaklida bu natijani bermaydi:

\[ 4{,}76(0{,}5-1)+1=-1{,}38 \]

Maxraj manfiy bo‘lgani sababli berilgan qiymatlar ishlatilganda natija %5,49 emas, manfiy qiymat chiqadi. Tenglamada ishora, qavs yoki koeffitsiyent terish xatosi bo‘lishi ehtimol; biroq tadqiqotda to‘g‘ri shakl tushuntirilmagani uchun formula jimlik bilan tuzatilmagan.

Quyi chegara faqat %1 lik konsentratsiya qadamlarida tekshirilgan va har bir nuqtadagi takrorlar soni berilmagan. Shuning uchun %6 qiymati ishlatilgan idish, yoqish tizimi va cheklangan tajriba aniqligi uchun olingan chegaradir. Tadqiqot yuqori portlash chegarasini aniqlamagan.

Yoqish kechikish vaqti nimani anglatadi?

Yoqish kechikish vaqti gaz bilan to‘ldirish tugallanishi bilan elektr yoqish boshlanishi orasidagi vaqt sifatida ta’riflangan. Hajm bo‘yicha %30 vodorod bo‘lgan aralashmada 10–80 millisekund orasidagi kechikishlar taqqoslangan.

3-shaklda yoqishdan keyin bosim tez ko‘tarilib, cho‘qqiga yetgani va keyin idish devorlariga issiqlik yo‘qotilishi bilan pasaygani ko‘rinadi. Tadqiqotchilar 60 millisekundda eng yuqori bosim o‘zgarishini bildirgan:

• Maksimal portlash bosimi: 0,720 MPa
• Maksimal bosimga erishish vaqti: 101,4 ms

4-shaklda turli vodorod ulushlarida ham maksimal bosim, ham maksimal bosim oshish tezligi kechikish vaqti bilan avval oshgani, 60 millisekund atrofida cho‘qqiga yetgani va keyin pasaygani ko‘rinadi.

Tadqiqotda 60 millisekund “optimal yoqish kechikishi” deb ta’riflangan. Bu qiymat vodorodning universal xususiyati emas; gaz bilan to‘ldirish tizimi, aralashma bir xilligi, idish hajmi, elektrod va ma’lumot yig‘ish vaqtiga bog‘liq tajriba sharoitidir.

Vodorodning hajmiy ulushi portlash shiddatini qanday o‘zgartirgan?

Vodorodning hajmiy ulushi %10 dan %50 gacha o‘zgartirilgan va yoqish kechikishi 60 millisekundda ushlab turilgan. 5-shaklda %10 vodorod sharoitida bosim ko‘tarilishi sekinroq ekani; %20–50 oralig‘ida esa yoqishdan keyin yanada keskin bosim cho‘qqilari hosil bo‘lgani ko‘rinadi.

Maksimal bosim %10 dan %30 gacha oshgan, %30 dan keyin pasaygan. Hajm bo‘yicha taxminan %29,6 vodorod stoxiometrik tarkibga yaqin bo‘lgani sababli vodorod va kislorod yanada to‘liq sarflanishi, birlik hajmdagi energiya ajralishi oshishi ilgari surilgan.

6-shaklning matnli izohida %29,6–30 vodorod sharoitidagi maksimal bosim oshish tezligi 155,2 MPa/s deb yozilgan. Bunga qarshi, 4-shakl izohida ayni %30 vodorod va 60 millisekund sharoiti uchun 194,772 MPa/s berilgan; 6-shakldagi ustun ham taxminan 195 MPa/s darajasiga yaqinroq. Shu sababli 155,2 MPa/s qiymati manba ichidagi ehtimoliy terish yoki hisob xatosidir.

N2 va CO2 portlash bosimini qanday o‘zgartirgan?

Inert gaz tajribalari hajm bo‘yicha %29,6 vodorod va 60 millisekundlik yoqish kechikishi sharoitida o‘tkazilgan. 7-shaklda boshlang‘ich aralashma bilan %10, %15 va %20 inert gaz bo‘lgan aralashmalarning bosim-vaqt egri chiziqlari taqqoslanadi.

Maksimal portlash bosimi

%10 darajada N₂ bilan olingan 0,611 MPa qiymati CO₂ bilan olingan 0,621 MPa dan biroz past. Biroq inert gaz ulushi %15 va %20 ga oshirilganda CO₂ ancha yaqqol bosim kamayishini ta’minlagan.

Maksimal bosim oshish tezligi

Maksimal bosim oshish tezligidagi foizli pasayish, ayniqsa CO₂ uchun, maksimal bosim kamayishidan kattaroqdir. Bu natija CO₂ nafaqat umumiy bosim cho‘qqisini, balki bosimning qanchalik tez hosil bo‘lishini ham kuchli ta’sir qilganini ko‘rsatadi.

Biroq 8-shaklda inert gazsiz holatda maksimal bosim oshish tezligi taxminan 22 MPa/s darajasida ko‘rsatilgani ko‘rinadi. Xuddi shu %29,6–30 vodorod va 60 millisekund sharoiti uchun oldingi bo‘limda 194,772 MPa/s bildirilgan. Tadqiqotda turli hosila hisoblash usullari, vaqt oynalari yoki filtrlardan foydalanilgani tushuntirilmagani sababli mutlaq MROPR qiymatlari orasida taxminan to‘qqiz baravarlik nomuvofiqlik mavjud.

Inert gazlar bosim cho‘qqisini kechiktirganmi?

%20 CO₂ ishlatilganda maksimal bosimga yetish vaqti %105,56; %20 N₂ ishlatilganda esa %61,11 uzaygan. 7-shaklning dastlabki izohida inert gaz ortgani sari maksimal bosimga yetish uchun kerakli vaqt kamaygani yozilgan; biroq grafiklar va darhol keyin berilgan foizlar vaqt uzayganini ko‘rsatadi. Bu ifoda manba ichidagi bayon xatosidir.

Nega tadqiqot CO2 kuchliroq ekanini ilgari suradi?

Tadqiqot CO₂ ustunligini uchta asosiy ta’sir bilan tushuntiradi:

1. Fizik suyultirish: H₂ va O₂ konsentratsiyalari kamayadi, samarali molekulyar to‘qnashuv ehtimoli pasayadi.
2. Termal ta’sir: CO₂ ning issiqlik sig‘imi N₂ nikidan yuqori bo‘lgani sababli reaksiya zonasidan ko‘proq issiqlik yutishi mumkinligi ilgari suriladi.
3. Kimyoviy va uchinchi-jism ta’sirlari: CO₂ ishtirokidagi reaksiyalar faol H va OH radikallarining hosil bo‘lishi va sarflanish muvozanatini o‘zgartirishi, zanjir tarmoqlanishini sekinlashtirishi mumkinligi ilgari suriladi.

Birinchi ta’sir gaz tarkibining bevosita o‘zgartirilishiga mos keladi. Ikkinchi va uchinchi ta’sirlar tajribada harorat yoki radikal o‘lchovi bilan tasdiqlanmagan; ular kimyoviy kinetika simulyatsiyasidan talqin qilingan.

CHEMKIN-PRO modeli qanday tuzilgan?

Tadqiqotda yopiq, nol o‘lchamli va bir jinsli reaktor modeli ishlatilgani aytilgan. Model fazoda harorat yoki tur konsentratsiyasi o‘zgarishi yo‘qligini; butun reaktor har bir vaqtda bir jinsli ekanini faraz qiladi.

Matnda model GRI-Mech 3.0 mexanizmiga asoslangani, vodorod portlash jarayoni esa O’Conaire va hamkasblaridan olingan to‘qqiz tur orasidagi 20 ta asosiy reaksiya bilan ifodalangani yozilgan.

Asosiy reaksiya guruhlari quyidagilar:

• H₂/O₂ zanjir reaksiyalari,
• Parchalanish va qayta birikish reaksiyalari,
• HO₂ hosil bo‘lishi va sarflanishi,
• H₂O₂ hosil bo‘lishi va sarflanishi.

2-jadvalda H, O, OH, HO₂ va H₂O₂ bilan bog‘liq reaksiyalar berilgan. Izoh qismida erkin radikallar sanab o‘tilganda HO₂ ikki marta yozilgan; ikkinchi ifoda H₂O₂ bo‘lishi ehtimol. H₂O₂ molekula bo‘lib, radikal emas.

Modelning boshlang‘ich harorati, boshlang‘ich bosimi, to‘liq tur tarkibi, energiya tenglamasi, issiqlik yo‘qotish yondashuvi, vaqt qadami va yechuvchi toleranslari tushuntirilmagan. Tajribada o‘lchangan bosim egri chiziqlari simulyatsiya bilan miqdoriy taqqoslangan tekshiruv grafigi ham taqdim etilmagan.

Nol o‘lchamli modelning chegarasi nima?

Nol o‘lchamli bir jinsli reaktor modeli asosiy kimyoviy tendensiyalarni o‘rganishi mumkin; biroq sferik idish ichidagi haqiqiy alanga frontini, yoqish elektrodi yaqinidagi issiq hududni, turbulentlikni, devor orqali issiqlik yo‘qotilishini, vodorodning yuqoriga tomon ajralishini va fazoviy bosim-harorat taqsimotini bevosita ifodalamaydi.

Shu sababli tajribada kuzatilgan bosim kamayishi bilan modelda hisoblangan radikal o‘zgarishining birgalikda ko‘rinishi kimyoviy mexanizmni qo‘llab-quvvatlovchi moslik sifatida baholanishi mumkin; ammo u o‘z-o‘zicha sababiylikni isbotlamaydi.

H radikalining hosil bo‘lishi va sarflanish tahlili

9-shaklda musbat qiymatlar H radikalining hosil bo‘lishini, manfiy qiymatlar esa sarflanishini ko‘rsatadi. Tadqiqot bildirgan ustun qiymatlar quyidagicha:

Manba 0,38 millisekunddan 0,58 millisekundga o‘tishni %34 uzayish deb ta’riflagan. N₂ vaqti boshlang‘ich deb olinsa, nisbiy ortish:

\[ \frac{0{,}58-0{,}38}{0{,}38}\times100\approx52{,}6\% \]

bo‘ladi. %34 qiymati farqni 0,58 millisekundga bo‘lish bilan olinishi mumkin; biroq “N₂ ga nisbatan uzayish” degan odatiy qo‘llanishda taxminan %52,6 kutiladi.

OH radikalining hosil bo‘lishi va sarflanish tahlili

Tadqiqot CO₂ qo‘shilishi H va OH radikallarining ustun hosil bo‘lish-sarflanish cho‘qqisini kechroq vaqtga siljitgani va zanjir reaksiyasini sekinlashtirganini ilgari suradi.

Umumiy H va OH mol ulushlari

11-shaklda H va OH radikallarining mol ulushlari avval tez ko‘tarilib, keyin kamaygani ko‘rinadi.

CO₂ sharoitida har ikki radikalning cho‘qqi mol ulushi pastroq va cho‘qqi vaqti kechroqdir. Bu natija ishlatilgan model doirasida CO₂ faol radikallar havzasini zaiflashtirgani talqinini qo‘llab-quvvatlaydi.

Reaksiya raqamlaridagi izchillik muammosi

Radikal tahlillarining eng muhim cheklovi shundaki, bir xil reaksiya raqamlari turli shakllarda turli kimyoviy tenglamalarga mos keladi.

Shu sababli “R38 va R84 har ikki gazda ham ustun reaksiyalardir” degan ifoda aynan bir xil kimyoviy reaksiyalar taqqoslanayotganini anglatmaydi. Reaksiya raqamlarining ishlatilgan mexanizm faylidagi to‘liq mosligi taqdim etilmasa, natijalarni mustaqil ravishda qayta ishlab chiqish mumkin emas.

Bundan tashqari, matnda CO₂ R99 orqali OH sarflanishini oshirishi yozilgan. 9-shakldagi CO₂ panelida R99 quyidagicha ko‘rsatilgan:

\[ \mathrm{CH_3+CH_2\rightleftharpoons C_2H_4+H} \]

Bu reaksiyada OH yo‘q. Demak, R99 OH sarflanishini oshiradi degan izoh shaklda ko‘rsatilgan reaksiya bilan mos kelmaydi.

Harorat sezgirligi tahlili

12-shaklda musbat sezgirlik koeffitsiyenti harorat oshishini qo‘llab-quvvatlovchi, manfiy koeffitsiyent esa harorat oshishini bostiruvchi reaksiyalarni ko‘rsatishi aytilgan.

Tadqiqot ta’kidlagan qo‘llab-quvvatlovchi reaksiyalar orasida OH + H₂, CH + O, HCO + H va CH₂O + O₂ reaksiyalari bor. CH + O ⇌ CO + H reaksiyasi eng yuqori musbat sezgirlikka ega reaksiya sifatida talqin qilingan.

CO₂ ostida mutlaq harorat sezgirlik koeffitsiyentlari N₂ sharoitiga qaraganda pastroq ekani va bu portlash dinamikasining harorat tebranishlariga bog‘liqligini kamaytirishi ilgari surilgan.

Biroq 12-shaklda N₂ qatori uchun ham CO, CH, HCO va CH₂O kabi uglerodli reaksiyalarga oid aniq sezgirlik ustunlari mavjud. N₂ bilan suyultirilgan sof H₂-havo tizimida boshlang‘ich uglerod manbai bo‘lmagani uchun bu natija model tarkibi yoki shakl yorlig‘i nuqtai nazaridan izoh talab qiladi.

H va OH sezgirlik tahlili

13-shaklda R4, R33, R34, R36 va R45 H va OH hosil bo‘lishini bostirgani; R3, R38, R46, R47 va R84 esa radikal hosil bo‘lishini qo‘llab-quvvatlagani bildirilgan. R38 eng kuchli qo‘llab-quvvatlovchi reaksiya sifatida taqdim etilgan.

CO₂ qo‘shilgandan keyin reaksiyalarning H va OH radikallariga sezgirligi kamaygani va zanjir tarmoqlanishi zaiflashgani ilgari suriladi. Biroq reaksiya raqamlarining oldingi shakllarda o‘zgarib turadigan ma’nolari sababli bu natijalar qaysi kimyoviy tenglamalarga mos kelishi aniq emas.

14-shaklda taklif qilingan umumiy mexanizm

Yakuniy mexanizm sxemasi N₂ va CO₂ o‘rtasidagi farqni quyidagicha umumlashtiradi:

Tajriba ma’lumotlari CO₂ bosim va bosim oshish tezligini ko‘proq kamaytirganini kuchli tarzda ko‘rsatadi. Biroq bu ustunlikning qanchasi issiqlik sig‘imi, suyultirish, uchinchi-jism ta’siri yoki bevosita kimyoviy reaksiyalardan kelib chiqqani tajribaviy ravishda ajratilmagan.

Tadqiqotning kuchli tomonlari nimalardan iborat?

• Haqiqiy 20 litrlik portlash idishida vodorod-havo tajribalari o‘tkazilgan.
• Quyi portlash chegarasi, yoqish kechikishi, vodorod ulushi va inert gaz ulushi alohida tajriba guruhlarida o‘rganilgan.
• N₂ va CO₂ bir xil asosiy vodorod ulushida taqqoslangan.
• Maksimal bosim bilan birga maksimal bosim oshish tezligi va cho‘qqiga yetish vaqti ham baholangan.
• Inert gaz ulushi %10, %15 va %20 qilib bosqichma-bosqich o‘zgartirilgan.
• Tajriba bosimi natijalari kimyoviy kinetika tahlili bilan mexanizm darajasida tushuntirishga urunilgan.
• H va OH radikallari uchun hosil bo‘lish-sarflanish va sezgirlik tahlillari taqdim etilgan.
• Tadqiqot CO₂ N₂ ga qaraganda kuchliroq bo‘lgan sharoitlarni sonli ravishda ko‘rsatgan.

Tadqiqotning asosiy cheklovlari nimalardan iborat?

• Tadqiqot peer-reviewdan o‘tmagan preprintdir.
• Har bir tajriba sharoiti necha marta takrorlangani tushuntirilmagan.
• O‘rtacha, standart og‘ish, ishonch oralig‘i yoki xato chizig‘i berilmagan.
• Gazlarning tozaligi, havo namligi va haqiqiy yakuniy tarkiblari bildirilmagan.
• Inert gaz aralashmaga qaysi gaz o‘rniga qo‘shilgani to‘liq tushuntirilmagan.
• Yoqish kuchlanishi berilgan, biroq uchqun energiyasi bildirilmagan.
• Gaz aralashmasining bir xilligi bevosita o‘lchanmagan.
• Quyi portlash chegarasi faqat %1 lik hajm qadamlarida aniqlangan.
• Yuqori portlash chegarasi o‘rganilmagan.
• %20 dan yuqori inert gaz ulushlari sinab ko‘rilmagani sababli minimal inertlash konsentratsiyasi aniqlanmagan.
• Alanga tasvirlash, alanga tezligi yoki harorat o‘lchovi bajarilmagan.
• Faqat bitta idish hajmi va markaziy yoqish joyi ishlatilgan.
• Shamollatish, to‘siqlar, quvur geometriyasi va bosim chiqarish o‘rganilmagan.
• Nol o‘lchamli model fazoviy alanga tarqalishi va devor ta’sirlarini ifodalamaydi.
• Simulyatsiya natijalari tajribaviy radikal yoki harorat o‘lchovlari bilan tasdiqlanmagan.
• Ishlatilgan to‘liq CHEMKIN mexanizm fayli va model kirishlari ulashilmagan.
• CO₂ ning fizik va kimyoviy ta’sirlari bir-biridan miqdoriy ravishda ajratilmagan.
• Natijalar haqiqiy obyekt miqyosida tekshirilmagan.

Manbadagi muhim hisobot muammolari

• Quyi portlash chegarasi tenglamasi yozilgan shaklida %5,49 natijani bermaydi.
• Portlash mezonida bosim oshishi amplitudasi bilan mutlaq bosim aralashib ketgandek ko‘rinadi.
• %5 vodorod uchun bildirilgan 0,094 MPa qiymati 0,1 MPa boshlang‘ich bosimdan past.
• %30 vodorod va 60 ms sharoitidagi MROPR bir bo‘limda 194,772 MPa/s, boshqa bo‘limda 155,2 MPa/s sifatida berilgan.
• Inert gaz taqqoslash grafigida ayni boshlang‘ich sharoitdagi MROPR taxminan 22 MPa/s darajasidadir.
• 7-shakl izohi cho‘qqi vaqti kamayganini aytadi, grafik va hisoblar esa vaqt uzayganini ko‘rsatadi.
• 0,38 ms dan 0,58 ms ga o‘tish %34 emas, birinchi qiymat asos sifatida olinsa taxminan %52,6 ortishdir.
• Bir xil R3, R38 va R84 raqamlari N₂ va CO₂ shakllarida turli reaksiyalarga tayinlangan.
• R99 OH sarflanishini oshiradi deb aytilgan, ammo ko‘rsatilgan R99 reaksiyasida OH mavjud emas.
• N₂ sezgirlik qatorida uglerodli reaksiyalar qanday paydo bo‘lgani tushuntirilmagan.
• Matnda GRI-Mech 3.0 mexanizmi tilga olingan bo‘lsa, 2-jadval alohida 20 reaksiyali vodorod mexanizmiga asoslangan.
• Annotatsiyada dastur nomi “CHEKIN-PRO”, asosiy matnda esa “CHEMKIN-PRO” deb yozilgan.

Tadqiqot qaysi natijalarni qo‘llab-quvvatlaydi?

• Ishlatilgan 20 litrlik idish va tajriba mezoni ostida vodorodning quyi portlash chegarasi %6 deb aniqlangan.
• O‘rganilgan vodorod ulushlari orasida eng yuqori maksimal bosim taxminan %30 vodorod sharoitida hosil bo‘lgan.
• 60 millisekundlik yoqish kechikishi ishlatilgan qurilmada eng yuqori portlash shiddatini bergan.
• N₂ va CO₂ qo‘shilishi maksimal portlash bosimi va bosim oshish tezligini kamaytirgan.
• Inert gaz ulushi ortgani sari umumiy bostirish ta’siri kuchaygan.
• %15 va %20 darajalarda CO₂ N₂ ga qaraganda ko‘proq maksimal bosim pasayishini ta’minlagan.
• %20 CO₂ maksimal bosim oshish tezligini %71,41 kamaytirgan.
• CHEMKIN modeli ichida CO₂ sharoitida H va OH cho‘qqi mol ulushlari pastroq va kechroq paydo bo‘lgan.

Tadqiqot qaysi natijalarni isbotlamaydi?

• %6 qiymati barcha idish hajmlari va yoqish tizimlari uchun universal quyi portlash chegarasi ekanini isbotlamaydi.
• %20 CO₂ yoki N₂ qo‘shilishi aralashmani portlamaydigan holga keltirganini ko‘rsatmaydi.
• Haqiqiy vodorod obyektida zarur inert gaz miqdorini aniqlamaydi.
• CO₂ barcha harorat, bosim va vodorod ulushlarida N₂ dan ustun ekanini isbotlamaydi.
• CO₂ radikallarni qaysi reaksiya bilan va qanchalik bevosita sarflashini tajribaviy ravishda ko‘rsatmaydi.
• Modelda taklif etilgan reaksiya yo‘llari to‘g‘ri ekanini spektroskopik o‘lchovlar bilan tasdiqlamaydi.
• Vodorod deflagratsiyasining detonatsiyaga o‘tishini o‘rganmaydi.
• Shamollatiladigan yoki bosimi chiqariladigan hajmlarning xatti-harakatini ko‘rsatmaydi.
• Inert gaz qo‘llashning inson xavfsizligi, bo‘g‘uvchi muhit xavfi yoki obyekt ekspluatatsiyasiga ta’sirlarini baholamaydi.

Tadqiqot usuli va natijalari

Texnik usulning qisqacha mazmuni

Asosiy tajriba natijalari

Asosiy sonli model natijalari

Tajriba va simulyatsiya natijalarining dalil darajasi

Statistik baholash

Tadqiqotda har bir sharoit uchun mustaqil takrorlar soni, o‘rtacha qiymat, standart og‘ish, ishonch oralig‘i yoki gipoteza testi taqdim etilmagan. Grafiklarda xato chiziqlari mavjud emas. Shu sababli N₂ va CO₂ o‘rtasidagi farqlar o‘lchangan sonli farqlar sifatida baholanishi mumkin; biroq tajribalararo o‘zgaruvchanlikka nisbatan ularning statistik ahamiyatini aniqlab bo‘lmaydi.

Bosim sensorining aniqlik va xato qiymatlari berilgan bo‘lsa-da, umumiy tajriba noaniqligi faqat sensor noaniqligidan iborat emas. Gazning hajmiy ulushi, to‘ldirish bosimi, harorat, yoqish energiyasi, aralashma bir xilligi va signal hosilasini hisoblash usuli ham umumiy noaniqlikka hissa qo‘shishi mumkin.

Amaliyot nuqtai nazaridan to‘g‘ri talqin

Tadqiqotning eng mustahkam natijasi ishlatilgan idish va aralashma sharoitlarida CO₂ va N₂ qo‘shilishi bosim yukini kamaytirgani va %15–20 oralig‘ida CO₂ kuchliroq ta’sir ko‘rsatganidir.

Bunga qarshi, maqoladagi natijalar muhandislik dizayn standarti yoki tayyor inertlash retsepti emas. Haqiqiy tizimlarda inert gaz qo‘shilishi shamollatish, gaz aniqlash, favqulodda to‘xtatish, bosim chiqarish va yong‘in xavfsizligi choralarining o‘rnini bosmasligi; tizim darajasidagi xavf tahlili doirasida baholanishi kerak.

Manba va usul bo‘yicha izoh

Tadqiqotning to‘liq asl nomi: Suppression Characteristics and Mechanisms of N2/CO2 on Hydrogen-Air Premixed Gas Explosion

Mualliflar va to‘g‘ri tartibi: Jiao Qu, Huilin Li, Huali Zhao, Fangming Cheng, Tunghao Fan, Chi-Min Shu

Teng birinchi muallif yoki teng hissa: Yuklangan versiyada teng birinchi mualliflik yoki teng hissa haqida ma’lumot yo‘q.

Mas’ul mualliflar: Jiao Qu va Chi-Min Shu

Mas’ul muallif elektron pochtalari: jqu2020@xust.edu.cn va shucm@yuntech.edu.tw

Muassasa bog‘liqliklari:

• School of Safety Science & Engineering, Xi’an University of Science and Technology, Xi’an, Shaanxi, Xitoy
• Xi’an Key Laboratory of Urban Public Safety & Fire Rescue, Xi’an, Shaanxi, Xitoy
• Graduate School of Engineering Science and Technology, National Yunlin University of Science and Technology, Douliou, Yunlin, Tayvan

Muallif-muassasa mosligi:

• Jiao Qu: Xi’an University of Science and Technology; Xi’an Key Laboratory of Urban Public Safety & Fire Rescue
• Huilin Li: Xi’an University of Science and Technology
• Huali Zhao: Xi’an University of Science and Technology
• Fangming Cheng: Xi’an University of Science and Technology; Xi’an Key Laboratory of Urban Public Safety & Fire Rescue
• Tunghao Fan: National Yunlin University of Science and Technology
• Chi-Min Shu: National Yunlin University of Science and Technology

ORCID: Yuklangan versiyada mualliflarning ORCID ma’lumotlari yo‘q.

DOI:10.2139/ssrn.6935421

Jurnal: Peer-reviewli jurnalda chop etilmagan.

Asl jurnal nashriyoti: Mavjud emas.

Nashr platformasi: SSRN

Nashr yili: 2026. Aniq nashr kuni yuklangan versiyada ko‘rsatilmagan.

Sahifa soni: 26

Manba turi: Yopiq idishdagi portlash tajribalari va kimyoviy kinetika simulyatsiyasini o‘z ichiga olgan preprint tadqiqot ishi

Peer-review holati: Tadqiqot peer-reviewdan o‘tmagan. Yuklangan versiyaning har bir sahifasida “Preprint not peer reviewed” ogohlantirishi mavjud.

Rasmiy havola:SSRN rasmiy preprint sahifasi

Moliyalashtirish:

• Key Research and Development Plan of Shaanxi, 2025CY-YBXM030
• Key Scientific Research Project of the Education Department of Shaanxi Provincial Government, 25JS078
• Shaanxi Innovation Ability Support Plan Technological Innovation Team, 2024RS-CXTD-52

Manfaatlar to‘qnashuvi: Mualliflar tadqiqotga ta’sir qilishi mumkin bo‘lgan ma’lum moliyaviy manfaat yoki shaxsiy munosabat yo‘qligini bildirgan.

Ma’lumotlarga kirish: Ma’lumotlar so‘rov asosida ulashilishi aytilgan. Xom bosim ma’lumotlari, CHEMKIN kirish fayllari va tahlil kodlari maqola bilan birga taqdim etilmagan.

Muallif hissalari:

• Jiao Qu: Usul, tadqiqot, nazorat, loyiha boshqaruvi, konseptualizatsiya, ko‘rib chiqish va tahrirlash
• Huilin Li: Dastlabki qoralama va formal tahlil
• Huali Zhao: Tasdiqlash
• Fangming Cheng: Nazorat
• Tunghao Fan: Ko‘rib chiqish va tahrirlash
• Chi-Min Shu: Nazorat, ko‘rib chiqish va tahrirlash

Ushbu turkcha maqola yuklangan tadqiqotning matni, tajriba sharoitlari, ikki jadvali, o‘n to‘rt shakli, bosim-vaqt egri chiziqlari, bosim oshish tezligi grafiklari, quyi portlash chegarasi hisobi, radikal hosil bo‘lish-sarflanish egri chiziqlari, harorat va radikal sezgirlik tahlillari hamda taklif etilgan bostirish mexanizmi ko‘rib chiqilib tayyorlangan. Ilmiy mazmunga tashqi manbalardan yangi tajriba natijasi qo‘shilmagan.

Tashqi manbalar faqat tadqiqotning SSRN identifikatori, DOI, mualliflar ro‘yxati va rasmiy havolasini bibliografik tekshirish uchun ishlatilgan.

Tadqiqotning asosiy cheklovlari peer-reviewdan o‘tmaganligi, tajriba takrorlari va statistik noaniqlik berilmaganligi, gaz tarkibini tayyorlash tafsilotlari yetishmasligi, MROPR qiymatlaridagi manba ichki ziddiyatlar, quyi portlash chegarasi tenglamasidagi matematik muammo, CHEMKIN reaksiya raqamlarining nomuvofiqligi va simulyatsiya mexanizmining tajriba radikal o‘lchovlari bilan tasdiqlanmaganligidir. Bosim tajribalari CO₂ o‘rganilgan sharoitlarda kuchli bostiruvchi ekanini ko‘rsatadi; batafsil kimyoviy mexanizm esa qo‘shimcha tekshiruv talab qiladi.