Печной процесс получения технического углерода является жесткой формой гомогенного пиролиза углеводородов (сырья) в потоке газа-теплоносителя [2]. Газ-теплоноситель представляет собой газовую смесь продуктов сгорания природного газа с температурой до 1900 oC и с составом: N2 ~ 73%, H2O ~ 15%, CO2 ~ 7%, O2 ~ 5%. Продукты полного сгорания топлива поступают в зону смешения, где происходит интенсивное перемешивание их с впрыскиваемым сырьем, сопровождающееся быстрым дроблением и испарением капель сырья. В процессе получения технического углерода важно, чтобы сырье полностью испарялось до начала пиролиза, поскольку технический углерод образуется при разложении углеводородов в газообразном состоянии. Если же происходит разложение жидких капель сырья при высоких температурах, то образуются частицы кокса, загрязняющие продукт.
Сырье вводится форсунками, которые конструируются таким образом, чтобы достичь наилучшего распыла сырья и более равномерного распределения капель в газовом потоке. От степени распыла сырья в определенной степени зависит структурность технического углерода, а также вероятность образования грита [3].
В связи с необходимостью выпуска новых марок технического углерода и применения альтернативных видов сырья в конструкцию реактора вносятся изменения. Возникает необходимость численного моделирования процесса работы реактора. В связи с этим разработана трехмерная численная модель распыла и испарения сырья, подаваемого радиально через форсунку поперек осевого потока газа-теплоносителя.