Зависимость температуры сублимации образующихся в пламенах сажевых частиц от их размеров и структуры
Российский научный фонд, Влияние размера и структуры углеродных наночастиц на их оптические и термодинамические свойства, 19-79-10204
Гуренцов Е.В.1, Дракон А.В.1, Еремин А.В.1, Колотушкин Р.Н.1, Михеева Е.Ю.1
1Объединенный институт высоких температур РАН, Москва, Россия
Email: gurentsov@ihed.ras.ru
Поступила в редакцию: 7 июля 2021 г.
В окончательной редакции: 24 сентября 2021 г.
Принята к печати: 4 октября 2021 г.
Выставление онлайн: 31 октября 2021 г.
Получена зависимость температуры сублимации сажевых частиц, синтезированных при горении различных углеводородов, в зависимости от их размера и структуры. В основе экспериментального подхода лежит анализ теплового излучения частиц, нагретых до температуры сублимации наносекундным лазерным импульсом. Температура сублимации сажевых частиц измерялась при помощи метода двулучевой пирометрии. Для сравнения данных в разных пламенах предложено использовать средний размер первичных частиц. Установлено, что температура сублимации сажевых частиц зависит в основном от стадии их формирования, которая характеризуется ростом средних размеров. В работе показано, что при увеличении средних размеров частиц от 12 до 23 nm их температура сублимации увеличивается от 2700 до 4500 K. Это отражает существенное различие термодинамических и оптических свойств так называемых "молодых" и "взрослых" частиц сажи, которое необходимо учитывать при разработке методов диагностики сажи и при теплофизическом анализе процессов горения и пиролиза с образованием сажи. Ключевые слова: пламена, сажевые частицы, температура сублимации, структура сажевых частиц, просвечивающая электронная микроскопия, лазерно-индуцированная инкандесценция.
- T. Ishiguro, Y. Takatori, R. Akihama. Combust. Flame, 108, 231 (1997). DOI: 10.16/S0010-2180(96)00206-4
- V. Fernandez-Alos, J.K. Watson, R. Vander Wal, J.P. Mathews. Combust. Flame, 158, 1807 (2011). DOI: 10.1016/j.combustflame.2011.01.003
- B.S. Haynes, H.Gg. Wagner. Prog. Energy Combust. Sci., 7, 229 (1981). DOI: 10.1016/0360-1285(81)90001-0
- H. Wang. Proc. Combust. Inst., 33, 41 (2011). DOI: 10.1016/j.proci.2010.09.009
- P. Desgroux, X. Mercier, K.A. Thomson. Proc. Combust. Inst., 34, 1713 (2013). DOI: 10.1016/j.proci.2012.09.004
- M. Frenklach. Phys. Chem. Chem. Phys., 4, 2028 (2002). DOI: 10.1039/B110045A
- L.A. Sgro, A.C. Barone, M. Commodo, A. D'Alessio, A. De Filippo, G. Lanzuolo, P. Minutolo. Proc. Combust. Inst., 32, 689 (2009). DOI: 10.1016/j.proci.2008.06.216
- M.L. Botero, Y. Sheng, J. Akroyd, J. Martin, J.A.H. Dreyer, W. Yang, M. Kraft. Carbon, 141, 635 (2019). DOI: 10.1016/j.carbon.2018.09.063
- H. Bladh, J. Johnsson, N.-E. Olofsson, A. Bohlin, P.-E. Bengtsson. Proc. Combust. Inst., 33, 641 (2011). DOI: 10.1016/j.proci.2010.06.166
- S. Bejaoui, S. Batut, F. Therssen, N. Lamoureux, P. Desgroux, F. Liu. Appl. Phys. B, 118, 449 (2015). DOI: 10.1007/s00340-015-6014-3
- A.V. Eremin, E.V. Gurentsov, R.N. Kolotushkin. Appl. Phys. B, 126, 125 (2020). DOI: 10.1007/s00340-020-07426-3
- A.V. Drakon, A.V. Eremin, E.V. Gurentsov, E.Yu. Mikheyeva, R.N. Kolotushkin. Appl. Phys. B, 127, 81 (2021). DOI: 10.1007/s00340-021-07623-8
- Е.В. Гуренцов, А.В. Еремин, Е.Ю. Михеева. ТВТ, 55 (5) 737 (2017). DOI: 10.7868/S0040364416060077 [E.V. Gurentsov, A.V. Eremin, E.Yu. Mikheyeva. High Temperature, 55 (5), 723 (2017). DOI: 10.1134/S0018151X17040071]
- K.K. Nanda, A. Maisels, F.E. Kruis, H. Fissan, S. Stappert. Phys. Rev. Lett., 91, 106102 (2003). DOI: 10.1103/PhysRevLett.91.106102
- S. De Iuliis, F. Migliorini, F. Cignoli, G. Zizak. Appl. Phys. B, 83, 397 (2006). DOI: 10.1007/s00340-006-2210-5
- D.R. Snelling, F. Liu, G.J. Smallwood, O.L. Gulder. Combust. Flame, 136, 180 (2004). DOI:10.1016/j.combustflame.2003.09.013
- A. Eremin, E. Gurentsov, E. Mikheyeva, K. Priemchenko. Appl. Phys. B, 112, 421 (2013). DOI: 10.1007/s00340-013-5530-2
- Е.В. Гуренцов, А.В. Еремин, С.А. Мусихин. ЖТФ, 89 (8), 1200 (2019). DOI: 10.21883/JTF.2019.08.47891.2335 [E.V. Gurentsov, A.V. Eremin, S.A. Musikhin. Tech. Phys. 64, 1133 (2019). DOI: 10.1134/S1063784219080085]
- E. Gurentsov. Nanotechnol. Rev., 7 (6) 583 (2018). DOI: 10.1515/ntrev-2018-0080
- C. Jager, Th. Henning, R. Schlogl, O. Spillecke. J. Non-Crystall. Sol., 258, 161 (1999). DOI: 10.1016/S0022-3093(99)00436-6
- V. Fernandez-Alos, J.K. Watson, R. Vander Wal, J.P. Mathews. Combust. Flame, 158, 1807 (2011). DOI: 10.1016/j.combustflame.2011.01.003
- C.S. McEnally, U.O. Koylu, L.D. Pfefferle, D.E. Rosner. Combust. Flame, 109, 701 (1997). DOI: 10.1016/S0010-2180(97)00054-0
- B. Kock, C. Kayan, J. Knipping, H.R. Ortner, P. Roth. Proc. Combust. Inst., 30, 1689 (2004). DOI: 10.1016/j.proci.2004.07.034
- H.A. Michelsen. J. Chem. Phys., 118, 7012 (2003). DOI: 10.1063/1.1559483
- X. Lopez-Yglesias, P.E. Schrader, H.A. Michelsen. J. Aerosol Sci., 75, 43 (2014). DOI: 10.1016/j.jaerosci.2014.04.011
- M. Alfe, B. Apicella, R. Barbella, J.N Rouzaud, A. Tregrossi, A. Ciajolo. Proc. Combust. Inst., 32, 697 (2009). DOI: 10.1016/j.proci.2008.06.193
- H.A. Michelsen. Proc. Combust. Inst., 38, 1197 (2021) DOI: 10.1016/j.proci.2020.06.383
- B. Apicella, P. Pre, J.N. Rouzaud, J. Abrahamson, R.L. Vander Wal, A. Ciajolo, A. Tregrossi, C. Russo. Combust. Flame, 204, 13 (2019). DOI: 10.1016/j.combustflame.2019.02.026
- H.-S. Shim, R.H. Hurt, N.Y.C. Yang. Carbon, 38, 29 (2000). DOI: 10.1016/S0008-6223(99)00096-2
- A. Galvez, N. Herlin-Boime, C. Reynaud, C. Clinard, J-N. Rouzaund. Carbon, 40, 2775 (2002). DOI: 10.1016/S0008-6223(02)00195-1
- F. Goulay, P.E. Schrader, X. Lopez-Yglesias, H.A. Michelsen. Appl. Phys. B, 112, 287 (2013). DOI: 10.1007/s00340-013-5504-4
- M. Alfe, B. Apicella, J.-N. Rouzaund, A. Tregrossi, A. Ciajolo. Combust. Flame, 157, 1959 (2010). DOI: 10.1016/j.combustflame.2010.02.007
- J. Abrahamson. Carbon, 12, 111 (1974). DOI: 10.1016/0008-6223(74)90019-0
- H.R. Leider, O.H. Krikorian, D.A. Young. Carbon, 11, 555 (1973). DOI: 10.1016/0008-6223(73)90316-3
- H.A. Michelsen, F. Liu, B.F. Kock, H. Bladh, A. Boiarciuc, M. Charwath, T. Dreier, R. Hadef, M. Hofmann, J. Reimann, S. Will, P.-E. Bengtsson, H. Bockhorn, F. Foucher, K.P. Geigle, C. Mounai m-Rousselle, C. Schulz, R. Stirn, B. Tribalet, R. Suntz. Appl. Phys. B, 87, 503 (2007). DOI: 10.1007/s00340-007-2619-5
Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.
Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.