Спектральные характеристики свечения пламен угольных частиц на различных этапах зажигания во время и после воздействия лазерных импульсов
Министерства науки и высшего образования РФ , гос. задание ИУХМ ФИЦ УУХ СО РАН, проект 121031500513-4
Адуев Б.П.
1, Нурмухаметов Д.Р.
1, Крафт Я.В.
1, Исмагилов З.P.
11Федеральный исследовательский центр угля и углехимии Сибирского отделения РАН, Кемерово, Россия
Email: lesinko-iuxm@yandex.ru
Поступила в редакцию: 13 февраля 2023 г.
В окончательной редакции: 29 октября 2023 г.
Принята к печати: 29 октября 2023 г.
Выставление онлайн: 1 марта 2024 г.
Представлены результаты измерений спектрально-кинетических характеристик свечения пламен восьми марок каменных углей Кузнецкого угольного бассейна (Россия) в ряду метаморфизма и антрацита во время и после воздействия импульсов неодимового лазера (1064 nm, 120 μs). На первой стадии при значениях критической плотности лазерной энергии Hcr(1) происходит зажигание реакционно-активных микровыступов на поверхности угольных частиц. Показано, что на второй стадии при достижении критической плотности энергии Hcr(2) во время импульса излучения происходит воспламенение поверхности угольных частиц и распространение пламени высотой 3-4 mm. Форма спектров свечения пламени связана со вкладом нескольких компонентов: горящих углеродных частиц, возбужденных молекул H2O*, H2* и CO*. Наиболее вероятно, что данная стадия связана с термохимическими реакциями в алифатической части макромолекулы угля. На третьей стадии при повышении плотности лазерной энергии до значения Hcr(3) высота пламени достигает 3-4 cm. На расстояниях больше 4 mm от поверхности в спектрах свечения наблюдается один компонент во временном интервале более 1 ms, спектр которого описывается формулой Планка. Предполагается, что процессы в частицах угля, происходящие на третьей стадии, связаны с зажиганием ароматической части макромолекул углей. Ключевые слова: уголь, лазер, зажигание, пламя, летучие вещества, степень углефикации, коксовый остаток.
- T.X. Phuoc, M.P. Mathur, J.M. Ekmann. Comb. Flame, 93 (1-2), 19 (1993). DOI: 10.1016/0010-2180(93)90081-D
- J.C. Chen, M. Taniguchi, K. Narato, K. Ito. Comb. Flame, 97 (1), 107 (1994). DOI: 10.1016/0010-2180(94)90119-8
- M. Taniguchi, H. Kobayashi, K. Kiyama, Y. Shimogori. Fuel, 88 (8), 1478 (2009). DOI: 10.1016/j.fuel.2009.02.009
- D.-K. Zhang. Comb. Flame, 90 (2), 134 (1992). DOI: 10.1016/0010-2180(92)90115-6
- Б.П. Адуев, Д.Р. Нурмухаметов, Р.Ю. Ковалев, Я.В. Крафт, А.А. Звеков, А.В. Каленский. Изв. вузов. Физика, 59 (9-2), 136 (2016)
- Б.П. Адуев, Д.Р. Нурмухаметов, Р.Ю. Ковалев, Я.В. Крафт, А.Н. Заостровский, А.В. Гудилин, З.P. Исмагилов. Опт. и спектр., 125 (8), 277 (2018). DOI: 10.21883/OS.2018.08.46373.29-18
- Б.П. Адуев, Д.Р. Нурмухаметов, Г.М. Белокуров, Н.В. Нелюбина. Опт. и спектр., 122 (3), 522 (2017). DOI: 10.7868/S0030403417020027
- T.X. Phuoc, M.P. Mathur, J.M. Ekmann, P. Durbetaki. Comb. Flame, 94 (4), 349 (1993). DOI: 10.1016/0010-2180(93)90119-N
- Б.П. Адуев, Д.Р. Нурмухаметов, Я.В. Крафт, З.P. Исмагилов. Опт. и спектр., 128 (3), 442 (2020). DOI: 10.21883/OS.2020.03.49073.302-19
- Б.П. Адуев, Д.Р. Нурмухаметов, Я.В. Крафт, З.P. Исмагилов. Опт. и спектр., 128 (12), 1898 (2020). DOI: 10.21883/OS.2020.12.50327.187-20
- V.A. Pogodaev. Combust., Explos., Shock Waves, 20 (1), 46 (1984). DOI: 10.1007/BF00749917
- Б.П. Адуев, Д.Р. Нурмухаметов, Я.В. Крафт, З.P. Исмагилов. Опт. и спектр., 130 (8), 1193 (2022). DOI: 10.21883/OS.2022.08.52905.3750-22
- Л.В. Левшин, А.М. Салецкий. Люминесценция и ее измерения (МГУ, М., 1989)
- Б.П. Адуев, Д.Р. Нурмухаметов, Я.В. Крафт, З.Р. Исмагилов. Химия в интересах устойчивого развития, 27 (6), 549 (2019)
- А.Н. Магунов. Приборы и техника эксперимента, 4, 5 (2009)
- А. Гейдон. Спектроскопия и теория горения (Изд-во иностр. лит., М., 1950)
- Р. Пирс, А. Гейдон. Отождествление молекулярных спектров (Изд-во иностр. лит., М., 1949)
- L. Li, A. Tahmasebi, J. Dou, S. Lee, L. Li, J. Yu. J. Energy Inst., 93 (5), 2124 (2020). DOI: 10.1016/j.joei.2020.05.007
- S. Niksa, A.R. Kerstein. Comb. Flame, 66 (2), 95 (1986). DOI: 10.1016/0010-2180(86)90082-9
- S. Niksa, A.R. Kerstein. Energy \& Fuels, 5 (5), 647 (1991). DOI: 10.1021/ef00029a006
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.