Температура измерение по методу обращения

Принципиальная особенность уравнения (3.33), связывающего интенсивность излучения с концентрацией частиц в основном состоянии, состоит в том, что оно справедливо в условиях теплового равновесия. Убедиться в выполнении этого условия можно тремя способами. Во-первых, измерить температуру пламени методами обращения спектральных линий и сравнить ее с температурой, определенной каким-либо другим методом или по линиям, которые заведомо находятся в равновесии. Во-вторых, сопоставить измеренные интенсивности двух спектральных линий и проверить их соответствие уравнению (3.33). Если нет ограничений на состав исследуемого газа, то этот способ можно распространить на случай двух различных атомов. Наконец, третий и наиболее общий метод состоит в преобразовании уравнения (3.33) к виду [c.226]

При всех обычных способах определения температуры, связанных с применением термопар, платиновых термометров или оптических пирометров, описанные выше трудности, обусловленные столкновениями молекул различных газов с поверхностью термометра, не позволяют считать результаты измерений достаточно точными. Если не принять специальных предосторожностей, то очень трудно учесть поправку на потерю энергии при излучении. В случае быстро движущихся газов, таких, как выхлопные газы в двигателе, необходимо также вводить поправку на адиабатическое нагревание термометра, что может представить значительные трудности, если поток газа неоднороден. Кроме того, платиновые термометры сопротивления и большинство термопар различных типов непригодны выше точки плавления платины при 1173° С. Поэтому некоторые авторы применили для определения температур пламени метод обращения спектральных линий. Поскольку в этом методе не требуется вводить какое-либо твердое тело в зону пламени, большое количество трудностей, встречающихся в обычной термометрии, при этом устраняется. [c.218]

В гл. XIV мы уже указывали на трудности как определения понятия температуры пламени, так и измерений этой величины. При температурах выше 1800°С единственным применяющимся обычно на практике методом определения указанной температуры является метод обращения натриевой линии. Ввиду того, что этот метод при некоторых условиях может давать неверные значения, совершенно очевидно, что основной задачей нри его применении является установление его надежности и возможных отклонений результатов измерений от истинной величины. [c.254]

Только преобладанием вначале фронтального горения с последующим частичным угасанием пламени можно объяснить получаемый характер изменения скоростей тепловыделения по длине реакционной трубы, так же как и результаты химических анализов и измерений температур методом обращения. Снижение скоростей тепловыделения наблюдается в такой области температур Т < 1000" С), где его еще невозможно объяснить уменьшением концентрации свежей смеси. Также невозможно отнести это снижение скоростей реагирования за счет уменьшения поверхности горения (фронтального) наоборот, с удалением от смесителя по мере дробления струй вторичной смеси на отдельные горящие моли общая поверхность горения должна существенно возрастать. Остается лишь предполагать, что с улучшением перемешивания возникшие первоначально очаги фронтального горения все больше затухают, хотя на границах отдельных турбулентных молей горение еще может продолжаться до самого конца трубы, о чем свидетельствует наличие очагов с высокими температурами, регистрируемыми методом обращения. [c.205]

Важная характеристика пламени — его температура. Температура является параметром, характеризующим систему, находящуюся в термодинамическом равновесии. Пламена не относятся к такого рода системам. Экспериментальные методы измерения температуры (методы зондовой и радиационной пирометрии) позволяют получить усредненное значение температуры, характеризующей главным образом энергию поступательного движения частиц в пламени. Методом обращения линии натрия в окрашенных пламенах были получены значения температур для смесей воздуха с топливами прр 0,1 МПа (влажные смеси, комнатная температура) [147]. Отмечается следующая закономерность в понижении расчетной температу- [c.116]

Однако при низком давлении дезактивация излучением приобретает большее значение. Дезактивация вследствие излучения будет, очевидно, доминировать уже при давлении ниже 10 кПа (0,1 кгс/см ), а при давлении ниже 1 кПа интенсивность процесса обычных столкновений будет мала по сравнению с дезактивацией излучением. Это предположение подтверждается экспериментами. Так, измерения температуры пламени газообразных воздушных смесей методом обращения линий натрия при атмосферном давлении обычно дают значения температуры пламени, равные теоретическим или только на 50—100 °С ниже теоретического значения" [8, с. 209]. Причем это вызвано скорее тепловыми потерями пламени, чем отклонением от равновесия. В пламенах при давле- [c.29]

В некоторых случаях возможны значительные отклонения от равновесного состояния (особенно л зоне реакции или во фронте пламени). Любые методы, измерения при этом дают не истинные, а некоторые эффективные значения температур. Методы обращения спектральных линий, абсолютной и относительной интенсивности, определения вращательной и колебательной температуры основаны на измерении интенсивности излучения тех или иных газообразных частиц. В случае аномального возбуждения газообразных частиц, по интенсивности из лучения которых производится измерение, эффективная температура будет зависеть от вида и степени отклонения и в большинстве случаев будет недостоверна (не будет характеризовать даже примерное распределение энер- [c.32]

Температуры пламен воздушных смесей и диффузионного пламени амилацетата приведены в табл. 1.5. Измерения проведены методом обращения линий натрия в окрашенных пламенах влаж- [c.41]

Для определения температуры несветящегося пламени часто используют метод обращенных линий [19]. К светящемуся пламени этот способ неприменим. Довольно обстоятельно методы измерения температуры пламени описаны в [19]. [c.64]

Б качестве довода в пользу существования равновесия в горячих пламенах, далее, можно привлечь результаты измерения интенсивности излучения и температуры этих пламен. Если интенсивность излучения разреженных пламен на много порядков превышает интенсивность равновесного излучения при температуре пламени и представляет собой практически чистую хемилюминесценцию, то интенсивность горячих пламен обычно мало отличается от интенсивности равновесного излучения, а в случае бесцветных пламен, т. е. пламен, не содержащих твердых частичек, значительно уступает равновесной интенсивности. Равновесный характер излучения некоторых горячих пламен следует из распределения интенсивности в спектре этих пламен, в частности из близкого совпадения вращательной температуры, т. е. температуры, вычисляемой из распределения интенсивности в полосах электронного спектра испускания пламени, с его истинной температурой. Таковы, например, пламена водорода и окиси углерода, а также кислородные пламена метилового спирта, формальдегида и муравьиной кислоты, в которых вращательная температура гидроксила оказывается близкой к температуре пламени. Температура, измеренная при помощи того или иного метода (например, метода обращения спектральных линий, основанного на допущении о равновесных концентрациях возбужденных атомов в зоне пламени), часто оказывается близкой к максимальной температуре, отвечающей химическому равновесию в пламени [658], как это видно, в частности, из данных табл. 57. [c.577]

Экспериментальное доказательство обеднения уровней или равновесного распределения частиц в ходе ионизации представляет собой нелегкую задачу тем не менее давно установлено, что температура пламени, определенная по методу обращения вторых резонансных дублетов натрия (330,5 нм) и калия (405 нм), совпадает с температурой, измеренной по первым резонансным дублетам. Поскольку оба вторых резонансных дублета лежат в пределах 0,75 В 4 кТ) от ионизационного предела, обеднение этих уровней, по-видимому, незначительно. Таким образом, условия в пламени наиболее близки к равновесию без проявления кинетических ограничений, а приведенный экспериментальный факт служит подтверждением больцмановского закона распределения энергии нижних электронных уровней. [c.274]

Так как в методе лучеиспускания и поглощения используется широкий участок длин волн, ошибка за счет наличия хемилюминесценции меньше ошибки измерения температуры пламени, когда для сравнения спектральной яркости выбирается узкая линия излучения. С другой стороны, требования метода лучеиспускания и поглощения более строгие, чем требования метода обращения снектральных. линий, в том смысле, что статистическое равновесие должно осуществляться для всех излучателей в сравнительно широкой спектральной области. Кратко сформулируем преимущества и недостатки обоих методов [c.399]

Для измерения температуры как в пламени горелки [8], так и во взрывном пламени [9] наилучшие результаты дает применение спектроскопического метода. При этом свет от накаленной электричеством нити проходит через пламя, окрашенное следами щелочного металла, обычно натрия, и совместное излучение нити и пламени наблюдается через спектроскоп. При температурах нити накаливания ниже температуры пламени спектр дает яркие линии излучения натрия. При увеличении температуры нити выше температуры пламени линии натрия становятся черными линиями поглощения. Температура нити, при которой происходит обращение излучения в поглощение, и есть температура газового пламени. Такой метод измерения температуры горящих газов называется методом обращения спектральных линий. [c.16]

Применением метода обращения спектральных линий для измерения температуры во время взрыва в цилиндре двигателя [9] удалось показать, что после того как воспламенение закончилось, в цилиндре могут существовать температурные перепады, превышающие 300° С. При детонации максимальная температура цикла достигается раньше, последующая степень охлаждения увеличивается (за счет увеличенной теплоотдачи в стенки. — -Ред.), и температура выхлопа понижается. В самом деле, интересно отметить, что максимальная температура, наблюдаемая в двигателе со степе ью сжатия 4,4 1, превышает 2500° С и более чем на 1000° С выше точки плавления материала, нз которого изготовлена камера сгорания. [c.43]

О в зоне реакции горячего пламени смесей СО -Н Ог в работе Кармиловой и Кондратьева [161 вычислялась равновесная концентрация атомов О, соответствующая температуре, измеренной методом обращения В линии N3 ...непосредственно над вершиной внутреннего конуса пламени , определялась фактическая концептрация атомов О по интенсивности излучения ХОг в интервале X 5400—6500 А, возникающего в результате открытой [c.235]

Наличие источников возбуждения интенсивного излучения приводит к меньшим ошибкам нри измерении температуры пламени двухцветовым, методом, чем нри измерении методом обращения спектральных линий, если энергия излучения, испускаемая аномально возбужденными излучателями, составляет лишь небольшую часть общей энергии излучения в исследуемой области длин волн. Однако измерение температуры возможно только в сравнительно обширной зоне пламени, тогда как метод обращения позволяет провести по крайней мере контрольные локальные измерения при подходящем способе введения веществ, дающих дополпительпоо излучение и поглощение. [c.398]

Метод обраш,ения аналогичен методу лучеиспускания и поглоп ения, за исключением того, что сравнение спектральпых яркостей ограничивается выделенными длинами волн, соответствующими электронным [26—31], ко.лебательным [28, 32, 33] или вращательным [23] переходам. Этот метод бы.л введен Фери [7] в 1903 г., который использовал резонансные линии натрия и лития. Бауер [2о] и Шмидт [28], по-видимому, впервые применили для измерения температуры методом обращения инфракрасные полосы поглоя1,ения. Для измерения температуры пламен метод обращения, вероятно, применяется чаще других оптических методов. [c.398]

В противоположность мнению авторов предыдущих работ Григорьева и соавт. [396] экспериментально доказали, что температура пламени при введении в него органических растворителей практически не меняется ( 100°С). Измерение температуры проводилось методом обращения линий (по линии Ма) и методом Орнштейна (по линиям Ее). Их данные согласуются с результатами работ Козень [397], Остроуменко и Еременко [398], которые показали постоянство температур аналитической зоны пламени при введении в него органических растворителей и воды, а также при изменении состава топливной смеси. Львов [309] при исследовании процессов в оксиацетиленовом пламени показал, что температура последнего при введении этилового спирта вместо воды изменяется незначительно (150—200°С). [c.190]

Рис. 11.27. Измеренные методом обращения спектральных линий температуры пламен С2Н2—О2—N3 при атмосферном давлении в зависимости от содержания азота [14].

Рис. 11.28. Измеренные - методом обращения спектральных линий температуры пламен С2Н2—Од—N3 при 40 мм рт. ст. в зависимости от содержания азота.

Другой метод измерения температуры основан на исчезно-зении линий испускания и поглощения плазмы, рассматриваемой на фоне свечения абсолютно черного тела, в тот момент, когда температуры черного тела и плазмы равны. Этот прием определения температуры называется методом обращения. [c.201]

Рис. 2.10. Мольные доли (измеренные методом масс-спектроскопии) и температуры (определенные методом обращения линий натрия) в плоском ламинарном пламени предварительно перемешанной смеси ацетилен/кислород/аргон низкого давления [Warnatz е1 а1., 1983]

Процесс горения характеризуется изменением температур по высоте и диаметру пламени. В ряде случаев требуется определение температур, усредненных по сечению и отдельным зонам пламени. Использование термопарного метода не позволяет или делает трудоемким такое определение. В этом случае более удобны радиационные методы. Большинство пламен характеризуется большими градиентами температур по сечению пламени, особенно значительно может быть охлаждена наружная область пламени (вследствие поступления избыточного воздуха) или наоборот, она может быть горячее в диффузионных пламенах, а также в пламенах богатых смесей (вследствие вторичного горения). При наличии градиента температур по сечению пламени в более холодных областях может происходить поглощение излучения данной спектральной линии, испускаемого в горячей зоне, и в спектре наблюдается явление, получившее название самообраще-ния линии. Это может привести к заниженным значениям температур, измеренных, например, методом обращения. Внешние слои пламени в основном состоят из СОг и Н2О и мало поглощают излучение при 1=589 нм. Для пламен, максимальная температура у которых наблюдается на боковой поверхности, занижение температур вследствие самообращения линий очевидно, не существенно. [c.34]

Температура в области, непосредственно примыкающей к критической зоне, измерялась [15] методом обращения спектральной Д-линии натрия.Установлено, что температура в конечной области сохраняется одной и той же. Эти измерения показали также, что температура в этой зоне изменяется в зависимости от коэффициента избытка топлива в основном потоке и от скорости его течения. В частности, температура в критической зоне быстро уменьшается, когда скорость основного потока возрастает. С другой стороны, Жукоский и Марбл [4], изучая стабилизацию пламени телами плохообтекаемой формы, установили, что температура в зоне рециркуляции сохраняется постоянной независимо от изменения скорости. На основании этого они сделали вывод, что в зоне рециркуляции горение является полным. Поскольку в нашем механизме справедливым оказывается противоположное, мы считаем, что горение в критической зоне не является полным и должно завершаться в каком-либо другом месте. В силу этого необходимы дальнейшие исследования процессов перемешивания, так как иначе нельзя будет выяснить истинную картину рассматриваемого механизма. Хотя критическая зона имеет чрезвычайно важное значение, она не является единственным определяющим фактором. Если бы это было так, то инертные газы не стабилизировали бы пламя. Поэтому мы должны учитывать процесс горения, протекающий в зоне смешения. [c.329]

Томас, Гейдон и Бруэр [3964] исследовали фиолетовую систему полос СН в спектре пламени дициан-кислород и определили колебательную температуру этого пламени. Сравнение измеренной температуры пламени с температурами, вычисленными на основании различных возможных значений Оо(Мз), показало правильность значения 9,759 эв. Более точное измерение температуры этого же пламени было выполнено Конуеем, Вильсоном и Гроссом [1163] методом обращения спектральных линий. Авторы работы [1163] также пришли к выводу, что Оо(Мг) = 9,759 эв. [c.394]

В табл. 35 обращают на себя внимание также высокие значения максимальной температуры детонации Гр, значительно превышающие максимальные температуры нормального горения. Так, для стехиометрической смеси 2На Ц- О2 величина составляет 3583° К, в то время как максимальная температура нормального пламени в смеси того же состава, по вычислениям Гейдона и Вольфгарда [827], равна 3083° К, т. е. на 500° ниже (измерения температуры пламени по методу обращения линий натрия в этом случае дают 2760° К). Особенно велико различие максимальной температуры в детонационной волне и максимальной температуры пламени при нормальном горении в случае смеси 2Na -Ь О . В этом случае температура детонации, по оценке Михельсона и Зельдовича (см. [117]), превышает 6000° К, а температура нормального горения, по вычислениям Гейдона и Вольфгарда [827], составляет 4850° К. Как уже указывалось выше, причиной более Сильного разогрева газа в детонационной волне является сжатие газа потоком отходящих горячих газов. [c.508]

Вольфгард и Паркер [1313] измерили температуры различных пламен (с применением метода обращения линий натрия или ио спектру поглощения гидроксила). В табл. 57 результаты их измерений сопоставлены с теоретическими температурами, вычисленными из термодинамического равновесия. Совпадение вычисленных и измеренных температур свидетельствует о наличии равновесия в соответствующих пламенах. Несовпадение вычисленной и измеренной температур горения смесей Нг + V2NO2. а также O + NO2 объясняется неполным сгоранием. [c.575]

В гл. 16 и 17 излагаются оптические методы измерения температуры пламен. Этим вопросом Пеппер занимался длительное время. В первой из этих глав обсуждаются различные методы измерения температуры (яркостной, цветовой, метод обращения и его модификация, двухпутный метод, метод горячей проволочки с компенсацией). Во второй же дискутируется вопрос о температуре заселения и трансляционной температуре радикалов. В качестве дополнительной литературы к этим главам можно рекомендовать сборник статей Оптическая пирометрия плазмы [48] и книги Гейдона и Вольфгарда Пламя, его структура, излучение и температура [49] и Кадышевича ]йзмеренйе температуры пламен [50]. Поскольку в книге Пеннера отечественные работы по оптической пирометрии пламен не отражены, мы сочли целесообразным привести библиографию по этому вопросу [53—70]. [c.10]

Опыты по определению температуры пламени газов были проведены уже в 1817 г. Дэви [1], который взрывал смеси циана и кислорода и рассчитывал температуру из измеренного увеличения объема. Подобные опыты были также выполнены Бунзеном 50 лет спустя. Довольно полный список работ по определению температуры пламен приведен в статье, опубликованной Бэккерелем [2] в 1863 г. Несколько лет спустя оптические методы измерения температуры пламени были описаны в работе [3]. Большинство современных методов определения температуры (метод термопар [4—6], метод обращения спектральных линий [7] и метод нагретой проволоки с компенсацией [8]) предложено в начале нашего столетия. [c.394]

Метод обращения для измерения температуры пламени основан на непосредственном применении закона, сформулированного Кирхгофом после его классических опытов, целью которых было показать идентичность фраунгоферовых 1)-линий и линий натрия [23]. С практической точки зренргя метод обращения можно разделить на два вида. В дальнейшем изложении они будут называться методом лучеиспускания и ноглощения и методом обращения. [c.398]

Спектральный коэффициент отражения пламени предполагается пренебрежимо малым по сравнению со спектральным коэффициентом поглощения в (16.5). Если это не так, как, например, для участков спектра, в которых нет хорошо выраженных полос поглощепия, то температура пламени, определенная методом обращения, ниже истинной температуры 125]. Спектральный коэффициент отражения в методе лучеиспускания и поглощения может и не быть пренебрежимо малым. Поэтому необходимо провести дополнительные измерения, чтобы определить величину поправки, которую надо ввести. Хеннинг и Тингвальд [32] показали, что коэффициент отражения бунзеиовского пламени в широкой области спектра пренебрежимо мал. Из (16.5) следует [c.400]

Если метод обращения применять для излучения, испускаемого компонентой, которая в обычных условиях в зоне горения отсутствует, то можно провести измерения температуры в ограниченной зоне пламени. Это достигается осторожным введением дополиительных нримесей [28, [c.401]

Если такую примесь с хорошими эмиссионными линиями подобрать нельзя, измерепия температуры пламени дают среднеэффективные значепия для всего пламени. Такие же результаты получаются при обращении резонансных линий, когда изучается все окрашенное пламя [35]. Прямые измерения и приближенные расчеты показали [27], что эффективная температура, нолученная методом обрахцетгия спектральных линий для всего пламени с иеодпородныхч температурным распределением, является сложной функцией геометрии пламепи и температурных неоднородностей. [c.401]

Температуру пламени можно определить, применяя экспериментальную методику, сходную с методикой, используемой в методе обращения, однако без условия выполнения обращения. Соотношение между измеренной интенсивностью из,лучения, температурой и испускательной способностью просвечивающего источника и температурой исследуемого пламени можпо всегда найти неносредственио из закона Кирхгофа н формулы Планка (или Вина). Иллюстрация этого тина измерений дана в [51]. [c.401]

Те.мпсратура пламсня может быть также определена методом обращения спектральных линий. Установка для измерения температуры факела пламени конденсированных -систем этим методом описана в монографии [68]. [c.78]

В работе румынских физиков Критеску и Григоровичи [2188] исследуется распределение температуры внутри пламени факела. Температура определялась по распределению интенсивности среди линий линейчатой полосы молекулярного спектра, а также методом обращения спектральных линий. Разница между результатами, полученными этими методами, лежала в пределах ошибок измерений, оцениваемых в +100°. [c.657]

Приведенные уравнения дают возможность отличать тепловое излучение от других видов излучения. Прямым методом является измерение спектральной яркости В,, и поглощательной способности ( тела для данной длины волны а и вычисление из уравнений Кирхгофа и Планка температуры Г,., которую тело имело бы в том случае, если бы оно являлось тепловым излучением. Если тело является тепловым излучателем, то эта температура должна совпасть с температурой тела, измеренной каким-нибудь независимым методом. Такие измерения были сделаны Шмидтом [55] для пламени горелки Мэкера для полос двуокиси углерода при 1 = 2,7 1 и л=4,4н. Шмидт получил удовлетворительное согласие между температурами, определенными вышеуказанным способом, и температурами, измерявшимися непосредственно. В области видимого света, где возможно применение удобного и точного метода обращения спектральных линий [56,57], независимые измерения яркости и поглощательной способности не необходимы. Пламя может быть окрашено введением, например, хлористого натрия. При его испарении и диссоциации образуются атомы натрия и другие продукты. Атомы натрия могут возбуждаться и испускать желтый -дублет натрия с длинами волн л=0,5890 — 6 р.. Если поместить позади пламени черное тело и направить на пего через пламя щель спектроскопа, то при некоторой температуре черного тела яркость его в спектральной области Л-линий будет равна яркости света, проходящего в этой области через пламя, плюс яркость Л-лииий от самого пламени. Таким образом, если нет отражения света от пламени ), то должно выполняться следующее соотношение [c.355]

Гриффитсом к Оубери [60,67] было проведено также сравнение температуры обращения и температуры пламени, измеренной независимо. Их результаты подтвердили исследования Кона. При измерении температуры пламени методом проволочки они пользовались методикой Беркенбуша [68]. Вместо иЗлмерения энергии, излучаемой проволочкой, они измеряли оптическим пирометром в высоком вакууме электрическую энергию, требуемую для поддержания определенной температуры проволочки. Поскольку в высоком вакууме энергия теряется только на излучение, метод этот, очевидно, равноценен методу Шмидта. Как и в опытах Шмидта, эта процедура повторяется с проволочкой, введенной в пламя. Точка пересечения обеих кривых определяет температуру газов пламени. [c.360]

Метод обращения линий особенно удобен для измерения температур стационарных несветящихся, т. е. не содержащих сажи, пламен -). Он применялся многими исследователями 0. Метод этот также при.меня.г1ся для измерения температур в двигателях внутреннего сгорания [76, 77, 78]. Сложные условия, имеющие место в камере сгорания двигателя, рассматриваются в гл. XXI. В литературе нет ссылок на попытки применить этот метод к единичным взрывам в замкнутом сосуде или мыльном пузыре. Такой опыт молхно было бы выполнить, суспендируя высокодисперсные соли натрия во взрывчатых смесях и получая фотографическим способом точку обращения линий последовательным подбором яркости эталонного излучателя. [c.361]

Фиг. 63. Паивысшие температуры пламени смесей питтсбургского газа с воздухом, измеренные в центре пламени мэкеровской горелки методом обращения линий натрия (Кэвелер и Льюис)

Дэвнд [79] сравнивал измеренные различными исследователями температуры обращения полностью окрашенных пламен с температурами сферических пламен, измеренными методом проволочки. Считая, что последние являются истинными температурами пламени и находя их обычно ниже температур обращения, он приходит к выводу, что метод обращения спектральных линий приводит к завышенным значениям температур. Принимая Ео внимание результаты, изложенные в данной главе и приведенное ранее обсуждение этого вопроса (см. примечание на стр. 349), авторы не могут согласиться с его заключением. [c.367]