Пламени температура, методы измерения

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]

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]

В большинстве исследований турбулентных пламен рассматривались пламена, развивающиеся вдоль вертикальных или наклонных поверхностей, и осесимметричные пламена, причем всегда в условиях неподвижной среды. Проведено много экспериментальных исследований, в ходе которых измерялись скорости горения, средние скорости и температуры. В качестве примеров можно привести работы [8, 23, 91]. Результаты расчетов, проведенных в этих работах интегральным методом, удовлетворительно согласовались с данными измерения скорости горения и плотности теплового потока на стенке в области факела. В работах [49, 90] применялась (й — е — g-)-модель турбулентности (см. гл. 11). Решение, полученное в первой из них, позволяет довольно точно определить структуру пламени и скорости горения. Однако остаются неопределенности при расчете как характеристик турбулентности, так и теплового излучения. [c.414]

Пламя как источник света для эмиссионного спектрального анализа, еще десять лет назад использовавшееся для определения лишь щелочных металлов, в настоящее время превратилось в один из наиболее эффективных источников при анализе растворов. Одним из существенных преимуществ метода фотометрии пламени является использование эталонных растворов, приготовление которых значительно проще, чем эталонов металлов, сплавов и порошков. Пламя дает также значительные преимущества по сравнению с электрическими источниками в воспроизводимости результатов определений, позволяя снизить случайную ошибку измерения абсолютной интенсивности спектральных линий до десятых долей процента при оптимальном выборе параметров, определяющих режим работы горелки и распылителя. Это позволяет вести количественный анализ по измерению абсолютной интенсивности линий методом пламенной фотометрии точнее, чем при использовании электрических источников света, даже если в последнем случае анализ ведут по относительной интенсивности линий с использованием внутреннего стандарта. Отрицательным свойством пламени, однако, является малая чувствительность определения трудновозбудимых элементов, связанная с относительной низкой температурой (3000—3500° С). Несмотря на это, возможно определение фосфора пламенно-фотометрическим методом с чувствительностью 5—10 мкг мл [206, 207, 337, 567, 643, 992, 1027, 1059, 1097, 1110]. [c.78]

Наряду с возбужденными частицами — ОН (пламя Hg) и СО (пламя СО) и т. д., присутствующими в светящейся зоне пламени (зоне горения) в концентрациях, намного превосходящих их равновесные концентрации при температуре пламен, в зтих и многих других пламенах при помощи различных методов (см. 43) были обнаружены невозбужденные активные частицы — атомы и радикалы — также в концентрациях, на несколько порядков превышающих равновесные. Таковы, например, концентрации атомов водорода и кислорода и радикалов ОН, измеренные методом ЭПР [25] в разреженном водородном пламени при давлении 2,86 рт.. ст., температуре 993° К и различных содержаниях Hj и Og [c.475]

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]

Концентрация свободных атомов, к сожалению, не может быть измерена спектроскопически. Кондратьева и Кондратьев [187] воспользовались для измерения концентрации свободных атомов водорода методом термо-электрического зонда. В разреженное пламя водорода вводились два тонкостенных кварцевых капилляра внешним диаметром меньше 1 мм, внутри которых помещались термопары, изготовленные из весьма тонких проволок. Один из капилляров обрабатывался раствором хромита цинка, что делает поверхность кварца весьма активной по отношению к рекомбинации атомов водорода. Второй капилляр промывался азотной кислотой на обработанной таким образом поверхности рекомбинация практически не имеет места.. Разность температур обеих термопар служит мерой количества тепла, выделяющегося при рекомбинации свободных атомов, а следовательно — и концентрации самих атомов. Измеренные таким образом концентрации свободных атомов водорода близко сошлись с вычисленными из механизма реакции. [c.137]

Пламенный детектор. Скотт сконструировал детектор, основанный на измерении температуры пламени, когда выпускаемый тонкой струей газ горит в присутствии водорода. Если в газ поступают пары органического вещества, то пламя удлиняется и охватывает термопару, расположенную чуть выше нормального пламени. При этом температура термопары изменяется происходящее вследствие этого изменение напряжения фиксируется самописцем. Изменение температуры термопары зависит главным образом от теплоты сгорания присутствующих веществ. Для некоторых веществ достигаемая чувствительность примерно в десять раз выше, чем для ячеек по измерению теплопроводности с термисторами. Предел определяемых количеств, например для бензола, составляет 2 мкг, или 0,1 %, бензола в пробе массой 2 л з. Проба при этом разрушается, что не позволяет использовать этот метод для некоторых видов анализа. Детектор такого [c.45]

Специальная конструкция — насадка горелки позволяет получать плоское пламя, которое направляется между двумя графитовыми электродами. Измерение сопротивления системы электрод — ионизированный поток — электрод производилось мостовым методом (измеряемое сопротивление включалось в качестве одного из плеч измерительного моста) с записью на ленту электронного моста. Синхронно с записью сопротивления записывалась температура поверхности электрода и температура потока продуктов сгорания в межэлектродном промежутке (собственно потока). Для регистрации температуры поверхности электрода использовалась платино-платино-родиевая термопара, которая вводилась внутрь электрода. Спай термопары помещался на расстоянии [c.316]

В работе [10] были исследованы пламена углеводород—Ог— Мг при низком давлении в молекулярных пучках и измерены концентрации N0, О, ОН, Н и других частиц масс-спектрометрическим методом. Температура определялась по измеренным концентрациям и константе равновесия в предположении частичного равновесия. Хотя основные усилия исследователи направили на изучение кинетики быстрого образования N0, ку также была определена на основе измеренных профилей концентраций N0 и О с помощью упрощенного кинетического выражения (4). Пределы погрешностей 30% определения к, указанные в [10], мы считаем сильно заниженными, принимая во внимание возможные ошибки при измерении абсолютных концетраций и температуры и невыясненное влияние диффузии на область потока. Значение к, полученное в [10], при Т — = 2000 К примерно в 2,5 раза ниже значения, рекомендуемого нами. [c.322]

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]

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]

В ооно ву этого метода измерения температуры положен принцип фото-лрафлрования пламени в собственном свете при этом пламена с более высокой температурой дадут на фотопленке [c.77]

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]

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]

Перечисленные методы, за исключением последнего, нашли применение для выяснения механизма влияния различных веществ. Так, прямое измерение температуры пламени позволяет установить, что действие органических растворителей, приводящее к увеличению интенсивности излучения элементов в пламени, не связано со значительным увеличением температуры пламени. В ряде случаев оказался эффективным метод двух распылителей который заключается в сравнении интенсивности излучения / или поглощения света О в пламени при введении в него раствора соли элемента в присутствии постороннего вещества с / или й, получаемыми при введении в пламя того же раствора соли и одновременно раствора постороннего вещества через другой распылитель (рис. 40). Если воздействие постороннего вещества сохраняется при его введении в пламя через другой распылитель, то, следовательно, добавленное вещество влияет на процессы, происходящие в газах пламени, и реагирует в газообразном состоянии. В противном случае, при отсутствии эффекта, добавленное вещество воздействует только на процессы распыления и испарения, определяющие поступле- [c.85]

Метод детектирования основан па измерении температуры пламени при сжигании выходящего газа в небольшой горелке. Если в выходящем газе присутствуют органические пары, пламя удлиняется и захватывает термопару, помещенную несколько выше пламени. Изменение температуры термопары, по-видимому, зависит главным образом от теплоты сгорания присутствующих веществ. Важное преимущество описываемого детектора заключается в том, что его можно изготовлять с очень малым мертвым пространством между колонкой и горелкой. Описываются две формы детектора простая форма, пригодная для экспериментальной работы, и более сложный тип, пригодный для серийных анализов или другого систематического применепия. Вследствие низкой стоимости пламенного детектора можно [c.149]

Продукты сгорания остаются слегка светящимися на значительном расстоянии вдоль своего пути, образуя так называемый внешний конус это свечение прекращается вследствие охлаждения и перемешивания с окружающей атмосферой. В богатых смесях оно сохраняется дольше вследствие вторичного догорания (диффузионное пламя, см. гл. XIII). Несветящийся поток горячих газов можно легко сделать видным с помощью метода теневой фотографии (фиг. 12). Его резко выраженные очертания не нарушаются конвекцией на значительном расстоянии Б разбавленных пламенах, однако, трение на поверхности раздела между потоком и покоящейся атмосферой может повести к колебательному движению (мерцание, см. фиг. 12). Слой продуктов сгорания не защищает исходную смесь полностью от смешения с окружающей атмосферой как показывают измерения скоростей горения по методу бунзеновской горелки (гл. XI, раздел 6) и температур пламени (гл. XIX, раздел 3). Это понятно, так как основание конуса находится в граничном слое и таким образом остается незащищенным. [c.206]

Эгертон указал на возможность использования допле-рового уширения спектральных линий для оценки поступательной температуры молекул. Такие измерения могут быть проведены только для молекул, поскольку уширение атомных линий происходит в основном за счет влияния давления. Этот метод требует применения интерферометра с очень большой разрешающей силой и спектрографа с большой дисперсией для исследования уширения линий. Есть основания сомневаться в том, будет ли такой источник света, как пламя, достаточно интенсивным для проведения этих измерений. Поскольку, однако, оценка поступательной энергии молек л в пламени является очень важной задачей, исследование возможностей этого метода весьма желательно. [c.225]

Метод, предложенный Эренбергером [25], основан на сжигании образца в смеси водорода и кислорода. Пары вещества, вносимые в пламя током водорода, сгорают при высокой температуре, что обеспечивает быстрое и полное сжигание. Поскольку при этом получается небольшое количество конденсата, метод Эреп-бергера позволяет проводить измерения с большой чувствительностью и точностью. В связи с особой важностью этого метода для анализа фторсодержащих органических соединений детальному его обсуждению посвящен отдельный раздел. В методе, предложенном Мартином и Флоретом [26], применялось сжигание в водородно-кислородном пламени. При определении содержания галогенов в нефтяных продуктах Нг не используется, поскольку пары образца действуют как горючий газ [27, 28]. [c.352]

Работа Харриса и др. [47] выполнена в той же лаборатории и тем же методом, что и более раннее исследование [59] изучались предварительно перемешанные ламинарные пламена СН4—Ог—Нг при атмосферном давлении, и константа скорости реакции была получена из сравнения расчетных и измеренных профилей концентрации N0 в зоне догорания бедных топливом пламен. Концентрация N0 определялась путем хемилю-минесцентного анализа отобранных газовых проб, концентрация ОН — по линейчатому спектру поглош ения при использовании в качестве источника света разрядной лампы с парами воды, температура — по излучению радикалов ОН, Концентрации частиц Н и О, необходимые для численных расчетов концентрации N0, вычислялись в предположении частичного равновесия, ко- [c.321]