Радиационные свойства горящих облаков металлической пыли. 2. Экспериментальные исследования
Вантажиться...
Дата
2020
Науковий керівник
Укладач
Редактор
Назва журналу
Номер ISSN
Номер E-ISSN
Назва тому
Видавець
Одеський національний університет імені І. І. Мечникова
Анотація
Экспериментально изучена динамика изменения во времени радиуса фронта пламени, температуры горения, радиационных характеристик (интегральный поток излучения в диапазоне 2÷20 мкм, сила света, удельная светосумма) горящих облаков металлической пыли (алюминий, алюмомагниевый сплав, гидрид алюминия) объёмом более 10
м3. Показано, что излучательные характеристики больших облаков соответствуют
таковым для малых объёмов (V = 5 л). Установлено, что максимальной силой света
обладают аэровзвеси алюминия и гидрида алюминия, причем время их свечения в инфракрасной области превосходит времена свечения других составов. Несмотря на вы-
сокие светотехнические показатели аэровзвеси гидрида алюминия удельная светосумма таких аэровзвесей низкая, что обусловлено высокой скоростью их горения. Сравнение светотехнических показателей горящих облаков аэровзвеси металлических частиц
с таковыми для фотосмесей в осветительных пиротехнических составах показывает,
что силы света и удельные светосуммы аэровзвеси оказываются выше, чем у пиротехнических составов и примерно одинаковыми для фотосмесей. Однако продолжительность горения аэровзвеси обычно на два порядка больше, чем длительность
вспышки фотосмеси, гораздо больше и объём источника излучения. Для облаков алюминия и магния впервые обнаружено существование шумоподобного радиочастотного
излучения в диапазоне 1÷40 ГГц. Показано, что радиочастотный спектр имеет не тепловую природу, нелинейно зависит от частоты, а его общая энергоёмкость в указанном диапазоне составила величину порядка сотых долей Вт/м3. Проанализировано
влияние тормозного излучения на характеристики радиоизлучения горящих облаков.
Експериментально вивчено динаміку зміни в часі радіусу фронту полум'я, температури горіння, радіаційних характеристик (інтегральний потік випромінювання в діапазоні 2 ÷ 20 мкм, сила світла, питома світлосуми) палаючих хмар металевого пилу (алюміній, алюмомагнієвий сплав, гідрид алюмінію) об’ємом більше 10 м3. Показано, що випромінювальні характеристики великих хмар відповідають таким для малих об‘ємів (V = 5 л). Встановлено, що максимальну силу світла мають аерозависи алюмінію і гідриду алюмінію, причому час їх світіння в інфрачервоній області перевершує часи світіння інших металів. Незважаючи на високі світлотехнічні показники аерозависів гідриду алюмінію питома світлосума таких аерозависів низька, що зумовлено високою швидкістю їх горіння. Порівняння світлотехнічних показників палаючих хмар аерозависів металевих частинок з такими для фотосуміші в освітлювальних піротехнічних складах показує, що сили світла і питомі світлосуми аерозависів виявляються вищими, ніж у піротехнічних складів і приблизно однаковими для фотосуміші. Однак тривалість горіння аерозависів зазвичай на два порядки більше, ніж тривалість спалаху фотосуміші, набагато більший і об‘єм джерела випромінювання. Для хмар алюмінію і магнію вперше виявлено існування шумоподібного радіочастотного випромінювання в діапазоні 1÷40 ГГц. Показано, що радіочастотний спектр має нетеплову природу, нелінійно залежить від частоти, а його загальна енергоємність в зазначеному діапазоні склала величину порядку сотих Вт/м3. Проаналізіровано вплив гальмівного випромінювання на характеристики.
The dynamics of the time variation of the flame front radius, combustion temperature, and radiation characteristics (integrated radiation flux in the range of 2–20 μm, luminous intensity, specific light sum) of burning clouds of metal dust (aluminum, aluminum-magnesium alloy, aluminum hydride) with a volume of more than 10 m3 was experimentally studied. It is shown that the radiative characteristics of large clouds correspond to those for small volumes (V = 5 L). It has been established that aerosuspensions of aluminum and aluminum hydride have the maximum luminous intensity, and the time of their luminescence in the infrared region exceeds the luminescence times of other compositions. Despite the high lighting performance of aluminum hydride aerosuspensions, the specific light sum of such air suspensions is low, due to their high burning rate. A comparison of the lighting performance of burning clouds of aerosuspension of metal particles with those for photo mixtures in lighting pyrotechnic compositions shows that the luminous intensities and specific light sums of air suspension are higher than those of pyrotechnic compositions and approximately the same for photo mixtures. However, the duration of combustion of an aerosuspension is usually two orders of magnitude longer than the duration of the flash of the mixture, much more than the volume of the radiation source. For clouds of aluminum and magnesium, the existence of noise-like radio- frequency radiation in the range 1÷40 GHz was first discovered. It was shown that the radio-frequency spectrum is not of a thermal nature, non-linearly dependent on frequency, and its total energy intensity in the indicated range was of the order of hundredths of a W/m3. The influence of bremsstrahlung on the radio emission characteristics of burning clouds was analyzed.
Експериментально вивчено динаміку зміни в часі радіусу фронту полум'я, температури горіння, радіаційних характеристик (інтегральний потік випромінювання в діапазоні 2 ÷ 20 мкм, сила світла, питома світлосуми) палаючих хмар металевого пилу (алюміній, алюмомагнієвий сплав, гідрид алюмінію) об’ємом більше 10 м3. Показано, що випромінювальні характеристики великих хмар відповідають таким для малих об‘ємів (V = 5 л). Встановлено, що максимальну силу світла мають аерозависи алюмінію і гідриду алюмінію, причому час їх світіння в інфрачервоній області перевершує часи світіння інших металів. Незважаючи на високі світлотехнічні показники аерозависів гідриду алюмінію питома світлосума таких аерозависів низька, що зумовлено високою швидкістю їх горіння. Порівняння світлотехнічних показників палаючих хмар аерозависів металевих частинок з такими для фотосуміші в освітлювальних піротехнічних складах показує, що сили світла і питомі світлосуми аерозависів виявляються вищими, ніж у піротехнічних складів і приблизно однаковими для фотосуміші. Однак тривалість горіння аерозависів зазвичай на два порядки більше, ніж тривалість спалаху фотосуміші, набагато більший і об‘єм джерела випромінювання. Для хмар алюмінію і магнію вперше виявлено існування шумоподібного радіочастотного випромінювання в діапазоні 1÷40 ГГц. Показано, що радіочастотний спектр має нетеплову природу, нелінійно залежить від частоти, а його загальна енергоємність в зазначеному діапазоні склала величину порядку сотих Вт/м3. Проаналізіровано вплив гальмівного випромінювання на характеристики.
The dynamics of the time variation of the flame front radius, combustion temperature, and radiation characteristics (integrated radiation flux in the range of 2–20 μm, luminous intensity, specific light sum) of burning clouds of metal dust (aluminum, aluminum-magnesium alloy, aluminum hydride) with a volume of more than 10 m3 was experimentally studied. It is shown that the radiative characteristics of large clouds correspond to those for small volumes (V = 5 L). It has been established that aerosuspensions of aluminum and aluminum hydride have the maximum luminous intensity, and the time of their luminescence in the infrared region exceeds the luminescence times of other compositions. Despite the high lighting performance of aluminum hydride aerosuspensions, the specific light sum of such air suspensions is low, due to their high burning rate. A comparison of the lighting performance of burning clouds of aerosuspension of metal particles with those for photo mixtures in lighting pyrotechnic compositions shows that the luminous intensities and specific light sums of air suspension are higher than those of pyrotechnic compositions and approximately the same for photo mixtures. However, the duration of combustion of an aerosuspension is usually two orders of magnitude longer than the duration of the flash of the mixture, much more than the volume of the radiation source. For clouds of aluminum and magnesium, the existence of noise-like radio- frequency radiation in the range 1÷40 GHz was first discovered. It was shown that the radio-frequency spectrum is not of a thermal nature, non-linearly dependent on frequency, and its total energy intensity in the indicated range was of the order of hundredths of a W/m3. The influence of bremsstrahlung on the radio emission characteristics of burning clouds was analyzed.
Опис
Ключові слова
горящие облака металлов, спектральный анализ, светотехнические характеристики, радиоизлучение горящие облаков, термоэмиссионная пылевая плазма
Бібліографічний опис
Фізика аеродисперсних систем = Physics of aerodisperse systems