Email this article 
Совместное воздействие ударно-волнового нагрева и лазерного фотолиза для генерации активных атомов и радикалов в широком диапазоне температур
- Authors: Быстров Н.С.1, Емельянов А.В.1, Еремин А.В.1, Курбатова Е.С.1, Яценко П.И.1
-
Affiliations:
- Объединенный институт высоких температур РАН
- Issue: Vol 62, No 5 (2024)
- Pages: 796–800
- Section: Short Communications
- URL: https://kld-journal.fedlab.ru/0040-3644/article/view/682254
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0040364424050174
- ID: 682254
Cite item
Open Access
Access granted
Abstract
Создан экспериментальный комплекс, сочетающий ударно-волновой нагрев и импульсный лазерный фотолиз исследуемых газовых смесей. Комплекс позволяет генерировать концентрации активных атомов и радикалов в широком диапазоне температур и давлений, что открывает новые возможности для детальных исследований в области химической кинетики и горения. Получены концентрации атомарного кислорода в диапазоне 1012 –1014 см–3 при воздействии эксимерного лазера Ar–F на длине волны 193 нм на ударно нагретую смесь O2 + Ar в диапазонах температур 700–1500 К и давлений 2–4 бар. Абсолютные значения концентраций атомов O с высокой точностью измерены с помощью метода атомно-резонансной абсорбционной спектроскопии на длине волны 130.5 нм. Показано, что разработанный комплекс может успешно использоваться для прецизионных исследований кинетики окисления различных топлив в области температур, характерных для практических энергопреобразующих установок, цикл работы которых включает процессы горения.
Full Text
About the authors
Н. С. Быстров
Объединенный институт высоких температур РАН
Email: aemelia@ihed.ras.ru
Russian Federation, г. Москва
А. В. Емельянов
Объединенный институт высоких температур РАН
Author for correspondence.
Email: aemelia@ihed.ras.ru
Russian Federation, г. Москва
А. В. Еремин
Объединенный институт высоких температур РАН
Email: aemelia@ihed.ras.ru
Russian Federation, г. Москва
Е. С. Курбатова
Объединенный институт высоких температур РАН
Email: aemelia@ihed.ras.ru
Russian Federation, г. Москва
П. И. Яценко
Объединенный институт высоких температур РАН
Email: aemelia@ihed.ras.ru
Russian Federation, г. Москва
References
- Гейдон А., Герл И. Ударная труба в химической физике высоких температур. М.: Мир, 1966. С. 428.
- Ступоченко Е.В., Лосев С.А., Осипов А.И. Релаксационные процессы в ударных волнах. М.: Физматгиз, 1965. C. 484.
- Hanson R.K., Davidson D.F. Advances in Shock Tube Techniques for Fundamental Studies of Combustion Kinetics // 25th ICDERS. Leeds, UK. August 2–7, 2015. 5 p.
- Chao X., Shen G., Sun K., Wang Z., Meng Q., Wang S., Hanson R.K. Cavity-enhanced Absorption Spectroscopy for Shock Tubes: Design and Optimization // Proc. Com. Ins. 2019. V. 37(2). P. 1345.
- Balan G.S., Raj S.A. A Review on Shock Tubes with Multitudinous Applications // Int. J. Impact Eng. 2023. V. 172. 104406.
- Pavlov V., Gerasimov G., Levashov V., Kozlov P., Zabelinsky I., Bykova N. Shock Tube Study of Ignition Delay Times for Hydrogen–Oxygen Mixtures // Fire. 2023. V. 6. P. 435.
- Zhao Z., Wang Y., Zhang J., Liang J., Zhang Y., Zhao F., De Wang Q. A Shock-tube Experimental and Kinetic Simulation Study on the Autoignition of Methane at Ultra-lean and Lean Conditions // Heliyon. 2024. V. 10. e34204.
- Cano Ardila F.E., Nagaraju S., Tranter R.S., Garcia G.A., Desclaux A., Ccacya A.R., Chaumeix N., Comandini A. External Standard Calibration Method for High-repetition-rate Shock Tube Kinetic Studies with Synchrotron-based Time-of-flight Mass Spectrometry // R. Soc. Chem. Analyst. 2024. V. 149(5). P. 1586.
- Figueroa-Labastida M., Zheng L., Ferris A.M., Obrecht N., Callu C., Hanson R.K. Shock-tube Laminar Flame Speed Measurements of Ammonia/Airgon Mixtures at Temperatures up to 771 K // Combust. Flame. 2024. V. 260. 113256.
- Campbell M.F., Parise T., Tulgestke A.M., Spearrin R.M., Davidson D.F., Hanson R.K., Strategies for Obtaining Long Constant-pressure Test Times in Shock Tubes // Shock Waves. 2015. № 25. P. 651.
- Ernst J., Wagner H.Gg., Zellner R. A Combined Flash Photo lysis/Shock-tube Study of the Hydroxyl Radical with CH 4 and CF 3 H around 1300 K // Ber. Bunsenges Phys. Chem. 1978. V. 82. № 4. P. 409.
- Michael J.V., Sutherland J.W., Klemm R.B. The Flash Photolysis-shock Tube Technique Using Atomic Resonance Absorption for Kinetic Studies at High Temperatures // Int. J. Chem. Kin. 1985. V. 17. P. 315.
- Davidson D.F., Chang A., Hanson R.K. Laser Photolysis Shock Tube for Combustion Kinetic Studies // 22nd Symp. (Int.) on Combust. Combust. Inst. 1989. P. 1877.
- Michael J.V., Lifshitz A. Atomic Resonance Absorption Spectroscop y with Flash or Laser Photolysis in Shock Wave Experiments. In: Handbook of Shock Waves / Eds. Ben-dor G., Igra O., Elperin T. Acad. Press, 2001. V. 3. P. 77.
- Koshi M., Yoshimura M., Matsui H. Photodissociation of O 2 and CO 2 from Vibrationally Excited States at High Temperatures // Chem. P hys. Lett. 1991. V. 176. № 6. Р. 519.
- Starikovskiy A., Aleksandrov N. Plasma-assisted Ignition and Combustion // Prog. Energy Combust. Sci. 2013. V. 39. P. 61.
- Емельянов А.В., Еремин А.В., Яценко П.И. Экспериментальное исследование взаимодействия атомов хлора с ацетиленом за ударными волнами // ТВТ. 2017. Т. 55. № 5. С. 806.
- Дракон А.В., Емельянов А.В., Еремин А.В., Яценко П.И. Исследование диссоциации трифторметана в широком диапазоне температур и давлений с использованием метода молекулярно-резонансной абсорбционной спектроскопии // ТВТ. 2017. Т. 55. № 2. С. 247.
- Bystrov N.S., Emelianov A.V., Eremin A.V., Yatsenko P.I. New Insight into Dissociation of Molecular Oxygen at Temperatures below 5000 K // Combust. Flame. 2023. V. 258. № 2(12). 113096.
- Bystrov N.S., Emelianov A.V., Eremin A.V., Yatsenko P.I. Kinetics and Thermodynamics of Unimolecular Dissociation of n -C 3 H 7 I // Z. Phys. Chem. 2024. V. 238. № 7. P. 1303.
- Millikan R.C., White D.R. Systematics of Vibrational Relaxation // J. Chem. Phys. 1963. V. 39. № 12. P. 3209.
- Andrienko D.A., Boyd I.D. Vibrational Relaxation and Dissociation of Oxygen in Molecule-Atom Collisions // AIAA Aviation Forum. 22–26 June 2015. Dallas, TX. 45th AIAA Thermophys. Conf. P. 1.
Supplementary files
