Радиационный теплообмен в высокотемпературных средах с учетом неравновесности и острой селекции спектров излучения
Диссертация
Практическая ценность работы. Разработанная спектральная модель переноса излучения в структурно неоднородных двухфазных средах с учетом острой селекции спектров излучения и влияния неравновесных процессов может использоваться при проектировании нового котельного оборудования, а также модернизации существующих котельных установокпри разработке аэрокосмических систем наблюденияв ракетной техникепри… Читать ещё >
Содержание
- СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И ОБОЗНАЧЕНИЙ
- ГЛАВА 1. ПЕРЕНОС ЭНЕРГИИ ИЗЛУЧЕНИЯ В
- ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫХ СРЕДАХ
- 1. 1. Уравнение переноса излучения
- 1. 2. Общая характеристика спектров молекулярного поглощения излучения продуктами сгорания
- 1. 2. 1. Водяной пар
- 1. 2. 1. Углекислый газ
- 1. 2. 2. Другие компоненты
- 1. 3. Методы расчёта функции спектрального пропускания
- 1. 3. 1. Теория модельного представления спектров молекулярного поглощения (ТМПС)
- 1. 3. 2. Метод численного моделирования тонкой структуры спектров
- 1. 3. 3. Эмпирические методики
- 1. Л Теория подобия в расчётах структурных характеристик
- 1. 5. Термодинамический расчёт характеристик продуктов сгорания
- 2. 1. Метод определения неравновесного радиационного выхолаживания
- 2. 1. 1. Определение неравновесного радиационного выхолаживания пламени из экспериментальных данных
- 2. 1. 2. Структурная модель факела с учетом неравновесного и равновесного радиационного выхолаживания его ядра и использованием теории подобия
- 2. 2. Воздействие неравновесного излучения на физические процессы в топочной камере
- 2. 3. Неравновесное излучение гидроксила ОН
- 3. 1. Разработка алгоритмов численного моделирования переноса теплового излучения в неравновесно излучающих нерассеивающих средах
- 3. 2. Разработка алгоритмов численного моделирования переноса излучения в неравновесно излучающих двухфазных средах
- 3. 3. Радиационный теплообмен в структурно неоднородных средах
- 4. 1. Двухпараметрический метод эквивалентной массы в расчётах радиационных характеристик газовой фазы продуктов сгорания
- 4. 2. Водяной пар
- 4. 3. Углекислый газ
- 4. 4. Малые ингредиенты
- 4. 5. Дисперсная фаза
- 4. 6. Схема расчёта радиационного теплообмена
- 4. 7. Расчет теплообмена в структурно неоднородных средах
Список литературы
- А7. Москаленко Н. И., Зарипов A.B. Исследование роли неравновесных процессов в радиационном выхолаживании продуктов сгорания топочной камеры // Актуальные вопросы современной науки, вып.З. — Новосибирск: ЦРНС, Изд. СИБПРИНТ. 2008. С.45−73.
- А8. Москаленко Н. И., Зарипов A.B., Ильин Ю. А. Исследование спектров неравновесной эмиссии гидроксила ОН // Известия вузов. Физика. 2010. № 2. С.3−9.
- А19. Moskalenko N.I., Zaripov A.V., II’in Yu.A. Investigation of nonequilibrium hydroxyl emission spectra // Russian Physics Journals. — New York: Springerlink. 2010. V.53. № 2. P.107−113.
- A20. Moskalenko N.I., Zaripov A.V., Loktev N.F., Ilyin Y.A. Emission characteristics of hydrogen-oxygen flames // Journal of Applied Spectroscopy. New York: Springerlink. 2010. V.77. № 3. P.378−385.
- Сторонние авторы CI. Адзерихо K.C. Лекции по теории переноса лучистой энергии. — Минск: Университетское. 1975. 192 с.
- С2. Адзерихо К. С., Ноготов Е. Ф., Трофимов В. П., Радиационный теплообмен в двухфазных средах. Минск: Наука и техника. 1987. 166 с. СЗ. Адрианов В. И. Основы радиационного и сложного теплообмена. — М., Энергия. 1972.
- Сб. Бартман А. Б. Точная интегрируемость в нелинейных задачах диффузионной кинетики. Проблемы тепло- и массопереноса — 91. — Минск: АНК «ИТМО им. A.B. Лыкова АНБ». 1991. С. 6−14.
- С7. Блох А. Г. Основы теплообмена излучением. — Л.: Госэнергоиздат. 1962. 460 с.
- С8. Блох П. Г. Тепловое излучение в котельных установках. — М.: Энергия. 1967.
- С9. Ван де Хюлст Г. Рассеяние света малыми частицами. М.: ИЛ. 1961. 536с.
- С9а. Вафин Д. Б. Дифференциальный метод теплового расчета топок. — Казань. 2008.114 с.
- С12. Герцберг Г. Колебательные и вращательные спектры многоатомных молекул. М.: ИЛ. 1949. 647 с.
- С13. Дурст Ф., Матович М., Ока С., Спотарь С. Ю. Структура поля скоростей и турбулентности в осесимметричном пламени предварительно перемешанного ацетилена с воздухом // Высокотемпературные течения и теплообмен. Новосибирск: ИТ СО АН СССР. 1990. С. 151.
- С14. Зельдович Я. Б., Садовников П. Я., Франк-Каменецеий Д. А. Окисление азота при горении.-Изд. АН СССР. 1947.
- С15. Зуев В. Е. Распространение видимых и инфракрасных волн в атмосфере. — М.: Изд. «Советское радио». 1970. 496 с.
- С16. Н. Иссерлин A.C. (Ред.). Теория и практика сжигания газа. Лен.: Изд. «НЕДРА». 1972.
- С19. Кондратьев В. Н., Никитин Е. Е. Химические процессы в газах М.: Наука. 1981.262 с.
- С20. Кондратьев К. Я. Лучистый теплообмен в атмосфере. М.: Гидрометеоиздат. 1956.
- С21. Кондратьев К. Я., Москаленко, Н.И. и др. Автоматизированная система моделирования оптических характеристик на ЭВМ ЕС // ДАН СССР. 1991. Т.318. № 3. С.569−571.
- С22. Кондратьев К. Я., Москаленко, Н. И. Атмосферный аэрозоль. — Л.: Гидрометеоиздат. 1983. 224 с.
- С23. Кондратьев К. Я., Москаленко, Н.И. и др. Метод полуаналитического моделирования радиационных притоков коротковолновой радиации в вертикально-неоднородной поглощающей среде и рассеивающей атмосфере // ДАН СССР. 1990. Т.315. № 3. С.580−583.
- С24. Кондратьев К. Я, Москаленко Н. И. Парниковый эффект атмосферы и климат. М.: Итоги науки и техники. Метеорология и климат. 1984. Т. 12. С25. Кондратьев К. Я., Москаленко, Н. И. Тепловое излучение планет. — Л.: Гидрометеоиздат. 1977. 264 с.
- С26. Кондратьев К. Я., Москаленко Н. И., Незметдинов Р. И. Роль неравновесных процессов радиационного выхолаживания продуктов сгорания на содержание окислов азота в атмосферных выбросах // ДАН. 2006. Т.14. № 6. С.815−817.
- С27. Кондратьев К. Я., Москаленко, Н.И., Терзи В. Ф. Моделирование оптических характеристик атмосферного аэрозоля в промышленных зонах // ДАН СССР. 1981. Т.260. № 1.
- С28. Лесков Л. В. О методе количественного анализа газа по электронно-колебательным спектрам двухатомных молекул // Опт. и спектроскоп. 1958. Т.4. Вып.2. С. 168−179.
- С29. Липов Ю. М., Самойлов Ю. Ф., Виленский Т. В. Компоновка и тепловой расчёт парового котла. — М.: Энергоатомиздат. 1988. 208 с. С29а. Марчук Г. И., Лебедев В. И. Численные методы в теории переноса нейтронов. М.: Атомиздат. 1981. 496 с.
- СЗО. Москаленко Н. И. и др. Аппаратура для комплексных исследований характеристик молекулярного поглощения радиации атмосферными газами // Журн. прикл. спектр. 1973. Т.19. Вып.4. С.752−756.
- СЗ1. Москаленко Н. И. Измерение интенсивности и полуширины спектральных линий поглощения основной полосы 0−1 СО // «Опт. и спектр.». 1975. Т.38. № 4. С.676−680.
- С32. Москаленко Н. И. Индуцированное давлением поглощение СОг // Изв. вузов. Физика. 1974. № 9. С.146−148.
- СЗЗ. Москаленко Н. И. Моделирование переноса излучения и лучистого теплообмена в атмосферах // Н.-т. сб. Научно-производственного объединения «Государственный институт прикладной оптики» — Казань: Изд. «Дом печати». 1997. Вып.4.2.
- С34. Москаленко Н. И. Моделирование переноса теплового излучения в атмосферах Земли и других планет. Автореферат докторской диссертации, Томск. 1981. 43 с.1*
- С35. Москаленко Н. И. Моделирование полей излучения и радиационных контрастов объектов наблюдения в условиях естественных фонов земли и земной атмосферы // Сб. материалов XVI Всеросс. межвуз. научно-тех. конф., — Казань. 2004. Ч. 2. С. 153.
- С38. Москаленко Н. И., Илемков М. В. Моделирование радиационных характеристик диспресной фазы продуктов сгорания // Проблемытепломассообмена и гидродинамики в энергомашиностроении. — Казань: КазНЦ РАН. 2008. С.273−276.
- С41. Москаленко Н. И., Ильин Ю. А., Паржин С. Н., Радионов Л. В. Индуцированное давлением поглощение ИК-излучения в атмосферах // Изв. АН СССР, ФАО. 1973. Т.13. № 5. С.912−919.
- С42. Москаленко Н. И., Ильин Ю. А., Покатило Н. К., Семенцов С. А., Пушкин В. Т. Влияние температуры на интегральные интенсивности колебательно-вращательных полос поглощения водяного пара и углекислого газа // Журн. прикл. спектр. 1981. Т.34. № 3. С. 475−480.
- С45. Москаленко H. И., Мирумянц С. О. Методы расчета спектрального поглощения инфракрасной радиации атмосферными газами // Изв. АН СССР, ФАО. 1970. Т.6. № 11. С.1110−1126.
- С46. Москаленко Н. И., Паржин С. Н. Определение ингредиентного состава продуктов сгорания и технологических сред методом тонкоструктурной УФ и ИК абсорбционной спектрометрии // Сб. материалов XVI Всеросс. межвуз. научно-тех. конф. Казань. 2004. 4.2.
- С47. Москаленко Н. И., Родионов JI.B., Якупова Ф. С. Моделирование переноса излучения факелов различного типа носителей // Вопросы специального машиностроения. 1984. Вып.2. Серия I. С.54−58.
- С48. Москаленко Н. И., Семенцов С. А., Садыков P.C., Мирумянц С. О., Семенов JI.C. Спектральная установка для исследований характеристик молекулярного поглощения и излучения газов в высокотемпературных пламенах // ЖПС. 1980. Т.32. С.377 382.
- С49. Москаленко Н. И., Терзи В. Ф. Коэффициенты рассеяния, поглощения и индикатрисы рассеяния пылевого аэрозоля // Тезисы докладов V-ro Всесоюзного симпозиума по распространению лазерного излучения в атмосфере. Томск. 1979. 4.1. С.113−117.
- С50. Москаленко Н. И., Терзи В. Ф. Перенос радиации в поглощающей и рассеивающей атмосфере // Тезисы докладов XI Всесоюзного совещания по актинометрии. Таллин. 1980. 4.4. С.43−46.
- С51. Москаленко Н. И., Филимонов А. Г. Моделирование переноса теплового излучения в высокотемпературных средах // Проблемы энергетики. 2001. № 11 — 12. С. 27−41.
- С52. Москаленко Н. И., 4есноков C.B. Тонкая параметризация радиационных характеристик газовых компонентов продуктов сгорания углеводородных топлив // Проблемы энергетики. 2002. № 1−2. С.10−12. С53. Оциск М. Н. Сложный теплообмен. М.: Мир. 1976. 616 с.
- С54. Пеннер С. С. Количественная молекулярная спектроскопия и излучательная способность газов. — М.: ИЛ. 1963. 493 с.
- С55. Подкладенко М. В. Излучательная способность молекул СО2 при температурах до 1200К в области спектра 4,1-^4,6 мкм // ЖПС. 1965. Т.З. № 1. С.76−80.
- С58. Суржиков С. Т. Тепловое излучение газов и плазмы. М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана. 2004. 544 с.
- С58а. Сушкевич Т. А. Математические модели переноса излучении. М.: БИНОМ. Лаборатория знания. 2006. 664 с.
- С59. Таунс Ч., Шавлов А. Радиоспектроскопия —М.: Наука. 1969. 182 с., С59а. Тепловой расчет котлов (Нормативный метод). — С-Петербург. 1998. 258с.
- С60. Теплообмен излучением. Radiation heat transfer.: Сб. науч. тр. // АН СССР, Сиб. отд-ние, Ин-т теплофизики: Под ред. Кутателадзе. — Новосибирск: Ин-т теплофизики. 1977. 137 с.
- С61. Тийт В. М., Шацкина Р. Р. Атлас многолинейчатого спектра молекулярного водорода. Таллин: Изд. АН ЭССР. 1981. 79 с. С62. Чандрасекар С. Перенос лучистой энергии. — М.: Изд-во иностр. лит. 1952. 396 с.
- С63. Шигапов А. Б. Перенос энергии излучения в энергетических установках. -Казань: Казан, гос. энергет. ун-т. 2003. 150 с.
- С64. Шигапов А. Б., Вафин Д. Б. Расчет процессов горения топливовоздушной смеси в камерах сгорания ГТУ. Лабор.практикум. Казань. 2009. 28 с.
- С65. Шигапов А. Б., Усков Д. А. Роль радиационного переноса в формировании температурного поля газов в топках котлов // Энергетика Татарстана. 2008. № 3. С.39−47.
- С66. Юхневич Г. В. Инфракрасная спектоскопия воды. — М.: Наука. 1973. 208 с. С67. Bass A.M., Broida Н.Р. Spectrophotometric atlas of 2Е±2П transition of OH. -Washington: Nat. Bur. Stand. 1953. V.541. P.22.
- C73. Broida H.P., Shuler K.E. Kinetics of OH radical from flame emission spectra. IV. A study of the hydrogen oxygen flame // J.Chem. Phys. 1952. V.20. № 1. C.168−174.
- C74. Burch D.E., Williams D. Total absorptance by nitrous oxide bands in the infrared // Appl. Opt. 1962. V.l. № 4. P.473−478.
- C75. Burch D.E., France W.L., Williams D. Total absorption of water vapor in the near infrared // Appl. Opt. 1962. V.l. N4. P.585−594.
- C76. Burch D.E., Williams D. Total absorptance of carbon monoxide and methan in the infrared // Appl. Opt. 1962. V.l. № 5. P.587−592.
- C77. Burch D.E., Grivnak D.A., Williams D. Total absorbance of carbon dioxide in infrared//Appl. Opt. 1963. V.2. № 6. P.759−763.
- C78. Burch D.E., Grivnak D.A., Patty R.R., Bartky C.E. Absorption of infrared radiant energy by C02 and H20. IV. Shapes of collision-broadened C02 lines //J. Opt. Soc. Amer. 1969. V.59. № 3. P.267−280.
- C81. Camy-Peyret C., Fland J.M., Guelachvili G., Amiot C. High resolution Fourier transform spectrum of water between 2930 and 4255 cm'1 // Mol. Phys. 1973. V.26. № 4. P.825−855.
- C82. Chylek P., Grams C., Pinnick R. Light scattering by irregular randomly oriented particles. «Science». 1976. V.193.
- C83. Davis P.A. Viezee V. Model for computing infrared transmission through atmosphere water vapor and carbon dioxide // J. Geophys. Res. 1964. V.69. № 18. P.3785−3794.
- C84. Ferriso C.C., Ludwig C.B., Thomson A.L. Empirically determined infrared absorption coefficients of H20 from 300 to 3000°K // J. Quant. Spectr. Radiat. Transfer. 1966. V.6. № 3. p.241−254.
- C87. Gates D.M., Calfee R.F., Hansen D.W., Benedict W.S. Line parameters and computed spectra for water vapor bands at 2,7ji. «NBS, Monograph 71», p.126.
- C88. Goldman A., Gillis J.R. Spectral line parameters for A2?-X2II (0−0) band of OH for atmospheric and high temperatures // J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer. 1981. V.25.P.111−135.
- C89. Gordon N.R., McCubbin T.K. The 15-micron bands of C, 20 216 // J. Mol. Spectr. 1965. V.18. № 1. P.73−82.
- C90. Gray L.D. Spectral absorption of the 4,6p, bands of N20 // Appl. Opt. 1965. V.4. № 11. P. 1494−1499.
- C91. Howard J.H., et al. Infrared transmission of synthetic atmospheres // J. Opt. Soc. Am. 1956. V.46. № 4−5. P.237−245.
- C94. Ludwig C.B., Ferriso C.C., Malkums W., Boynton F.P. High temperature spectra of pure rotational band of H20 // J. Quant. Spectr. Radiat. Transfer. 1965. V.5. № 4. p. 697.
- C95. Ludwig C.B., Malkmus W., Reardon R.E., Johnson J.A.L. Handbook of infrared radiation from combustion gases. — Washington. 1973. C96. Ludwig C.B. Mesurements of the curves of growth of hot water vapor // Appl. Opt. 1971. V.10. № 5. P.1057−1072.
- C97. McClatchey R.R. (Ed.). AFCRL atmospheric absorption line parameters compilation //Anviron. Res. Paper. 1973. № 434. p. 78.
- С101. Plass G.N. Model for spectral band absorption // J. Opt. Soc. Amer. 1958. V.48. № 10. P.690−703.
- С102. Pliva J. Infrared spectra of isotopic nitrous oxides // J. Mol. Spectr. 1964. V.12. № 4. P.360−386.
- C105. Saiedy F. Atmospheric observations of line intensity and half-width in the rotation and v2 vibration-rotation bands of water vapor // Quart. J. Roy. Met. Soc, 1961. V.87. № 374. P.578−587.
- С106. Stauffer F.R., Walsh Т.Е. Transmittance of water vapor 14 to 20 microns // J. Opt. Soc. Am. 1966. V.56. № 12. P.401−408.
- С109. Toon O.B., Khare B.N., Bollack J.B. Properties of some terrestrial rocks and glass // Icarus. 1973. V.19. № 3. P.372−389.
- C110. Toth R.A. Lines intensities of the C02 Z-E bands in the 1,43−1,65 i region // J. Mol. Spectr. 1971. V.38. № 1. P.107−117.
- CI 13. Voltz F. Infrared refractive index of atmospheric aerosol substances // Appl. Opt. 1972. V.ll. № 4. P.755−761.
- CI 14. Winters B.H., Silwerman S., Benedict W.S. Line shape in the wing beyond the band of the 4,3 band of C02 // J. Quant. Spectr. Radiat. Transfer. 1964. V.4. № 4. P.527−557.
- CI 15. Wyat P.J., Stull V.R., Plass G.N. The infrared transmittance of water vapor // Appl. Opt. 1964. V.3. № 2.
- CI 16. Zachor A.S. General approximation for gasous absorption // J. Quant. Spectr. Radiat. Transfer. 1968. V.8. № 2. P.771−784.