Курсовая работа: Методики диагностики пламен углеводородных топлив
Резонатор образован зеркалами С и Д. Полиэтиленовый вращающийся лучерасщепитель 4 (толщина 0.5 мм) делает излучение лазера линейно поляризованным. Вращение лучеращепителя позволяет создать распределение поляризации по отношению к внешнему магнитному полю. Отраженная мощность от лучеращепителя попадает на детекторы А и В. Детектор А служит для удержания частоты лазера на вершине контура. Детектор В регистрирует сигнал поглощения. Модуляционная катушка 2, надетая на полюсы магнита 1 создает магнитную модуляцию частотой 83 Гц. В качестве детектора использована ячейка Голея. Сигнал с этой ячейки подавался на фазовый детектор.
ЛМР подобен двум другим методам магнитной спектроскопии: ЭПР и ЯМР. Метод ЯМР основан на резонансном поглощении веществом радиочастотного излучения, которое обусловлено энергетическими переходами между уровнями ядерного спина. По методу ЭПР наблюдают резонансное поглощение в области более коротких длин волн (0.1 – 10 см), которые обусловлены переходами между уровнями электронных спинов. В лазерном магнитном резонаторе используется излучение лазеров в субмиллиметровом и инфракрасном диапазонах, чтобы вызвать резонансные переходы между вращательными или колебательно-вращательными уровнями в парамагнитных молекулах.
Разнообразие лазеров позволило создать лазерные спектрометры магнитного резонанса (ЛСМР) с различным диапазоном, такие спектрометры отличаются по некоторым техническим особенностям, но общая их структура одинакова.
Масс-спектрометрия молекулярного пучка.
Использование молекулярного пучка для исследования пламен устраняет некоторые недостатки микрозондовой техники. Например, процессы протекающие на стенке пробоотборника исключаются полностью, поскольку частицы в молекулярном пучке не соударяются. Это преимущество позволяет определять в пламенах концентрации атомов, радикалов и пероксидов, что невозможно при использовании микрозонда.
Бревер применил метод масс-спектрометрии молекулярного пучка для исследования структуры пламен, горящих при атмосферном давлении и больших давлениях.
Установка состоит из двух последовательно расположенных осесимметричных конусов и связанных с ними соосно двух коллимационных щелей, за которыми следует ионизационная коробка масс-спектрометрического анализатора. Несмотря на значительные успехи теоретических работ, посвященных вопросу формирования молекулярного пучка, все же оптимальное расстояние между вершинами конусов, как и оптимальный угол раствора конусов продолжают оставаться эмпирически подбираемыми величинами. Вся система помещается в секционированную трубу, из которой ведется непрерывная секционная откачка с нарастанием глубины вакуума от секции к секции. Например, в пространстве между входным конусом и скиммером давление не должно быть меньше (4-2,7)* 10-1 Па. Молекулярный пучок формируется скиммером и после первой диафрагмы модулируется, что обеспечивает значительное улучшение отношения полезного сигнала анализатора к сумме разнообразных шумов.
Схема формирования молекулярного пучка:
1- входной конус;
2- скиммер;
3- щели коллиматоров;
4- заслонка;
5- щели масс- спектрометра;
6 электронный пучок.
Чувствительность установки зависит от интенсивности молекулярного пучка и чувствительности масс-спектрального анализатора. Этим методом удается обнаружить в пламенах частицы с концентрацией 1013 см-3 .
Применение этого метода для исследования пламен, однако, создает некоторые неудобства и имеет недостатки.
Частью они обусловлены формой напускного конуса, геометрические параметры которого определяются оптимальными условиями формирования молекулярного пучка, но эти условия являются неблагоприятными для зондирования пламен.
Так при введении в пламя входного конуса с оптимальным углом раствора возникают аэродинамические и тепловые помехи. Однако Биорди с сотрудниками установили, что входной конус с углом раствора 60 градусов позволяет производить отбор проб с точностью, не уступающей микропробоотборнику. Благодаря быстродействию (время формирования пучка составляет 
с, что меньше времени релаксации и гибели подавляющего числа известных радикалов) этот метод в ряде случаев остается единственным для исследования быстропротекающих процессов.
ВЫВОД.
Применение различных методов диагностики пламен позволяет получать исследователям разнообразные данные, несущие информацию о таких характеристиках пламени, как: температура, концентрация различных веществ, соединений и заряженных частиц; получать сведения о температурных, концентрационных полях, структуре пламени, полях скоростей. Каждая методика исследования имеет свои рамки применения, свои достоинства и недостатки. Полученная в результате применения этих методик информация используется учеными в дальнейшем развитии науки о горении – ложится в основу новых теорий, а также является критерием проверки существующих. Также, некоторые методы диагностики пламени играют важную роль в сфере промышленного использования процессов горения как базовый инструмент средств контроля определенных параметров технологического процесса.
Развитие методов диагностики пламен обуславливалось как развитием представлений о физике протекающих процессов, совершенствованием существующих методик, так и появлением принципиально новых приборов, становившихся базой для передовых методик диагностики.
В настоящее время развитие электроники и компьютерной техники позволяет, как улучшать техническую базу существующих устройств диагностики, так и конструировать новые автоматические комплексы для регистрации и обработки экспериментальных данных, оказывающих значительную помощь в научно-исследовательской работе.
ЛИТЕРАТУРА.
1. Ксандопуло Г.И., “Фронт пламени и ингибирование процессов горения”— Автореферат, Алма-Ата, 1974.
2. Ксандопуло Г.И.,“Химия горения”¾ М.: Химия, 1980г.
3. Ксандопуло Г.И., Дубинин В.В. Химия газофазного горения;
М: Химия, 1987г.
4. ГарднерУ.мл, Химия горения¾ М: Мир,1988г.