Моделирование оптических свойств и радиационных характеристик дисперсных систем энергетических установок тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.14, кандидат технических наук Заграй, Ираида Александровна

• Заграй, Ираида Александровна
• кандидат технических наук
• 2012

Оглавление диссертации кандидат технических наук Заграй, Ираида Александровна

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Теоретические и экспериментальные исследования теплового излучения в энергетических установках

1.2. Перенос излучения в рассеивающей и поглощающей среде, содержащей частицы

1.3. Радиационные свойства отдельных частиц

1.4. Радиационные характеристики моно- и полидисперсных систем частиц энергетических установок

1.5. Постановка задач исследования

Выводы по первой главе

2. АНАЛИЗ И ИССЛЕДОВАНИЕ ОСНОВНЫХ ФАКТОРОВ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИХ РАДИАЦИОННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ И ТЕПЛОВОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ ДИСПЕРСНЫХ СИСТЕМ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК

2.1. Исследование температурного интервала и спектрального диапазона для расчета теплового излучения

2.2. Оптические свойства частиц конденсата

2.2.1. Оптические константы зольных и пылевых частиц

2.2.2. Оптические константы частиц оксида алюминия

2.2.3. Оптические константы частиц сажи

2.3. Дисперсность конденсата

2.3.1. Дисперсность зольных и пылевых частиц

2.3.2. Дисперсность частиц оксида алюминия

2.3.3. Дисперсность частиц сажи

Выводы по второй главе

3. МОДЕЛИРОВАНИЕ ОПТИЧЕСКИХ СВОЙСТВ И РАДИАЦИОННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ДИСПЕРСНЫХ СИСТЕМ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК

3.1. Методика численного моделирования оптических свойств и радиационных характеристик дисперсных систем энергетических установок

3.2. Создание алгоритма расчета радиационных характеристик дисперсных систем

3.3. Оценочная экспресс-методика комплексного численного моделирования радиационных характеристик и характеристик излучения продуктов сгорания энергетических установок

3.4. Программная реализация методики расчета радиационных характеристик и характеристик излучения

3.5. Проверка надежности разработанной методики

Выводы по третьей главе

4. РЕЗУЛЬТАТЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ РАДИАЦИОННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ДИСПЕРСНЫХ СИСТЕМ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК

4.1. Радиационные характеристики твердых дисперсных фаз в пылегазовых потоках энерготехнологических агрегатов

4.2.Радиационные характеристики частиц оксида алюминия в продуктах сгорания высокоэнергетических установок

4.3. Аппроксимационные зависимости для коэффициентов разложения индикатрисы рассеяния в ряд по полиномам Лежандра частиц оксида алюминия в продуктах сгорания высокоэнергетических установок

4.4. Радиационные характеристики частиц сажи в продуктах сгорания

дизелей

Выводы по четвертой главе

5. АНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ РАЗЛИЧНЫХ ФАКТОРОВ НА РАДИАЦИОННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ И ХАРАКТЕРИСТИКИ ИЗЛУЧЕНИЯ ПРОДУКТОВ

СГОРАНИЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК

5.1. Сравнение радиационных характеристик для моно- и полидисперсных систем частиц энерготехнологических агрегатов

5.2. Исследование полифазности и полидисперсности частиц для расчета радиационных характеристик продуктов сгорания энергетических установок

5.3. Влияние присутствия газовой фазы на радиационные характеристики и характеристики излучения продуктов сгорания высокоэнергетических установок

5.4. Влияние скоростной и температурной неравновесностей на радиационные характеристики и характеристики излучения

гетерогенных продуктов сгорания высокоэнергетических установок ..108 5.5. Зависимость радиационных характеристик частиц сажи от

оптических свойств и дисперсности

Выводы по пятой главе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ЛИТЕРАТУРА

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Моделирование оптических свойств и радиационных характеристик дисперсных систем энергетических установок»

ВВЕДЕНИЕ

Теплообмен излучением играет важную роль в природе и технике. В отличие от теплопроводности и конвекции, лучистый теплообмен всегда сопровождается переходом энергии из одной формы в другую. При излучении теплота тела превращается в энергию электромагнитных колебаний, которая распространяется в окружающем пространстве со скоростью света. При поглощении энергия вновь переходит в теплоту. С повышением температуры возрастает роль теплообмена излучением, а при отсутствии непосредственного контакта между телами перенос тепла излучением становится единственным способом передачи энергии.

Теоретические и экспериментальные исследования процессов лучистого теплообмена включают в себя создание методов интенсификации процессов передачи тепла, а также обеспечение надежной тепловой защиты. Особое место занимают исследования в области решения задач переноса излучения в непрозрачных средах, которые не только сами испускают излучение, но также поглощают и рассеивают проходящее излучение. Процессы переноса излучения в дисперсных системах определяются термо- и газодинамическими параметрами, радиационными характеристиками конденсата, газовой фазы и ограничивающих поверхностей.

Актуальность проблемы. Теоретическое исследование теплового излучения позволяет получить информацию о параметрах протекающего в реальности процесса, когда регистрирующая экспериментальная аппаратура не обладает достаточной точностью или разрешающей способностью. В некоторых случаях эксперимент является финансово- и энергозатратным или не может быть практически реализован (при исследованиях теплового излучения движущихся продуктов сгорания).

При изменении параметров и условий функционирования действующих энергетических установок возникает необходимость проведения всего комплекса тепловых и энергетических исследований, направленных на

повышение производительности установок, а также защиту элементов конструкций. С появлением новых производств главными задачами становятся экономическая эффективность энергетических установок и снижение неблагоприятного воздействия выбросов на окружающую среду.

Разработка методик численного моделирования оптических свойств, радиационных характеристик и лучистого теплообмена имеет большое практическое значение и области применения:

1. Тепловые и энергетические исследования действующих и новых энергетических установок (оценка рабочей эффективности, создание теплозащиты стенок камер сгорания, диагностика и регулирование режимов работы с целью повышения производительности установок и износоустойчивости элементов конструкций).

2. Исследование спектрального состава теплового излучения факела ракетных и авиационных двигателей (селекция и идентификация летательных аппаратов по характеристикам излучения и наведение на них зенитных управляемых ракет по тепловому излучению факела).

3. Метрологические исследования (корректная интерпретация экспериментальных результатов, полученных спектро- и радиометрическими приборами, планирование и прогнозирование результатов физического эксперимента, установление наиболее значимых параметров, влияющих на результаты эксперимента).

4. Решение обратных задач (прогнозирование исходных параметров, начальных и граничных условий для достижения желаемых конечных результатов).

Следует выделить существующие недостатки в расчетных и экспериментальных исследованиях радиационных характеристик и теплового излучения гетерогенных продуктов сгорания.

В некоторых случаях указывается неполный перечень входных параметров. Поэтому, отсутствует возможность корректной интерпретации полученных результатов, а эксперимент не может быть воспроизведен.

Методы вычислительного эксперимента позволяют восстанавливать интересующий параметр с учетом нацеленности на конечный результат. Однако при отсутствии двух и более параметров возникает полная неопределенность в расчетах радиационных характеристик и теплового излучения продуктов сгорания.

Недостаточное исследование спектральных особенностей излучения и применение серого приближения не позволяет проанализировать совместное и отдельное влияние газовой и конденсированной фаз продуктов сгорания на процессы передачи тепла. Учет спектральных диапазонов важнейших излучателей основных компонентов газовой и конденсированной фаз позволяет настроить измерительную аппаратуру с учетом особенностей излучения.

Недостаток исходных данных по оптическим свойствам, дисперсности, радиационным характеристикам создает проблему при компьютерной реализации процессов лучистого теплообмена в энергетических установках. При отработке методик численного моделирования радиационных характеристик и теплового излучения возникает проблема интерпретации результатов с установлением адекватности исследуемым условиям. Для спектро- и радиометрической аппаратуры, работающей с потоками излучающих и рассеивающих гетерогенных продуктов сгорания, необходимо знать области, характер и величину влияния определяющих параметров на измеряемые характеристики.

В связи с этим, проблема численного моделирования оптических свойств и радиационных характеристик является актуальной, а ее решение позволяет изучать процессы теплового излучения в различных энергетических установках.

Целью работы является разработка методики численного моделирования оптических свойств и радиационных характеристик дисперсных систем энергетических установок.

Объекты исследования: moho- и полидисперсные системы, продукты сгорания энерготехнологических агрегатов, высокоэнергетических установок, дизелей и газодизелей.

Научная новизна работы заключается в следующем:

1. Разработана и реализована методика численного моделирования оптических свойств и радиационных характеристик дисперсных систем энерготехнологических агрегатов, модельных ракетных двигателей, дизелей и газодизелей.

2. Представлен метод замены полидисперсной системы полифазных частиц совокупностью монодисперсных систем, состоящих из однофазных частиц, для определения радиационных характеристик.

3. Установлены области влияния различных факторов (оптических свойств, дисперсности, присутствия газовой фазы, скоростной и температурной неравновесностей частиц и газа) на радиационные характеристики и характеристики излучения продуктов сгорания энергетических установок.

Практическая ценность работы. Определение оптических свойств и радиационных характеристик с учетом особенностей излучающих продуктов сгорания позволяет повысить надежность и точность расчетных методик в области лучистого теплообмена. Установленные области наибольшего и наименьшего влияния различных факторов на радиационные характеристики и характеристики излучения могут использоваться при планировании, прогнозировании и интерпретации результатов физических и математических экспериментов.

Реализация результатов работы. Результаты диссертационной работы используются в тепловых расчетах энергетических котельных агрегатов Кировского филиала ТГК-5. Материалы диссертации применяются в учебном процессе Вятской ГСХА: при чтении лекций, выполнении курсовых работ и дипломном проектировании студентами, обучающимися по специальностям 190601 и 190603. Межрегиональным советом по науке и технологиям

(г. Миасс) рекомендовано опубликовать научный обзор по профилю диссертации в серии «Материалы Всероссийской конференции по проблемам науки и технологий» для передачи в заинтересованные НИИ, КБ и предприятия для практического использования.

Личный вклад автора. Все результаты получены лично автором под научным руководством доктора технических наук, профессора Кузьмина В.А.

Достоверность результатов работы обусловлена применением методов вычислительной математики, теории рассеяния, сопоставимостью полученных результатов с литературными источниками, использованием баз данных по коэффициентам поглощения газовой фазы, разработанных в ЦНИИмаш и институте оптики атмосферы СО РАН (на основе банков данных ШТЯАМ и ШТЕМР).

На защиту выносятся:

1. Методика и результаты численного моделирования оптических свойств и радиационных характеристик дисперсных систем энерготехнологических агрегатов, модельных ракетных двигателей, дизелей и газодизелей.

2. Метод определения радиационных характеристик, позволяющий рассматривать полидисперсную систему полифазных частиц путем ее замены совокупностью монодисперсных систем, состоящих из однофазных частиц.

3. Обнаруженные области влияния различных факторов на радиационные характеристики и характеристики излучения продуктов сгорания энергетических установок, позволяющие оценить роль погрешностей при реализации расчетных методик.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на конференциях: Всероссийская научно-техническая конференция «Наука - производство - технологии - экология», 2008, 2009 гг. (ВятГУ, г.Киров); Пятнадцатая Всероссийская научная конференция студентов-физиков и молодых ученых (ВНКСФ-15), 2009 г. (КемГУ,

г.Кемерово); Всероссийская научно-техническая конференция «Общество -наука - инновации», 2010, 2011 гг. (ВятГУ, г.Киров); III и IV Международная научно-практическая конференция «Наука - Технология -Ресурсосбережение», 2010, 2011 гг. (Вятская ГСХА, г.Киров); Пятая российская национальная конференция по теплообмену, 2010 г. (МЭИ, г.Москва); XVIII и XIX Международная молодежная научная конференция «Туполевские чтения», 2010, 2011 гг. (КГТУ им. А.Н.Туполева, г.Казань); XXXI Всероссийская конференция «Наука и технологии», 2011 г. (МСНТ, г.Миасс Челябинской обл.).

По результатам Международной молодежной научной конференции «XVIII Туполевские чтения» получен диплом II степени за высокий научный уровень представленного доклада. По итогам XXXI Всероссийской конференции «Наука и технологии» выдано заключение Межрегионального совета по науке и технологиям о признании полученных научных результатов в качестве основы для подготовки и последующей защиты диссертации.

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 15 работ. Из них 2 статьи в журнале, входящем в перечень ВАК и 13 статей в сборниках трудов Международных и Всероссийских конференций.

Диссертация имеет следующую структуру.

В первой главе выполнен обзор литературы в области исследований теплового излучения в энергетических установках. Рассмотрены теоретические аспекты процесса переноса излучения в рассеивающей и поглощающей дисперсной системе частиц. На основании поставленной цели сформулированы задачи исследования.

Во второй главе проведен анализ основных факторов, определяющих радиационные характеристики продуктов сгорания энергетических установок. Выполнено методическое исследование температурного интервала и спектрального диапазона для нахождения доли учитываемого излучения в заданном интервале длин волн при известной температуре.

Проведено создание банка данных по оптическим свойствам, дисперсности частиц конденсата продуктов сгорания различных энергетических установок, включающих промышленные энерготехнологические агрегаты, модельные ракетные двигатели, дизели и газодизели. Собраны, систематизированы и представлены в аналитическом виде литературные данные по оптическим свойствам, дисперсности зольных и пылевых частиц, частиц оксида алюминия и частиц сажи.

В третьей главе разработана методика численного моделирования оптических свойств, радиационных характеристик дисперсных систем различных энергетических установок. Рассмотрены основные этапы проведения расчетных исследований и обозначены проблемы, возникающие при их реализации. Для разработки алгоритма и программ расчета радиационных характеристик проведено преобразование формул для основных коэффициентов теории Г. Ми. Дополнительно создана оценочная экспресс-методика комплексного численного моделирования радиационных характеристик и характеристик излучения дисперсных систем и гетерогенных продуктов сгорания. В основу методики положен приближенный метод решения уравнения переноса излучения - метод двухпотокового приближения (метод Шварцшильда-Шустера). Проведено сравнение радиационных характеристик и степеней черноты с литературными расчетными и экспериментальными результатами других авторов. Сравнение подтверждает работоспособность компьютерной модели и позволяет применять ее к конкретным энергетическим установкам с известными входными параметрами.

В четвертой главе реализована методика численного моделирования по исследованию радиационных характеристик индивидуальных частиц и единичного объема для восьми энерготехнологических агрегатов, модельных ракетных двигателей, дизелей и газодизелей.

В пятой главе предложен новый метод определения радиационных характеристик, позволяющий заменять исходную полидисперсную систему

полифазных частиц совокупностью монодисперсных систем, состоящих из однофазных частиц. Установлены области влияния различных факторов (оптических свойств, дисперсности, присутствия газовой фазы, скоростной и температурной неравновесностей) на радиационные характеристики и характеристики излучения продуктов сгорания энергетических установок.

В заключении перечислены основные достигнутые в диссертационной работе научные результаты по исследованию радиационных характеристик и влиянию различных факторов на процессы теплового излучения.

Автор выражает глубокую благодарность и огромную признательность научному руководителю, доктору технических наук, профессору Кузьмину Владимиру Алексеевичу за полезные консультации, моральную поддержку и помощь, оказанную при подготовке диссертации. Также выражается благодарность кандидату технических наук, доценту Мараткановой Елене Ивановне, которая, совместно с Кузьминым В.А., разработала исходные алгоритмы компьютерных программ, используемые в данной работе.

1. СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ

ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Теоретические и экспериментальные исследования теплового излучения в энергетических установках

Теплообмен излучением имеет место в различных областях современной техники, технологии и энергетики. Лучистый теплообмен играет исключительно важную роль в процессах теплообмена в печах и топках, теплообменных и химических аппаратах, двигателях ракетной и авиационной техники, двигателях внутреннего сгорания и т.д. Современные теплообменные системы характеризуются повышенными температурными режимами, а это в свою очередь увеличивает долю лучистого теплообмена до 30-40%, а в некоторых случаях до 80% и более [48].

Большое влияние на развитие исследований в области теплообмена излучением оказала работа К.С. Шифрина по рассеянию света в мутных средах [98], которая послужила теоретической основой для разработки вопросов об излучении запыленных газов в топках и газоходах паровых котлов. Вопросами рассеяния света разного рода частиц также занимались Г. ван де Хюлст [26], Р.Кинг и У. Тай-Цзунь [46], К. Борен и Д. Хафмен [23], Д. Дейрменджан [33], А.П. Пришивалко, Е.К. Науменко, Л.Г. Астафьева, А.Н. Иванов [39, 63, 71] и ряд других авторов.

Теория лучистого и сложного теплообмена [1, 15, 25, 37, 69] включает в себя проблему компьютерного моделирования процессов теплового излучения гетерогенных продуктов сгорания с переменными оптическими свойства, радиационными характеристиками, термо- и газодинамическими параметрами для реальных геометрий. Для различных энергетических установок дифференциальные методы решения уравнения переноса энергии излучения применяются в работах В.Н. Адрианова [2], A.C. Невского [65], К.С. Адзерихо, Е.Ф. Ноготова, В.П. Трофимова [1], Д.А. Андриенко,

С.Т.Суржикова, [6,79-81], В. А. Кузьмина [48], А.Б. Шигапова [91, 92], М.В. Ширманова [97], Д.Б. Вафина [27] и др.

Анализ и систематизация расчетных методов теории радиационного теплообмена и их практического использования приводятся в работах М.Н. Оцисика [69], Р. Зигеля и Дж. Хауэлла [37], А.Г. Блоха, Ю.А. Журавлева, JI.H. Рыжкова [17]. Радиационные свойства материалов, характеристики источников излучения, а также особенности взаимодействие излучения с различными средами представлены в работах [17, 24, 40, 47, 70]. Оптические и радиационные свойства газов и плазмы рассматривают С.Т.Суржиков [79-81], Б.А. Хмелинин, Ю.А. Пластинин, В. А. Каменщиков, В.М. Николаев, JI.A. Новицкий [43, 89] и др.

Результаты расчетов и анализа радиационных характеристик частиц конденсата двухфазных продуктов сгорания приведены в работах Т.Н. Пласса [122], Е.Байера и Д.Дж. Карлсона [102], А.П. Пришивалко, Е.К.Науменко, А.Н. Иванова [39, 63], А.Г. Блоха, В .Я. Клабукова, В.А.Кузьмина [20]. Излучательные и поглощательные свойства частиц сажи, кокса, золы, угольной пыли, пылевых частиц, а также радиационный теплообмен в печах и топках исследовали А.Г. Блох, M.JI. Модзалевская, Н.Г. Быстров [16, 18, 19, 59], М.А. Таймаров, Р.Г. Гильфанов, Д.С.Ж. Камба, Д.Г. Хусаинов [29, 42, 82, 84, 85], А.Б. Шигапов, М.В. Ширманов, A.A. Якупов, A.A. Гирфанов, Р.Н. Шайдуллин, P.P. Танеев, A.A. Гирфанов, A.B. Калимуллин, Д.А. Усков [30, 93-96] и др.

Исследование процессов сажесодержания и лучистого теплообмена в поршневых двигателях внутреннего сгорания [7-10, 38, 41, 55-57] позволяют решать проблемы дефицита топлива нефтяного происхождения и улучшать экологические показатели при работе данных энергоустановок. Р.З. Кавтарадзе [41], а позднее A.A. Зуев [38] приводят эмпирическую формулу для определения степени черноты е рабочего тела в зависимости от угла поворота коленчатого вала (р и среднего эффективного давления рс. Но не указывается, для какого вида топлива и условий его сжигания справедлива

данная формула. Введение в состав топлива различных добавок, присадок-катализаторов [54,56,57] приводит к изменению содержания сажи и компонентов газовой фазы в продуктах сгорания, что ведет к изменению излучательной способности пламени.

Структура, концентрация и динамика образования сажевых частиц в пламени, возникающая при сжигании жидких углеводородных топлив, изучались в работах М.В. Страдомского, Е.А. Максимова, В.И. Козленко, Е.А. Ефремовой, А.Г. Плиты, А.К. Дудченко [75-78], Г.И. Левашенко, C.B. Симонькова, В.И. Анцулевича [52].

А.Г. Блох, М.Л. Модзалевская, Н.Г. Быстров [14,18,60,61] рассматривали особенности излучения светящегося сажистого пламени в зависимости от спектра размеров частиц сажи и длины волны падающего излучения. Домбровский Л.А. [35] с помощью модели спектральных полос предложил алгоритм расчета теплообмена излучением для камеры сгорания дизельного двигателя.

Результаты моделирования теплового излучения продуктов сгорания ракетных двигателей [28, 48, 66-68] позволяют решать проблемы селекции летательных аппаратов по характеристикам излучения. Х.Ф. Нельсон [68] предлагает метод для оценки неопределенности в расчете инфракрасного излучения факелов твердотопливных ракет и ракет с металлизированным топливом. Проводить сопоставление результатов экспериментальных и расчетных исследований характеристик излучения продуктов сгорания ракетных двигателей необходимо при учете в алгоритме температурной и скоростной неравновесностей частиц и газовой фазы [3-5, 27, 28, 31, 44, 45, 48, 49, 74]. В монографии В.А. Кузьмина [48] приводятся результаты исследований по влиянию на радиационные характеристики и тепловое излучение гетерогенных продуктов сгорания различных определяющих факторов: граничных условий, рассеяния на частицах, тепловой и динамической неравновесностей.

1.2.

Перенос излучения в рассеивающей и поглощающей среде, содержащей частицы

Если излучение проходит через среду, содержащую неоднородности в виде облака распределенных в пространстве частиц, то часть излучения будет поглощаться, а другая часть рассеиваться в различных направлениях. При взаимодействии падающего излучения с частицей возможны явления отражения, рефракции и дифракции. Усложняющим фактором здесь является конфигурация частицы [37].

Поле излучения системы среда-частица описывается системой уравнений Д. Максвелла, решение которых приводит к сложным соотношениям даже для частиц простой формы. Стремление учесть реальную форму частиц с одной стороны достоверней отражает постановку задачи взаимодействия излучения с частицей, но с другой стороны, приводит к усложнению процесса решения дифракционной задачи [48].

Рассмотрим множество частиц неправильной формы, поверхности которых состоят из выпуклых площадок (без вогнутых участков). Так как частицы ориентированы случайным образом, то в каждом угловом направлении будет повернуто одинаковое число элементов поверхности. Их число будет совпадать с угловым распределением элементов поверхности сферической частицы. Следовательно, угловое распределение рассеянного излучения на некотором расстоянии от реальных частиц будет таким же, как и в случае частиц сферической формы [37]. Таким образом, предположение о сферической форме частиц во многих случаях является оправданным.

Решение задач о дифракции электромагнитных волн на сфере рассмотрено в работах [26, 98]. Г. Ми в результате применения теории электромагнитного поля Д. Максвелла решил задачу рассеяния света однородной сферической частицей радиуса г, на которую в определенном направлении падает плоская волна (рис. 1.1). Частица рассматривается в сферической системе координат.

Направление

распространения

волны

\ ф

1 ) \ \ \ ч \ \ \

-- ----- у У У У У У ъ

Рис. 1.1. Плоская линейно-поляризованная волна падает на сферическую

частицу

Величина электрического вектора может быть выражена через сумму двух взаимно перпендикулярных и независимых синусоидальных колебаний, имеющих единичную амплитуду в плоскости ху и распространяющихся в направлении х. Каждое из этих колебаний обычно изображается в виде:

е

пад

-¡(кг-Ш )

(1.1)

где (£> = ск = с2% / X - круговая частота. Взаимодействие этого поля с однородной изолированной сферической частицей приводит к появлению поля излучения, рассеянного в иных направлениях, чем поле падающего излучения. При этом к полю рассеянного излучения добавляется поле падающего излучения, поток которого ослабляется за счет рассеяния и поглощения излучения сферической частицей. Поле рассеянного излучения можно выразить через две скалярные компоненты а\ и а2 амплитуды вектора электрического поля арас, которая не имеет составляющей в направлении своего распространения. Компоненты а\ и а2 соответственно перпендикулярны и параллельны плоскости рассеяния, в которой определяется угол рассеяния в.

Амплитуды записываются в виде сходящихся рядов [33, 20]:

(1.2)

п=\П\П + \)

где и ¿>2 - безразмерные комплексные амплитуды; апя Ъп- амплитуды парциальных волн (коэффициенты Ми). Выражения для ап и Ьп имеют вид [26, 69, 33,20]:

где р - 2ш / Я - параметр дифракции, у - тр, а т = пх-1-п2 -комплексный показатель преломления сферической частицы относительно окружающей среды. Параметр дифракции равен отношению длины окружности частицы к длине волны падающего на частицу излучения. В формулах (1.3) у/, % - функции Риккати-Бесселя (штрихи означают производные функций), которые связаны с функциями Бесселя нецелого порядка соотношениями:

а

Ъ

п

п

у'п (у)уп (р) ~т¥п (уУу'п (р) К{у)%п{р)-т¥п{у)?п(р) ' И* К {у)у/п (р) - Уп Су)у'п (р)

(1.3)

(1.4)

4п(р)

жр ~2

1/ (Р) + О" и-п- V (Р) >

Угловые функции (коэффициенты) пп и тп выражаются через полиномы Лежандра и их производные [20, 26, 33]:

где

( а\ 1 т>>( а\ ЛРп(со8 6)

жп (с08 в) = —Р„ [С08 в) = П У \

БШв ауСОБв) ^

Г„ (с08 = (сОЯ в) — СОБ 0 • пп (с08в) - 8^0^ ^, с10 ¿¡{сояв)

пХ 1 2 пп!с1(со8б)пХ 1

- полиномы Лежандра целого порядка п от вещественного аргумента.

Коэффициенты пп и тп удовлетворяют некоторым рекуррентным

соотношениям [33]:

п-1 п- 1 (1-6)

(в) = С08 в[жп (0) - ттп_2 {0)] - (2и -1 )зт2 0-пп_х (в) + гп_2 (в),

где 0 < 0 < л:;

яг0(<9)=0, жх{0) = \, 712(0)=Ъсо80; то(0)=О, Т1(0) = СО8 0, т2(0) = 3со8 20 .

При направлениях, соответствующих рассеянию вперед (0 = 0) и назад (0 = к) коэффициенты определяются по формулам

(1.7)

Подставляя в формулы (1.2), получаем, что (в) и 32 {в) при 0 = 0

имеют значение

| оо

р, 0) = - X(2п + 1)(аи +Ъп). (1.8)

2Я=1

В работе [26] получена общая формула ослабления для света с произвольным состоянием поляризации при в = 0:

4 4 00

=^Яе{5(м,Р>0)} = — ^{2п + \)Яе{ап +Ьп), (1.9)

р р п=1

Рассмотрим вектора Пойнтинга N для потоков падающего и рассеянного излучений. Их отношение определяет дифференциальное поперечное сечение рассеяния йарас для частицы в единичном телесном

угле на расстоянии Я [20, 33]:

рас(т> Р> 9) =

N

1' рас

пад

я2ао). (1.Ю)

Здесь М = ^Яе{Ёхй] - усредненный по времени поток энергии

падающего или рассеянного излучения, е и н - вектора напряженности электрического и магнитного полей соответственно, (Яа> - элемент телесного угла.

Дифференциальное поперечное сечение рассеяния в случае единичного падающего потока имеет вид

рас(,т> А 6) = ^Лрас^расЛ® ■

(1.11)

Выполняя интегрирование выражения (1.11) по всему телесному углу /2 = 4л", можно получить окончательное выражение для сечения рассеяния в виде:

О* рас \т,

р)= №<ГраАт> Р>°)= \{А\А1 +А2А*2)с1сд. (1.12)

Ап Ап

Таким образом, величины Ах и А2в формулах (1.2) относятся к случаю единичного падающего потока. Произведя интегрирование амплитуд (1.2), входящих в формулу (1.12), определяем отношение сечения рассеяния к геометрическому поперечному сечению частицы

ч 'П

яг" /Г —4

(1.13)

Таким образом, формулы (1.2), (1.9) и (1.13) определяют основные параметры теории рассеяния Ми.

Для описания углового распределения интенсивности рассеянного излучения вводится фазовая функция или индикатриса рассеяния у0 = р1((р! При усреднении по азимутальному углу (р индикатриса рассеяния единичной сферической частицы в направлении угла рассеяния в имеет вид:

8 Ж2 &раЛт>Р)

Входящие в (1.14) величины ^ и ¿2 определяются через безразмерные комплексные амплитуды и 5*2:

г1(т,р,в) = \81(т,р,в)\2, /2 (т, р, 0) = ^ (т, р, 6>)|2,

(1.15)

Величина ц характеризует интенсивность рассеяния излучения, поляризованного в направлении, перпендикулярном плоскости рассеяния, а величина /2 - в плоскости рассеяния [19, 20]. Индикатриса рассеяния /0( в) должна удовлетворять условию нормировки [19]:

Заключение диссертации по теме «Теплофизика и теоретическая теплотехника», Заграй, Ираида Александровна

Основные результаты диссертационной работы заключаются в следующем:

1. Разработана и реализована методика численного моделирования оптических свойств и радиационных характеристик дисперсных систем энергетических установок.

- Для систем частиц из восьми энерготехнологических агрегатов ОКГ-100-ЗБ, БКЗ-210-140Ф, РКЖ-25/40, КС-450-ВТКУ, КУ-125, УККС-6/40, БКЗ-210-140, ТОП-35/4 была установлена роль процессов поглощения и рассеяния в суммарном ослаблении падающего излучения.

- Для систем частиц оксида алюминия высокоэнергетических установок было показано, что повышение температуры от 2320 К до 3173 К приводит к увеличению коэффициента ослабления кх на 7-8 %, а коэффициент поглощения ах увеличивается в 2-4 раза. Представлены уравнения для нахождения первых трех членов разложения индикатрисы рассеяния в ряд по полиномам Лежандра полидисперсных систем частиц оксида алюминия.

- Для частиц сажи, находящихся в цилиндрах дизелей 44 11,0/12,5 и 4 ЧН 11,0/12,5 установлено изменение коэффициентов поглощения в зависимости от длины волны падающего излучения. Максимальное значение спектральные и интегральные коэффициенты поглощения принимают при угле ср= 15° п.к.в в цилиндре дизеля ЧН 11,0/12,5 как при работе на ДТ, так и на СПГ.

2. Предложенный метод замены полидисперсной системы полифазных частиц совокупностью монодисперсных систем, состоящих из однофазных частиц, для определения радиационных характеристик (на примере котла КС-450-ВТКУ) показал удовлетворительные результаты при нахождении коэффициента ослабления. Для определения коэффициентов поглощения и рассеяния данный метод может использоваться только качественно с учетом спектральных диапазонов.

3. Установлены области влияния различных факторов на радиационные характеристики и характеристики излучения продуктов сгорания энергетических установок.

- Замена полидисперсной системы частиц из газохода котла КС-450-ВТКУ эквивалентной монодисперсной с объемно-поверхностным радиусом показала, что отклонение результатов составляет: для кх не более 4 %, для ах не более 2 %, для рх не более 8 %. При замене полидисперсной системы частиц сажи в цилиндре газодизеля 4 ЧН 11,0/12,5 на монодисперсную с модальным радиусом отличие для коэффициента поглощения ах составляет не более 8 %.

- Определение сечений поглощения опогл частиц сажи по оптическим константам, соответствующих температурам 293 К, 1700 К и 2250 К, приводит к ошибке до 45 %.

- Максимальное влияние присутствие газа в продуктах сгорания модельного ракетного двигателя оказывает на изменение коэффициента поглощения ах, который может увеличиваться в 88 и 157 раз для камеры сгорания и среза сопла соответственно. При этом интегральная степень черноты £ увеличивается на 5 % для камеры сгорания и на 225 % для среза сопла. Совместное влияние 20 % скоростной и 20 % температурной неравновесностей на коэффициенты ах и рх может достигать 100 %, на 8Х- до 64%.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Заграй, Ираида Александровна, 2012 год

ЛИТЕРАТУРА

1. Адзерихо К.С., Ноготов Е.Ф., Трофимов В.П. Радиационный теплообмен в двухфазных средах. - Минск: Наука и техника, 1987. - 166 с.

2. Адрианов В.Н. Основы радиационного и сложного теплообмена. -М.: Энергия, 1972. - 464 с.

3. Алемасов В.Е., Дрегалин А.Ф., Крюков В.Г., Наумов В.И. Математическое моделирование высокотемпературных процессов в энергосиловых установках. - М.: Наука, 1989. - 256 с.

4. Алемасов В.Е., Дрегалин А.Ф., Тишин А.П. Теория ракетных двигателей. - М.: Машиностроение, 1989. - 464 с.

5. Алемасов В.Е., Дрегалин А.Ф., Тишин А.П., Худяков В.А. Термодинамические и теплофизические свойства продуктов сгорания // Справочник. В 5 т. Т.1. -М.: Мир, 1971. -250 с.

6. Андриенко Д-А., Суржиков С. Т. Решение диффузионного приближения уравнения переноса излучения методом конечных разностей // Труды пятой Российской национальной конференции по теплообмену. В 8 томах. Т.6. Интенсификация теплообмена. Радиационный и сложный теплообмен. - М.: Издательский дом МЭИ, 2010. - С. 175-183.

7. Батурин С.А., Байков А.Б. Обобщенный анализ процесса сажевыделения в дизелях с впрыскиванием топлива в неразделенную камеру сгорания // Двигателестроение. - 1988. - № 6. - С.8-21.

8. Батурин С.А., Петриченко P.M., Степанов В.Н. Конвективный и лучистый теплообмены в цилиндре дизеля при переходных процессах // Двигателестроение. - 1980. -№ 6. - С. 18-20.

9. Батурин С.А., Синицын В.А. Математическое моделирование локального лучистого теплообмена в дизелях // Двигателестроение. - 1982. -№ 6. - С.15-18.

10. Батурин С.А., СиницынВ.А. Физические условия и определяющие показатели радиационного теплообмена в дизелях // Двигателестроение. -1982.-№ 12. -С.14-16.

11. Бахир Л.П., Левашенко Г.И. Исследование размеров капель окиси алюминия вблизи горящей поверхности топлива // Физика горения и взрыва. - 1973. - Т.9, №6. - С.842-849.

12. Бахир Л.П., Таманович В.В. Исследование возможностей определения среднего диаметра и спектральных характеристик частиц окиси алюминия в пламени // Журнал прикладной спектроскопии. - 1973. - Т. 18, вып.5. - С.894-902.

13. Битюков В.К., Петров В.А. Коэффициент поглощения расплава оксида алюминия // Прикладная физика. - 2007. №4. - С. 18-34.

14. Блох А.Г. Излучение светящегося сажистого пламени // Теплотехника. - 1964. - №4. - С. 26-30.

15. Блох А.Г. Основы теплообмена излучением. М. - Л.: Энергоиздат, 1962.- 331 с.

16. Блох А.Г. Тепловое излучение в котельных установках. -Л.: Энергия, 1967. -326 с.

17. Блох А.Г., Журавлев Ю.А., Рыжков Л.Н. Теплообмен излучением. Справочник. -М.: Энергоатомиздат, 1991. - 432 с.

18. Блох А.Г., Модзалевская М.Л., Быстров Н.Г. Радиационные характеристики полидисперсных систем частиц углерода в светящемся пламени // Теплоэнергетика. - 1973. - №5. - С. 37-41.

19. Блох А.Г. Теплообмен в топках паровых котлов. - Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1984. - 240 с.

20. Блох А.Г., Клабуков В.Я., Кузьмин В.А. Радиационные характеристики полидисперсных систем сферических частиц. - Горький: Волго-Вятское кн. изд-во, 1976. - 112 с.

21. Бойнтон Ф.П., Людвиг С.Б., Томсон А. Спектральные излучательные способности частиц углерода в факелах ракетных двигателей. //РТК.- 1968. №5.-С. 116-124.

22. Борейшо A.C., Иващенко A.B., Шелухин Г.Г. К вопросу об определении размеров горящей металлической частицы // Физика горения и взрыва. - 1975. - №4. - С.659-660.

23. Борен К., Хафмен Д. Поглощение и рассеяние света малыми

частицами. - М.: Мир, 1986. - 664 с.

24. Брамсон М. А. Справочные таблицы по инфракрасному излучению нагретых тел. - М.: Наука, 1964. - 318 с.

25. Брамсон М.А. Инфракрасное излучение нагретых тел. - М.: Наука,

1964.-224 с.

26. Ван де Хюлст Г. Рассеяние света малыми частицами. - М: Изд-во иностр. лит-ры, 1961. - 320 с.

27. Вафин Д.Б. Расчет излучения осесимметричных двухфазных сред с температурной неравновесностью фаз // Вестник КГТУ им. А.Н. Туполева. -

2009.-№1.-С. 18-22.

28. Вафин Д.Б. Сложный теплообмен в энергетических установках: Автореф. дис. ... докт. техн. наук. Казань, 2009. -40 с.

29. Гильфанов Р.Г. Экспериментальное исследование эмиссионных свойств твердых дисперсных фаз в аэродинамическом потоке энерготехнологических агрегатов: Автореф. дис. ... канд. техн. наук. Казань, 2008.- 16 с.

30. Гирфанов A.A., Шайдуллин Р.Н., Танеев P.P., Шигапов А.Б., Радиационный теплообмен в камере сгорания парогазовой установки (ПТУ) замкнутого цикла при использовании пылеугольного топлива // Энергетика Татарстана. - 2009. - №4. - С.43-51.

31. Гребенщиков JI.T., Гребенщиков М.Л., Кузьмин В.А., Маратканова Е.И. Экспериментально-теоретическое исследование теплового

излучения двухфазных потоков при наличии температурной и скоростной неравновесностей. // Труды РНКТ-2. М.: Изд-во МЭИ, 1998. Т.6. С. 268-271.

32. Далзел, Сарофим. Оптические постоянные сажи и их применение при расчете тепловых потоков // Теплопередача. - 1969. - № 1. - С.96-102.

33. Дейрменджан Д. Рассеяние электромагнитного излучения сферическими полидисперсными частицами. -М.: Мир, 1971. - 168 с.

34. Доббинс P.A., Стрэнд Л.Д. Сравнение результатов двух методов определения размеров частиц AI2O3 в продуктах сгорания небольшого ракетного двигателя // Ракетная техника и космонавтика. - 1970. - №9. -С.10-18.

35. Домбровский Л.А. Спектральная модель поглощения и рассеяния теплового излучения каплями дизельного топлива // Теплофизика высоких температур. - 2002. - Т.40, №2. - С.270-276.

36. Домбровский Л.А., Ивенских H.H. Излучение однородного плоскопараллельного слоя сферических частиц // Теплофизика высоких температур. - 1973. Т. 11, №4. - С.818-822.

37. ЗигельР., Хауэлл Дж. Теплообмен излучением. - М.: Мир, 1975. -936 с.

38. Зуев A.A. Экспериментальное определение интегральной нормальной степени черноты рабочих поверхностей камеры сгорания в дизельных двигателях// Ползуновский вестник. 2009. №1-2. - С.31-36.

39. Иванов А.Н., Пришивалко А.П., Науменко Е.К. Рассеяние света слоем разной степени дисперсности // Оптика и спектроскопия. - 1973. -Т.35. - Вып. 5.-С. 902-906.

40. Излучательная свойства твердых материалов. Справочник / Под общ. ред. А.Е. Шейндлина. -М.: Энергия, 1974. - 472 с.

41. Кавтарадзе Р.З. Локальный теплообмен в поршневых двигателях: учеб. Пособие для вузов. - М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2001. - 592 с.

42. Камба Д.С.Ж. Исследование радиационных свойств аэродисперсных потоков частиц из энерготехнологических агрегатов: автореф. дис. ... канд. техн. наук. Казань, 2007. - 16 с.

43. Каменщиков В.А., Пластинин Ю.А., Николаев В.М., Новицкий JI.A. Радиационные свойства газов при высоких температурах. М.: Машиностроение, 1971. - 440 с.

44. Карлсон Д.Д. Экспериментальное определение динамического запаздывания частиц при течении смеси газ - частицы в сопле ракетного двигателя // Ракетная техника и космонавтика. - 1965. - №2. - С. 250-254.

45. Карлсон Д.Д. Экспериментальное определение теплового запаздывания при течении газа с твердыми частицами в сопле // Ракетная техника и космонавтика. - 1962. - №7. - С. 136-138.

46. Кинг Р., Тай-цзунь У. Рассеяние и дифракция электромагнитных волн. - М.: Изд-во иностр. лит-ры, 1962. - 196 с.

47. Криксунов JI.3. Справочник по основам инфракрасной техники. -М.: Сов.радио, 1978.-400 с.

48. Кузьмин В.А. Тепловое излучение в двигателях и энергетических установках. - Киров: ООО «Фирма «Полекс», 2004. - 231 с.

49. Кузьмин В.А., Маратканова Е.И. Влияние температурной и скоростной неравновесностей на радиационные характеристики единичного объема и степень черноты гетерогенных продуктов сгорания // Теплообмен и трение в двигателях и энергоустановках летательных аппаратов: Межвуз.сб. -Казань: КАИ, 1987. С.51-56.

50. Кузьмин В.А., Гребенщиков JI.T., Панфилович К.Б., Маратканова Е.И., Пятин A.A. Исследование влияния технологической наследственности на тепловое излучение дисперсных систем // Тепломассообмен-ММФ-1996: III Минский междун.форум. - T.II Радиационный и комбинированный теплообмен. - Минск: ИТМО им. A.B. Лыкова, 1996. - С.49-52

51. Кутателадзе С.С. Основы теории теплообмена. М.: Атомиздат, 1979. -416 с.

52. Левашенко Г.И., Симоньков C.B., Анцулевич В.И. Определение размеров и содержания частиц сажи в продуктах сгорания керосина // Физика горения и взрыва. - 1986. - Т.22, №6. - С. 108-112.

53. ЛингартЮ.К., Петров В.А., Тихонова H.A. Оптические свойства лейкосапфира при высоких температурах. I. Область полупрозрачности. // Теплофизика высоких температур. - 1982. - Т.20. №5. - С.872-880.

54. Лиханов В.А. Природный газ как моторное топливо для тракторных дизелей. - Киров: Вятская ГСХА, 2002. - 280 с.

55. Лиханов В.А., Вылегжанин, П.Н. Определение относительного содержания и массовой концентрации сажи в цилиндре дизеля 4 Ч 11,0/12,5 на номинальном режиме работы // Улучшение эксплуатационных показателей автотракторных двигателей внутреннего сгорания: Межвузовский сборник научных трудов. - Чебоксары: Чебоксарский институт МГОУ, 2002. - С. 52-56.

56. Лиханов В.А., Мохнаткин В.Г., Россохин A.B. Исследование процессов образования и выгорания сажи в цилиндре дизеля с турбонаддувом 4ЧН 11,0/12,5 при работе на природном газе: Монография. -Киров: Вятская ГСХА, 2006. - 124 с.

57. Лиханов В.А., Россохин A.B. Особенности процессов образования и выгорания сажи в цилиндре дизеля 4 ЧН 11,0/12,5 с турбонаддувом при работе на КПГ в зависимости от изменения установочного угла п.к.в. // Улучшение эксплуатационных показателей двигателей внутреннего сгорания. Материалы международной научно-практической конференции «Наука - Технология - Ресурсосбережение»: Сб. науч. тр. - СПб. - Киров: Российская Академия транспорта - Вятская ГСХА, 2009. - Вып. 7. - С. 82-90.

58. Митор В.В. Теплообмен в топках паровых котлов. - М.-Л.: Машгиз, 1963.- 180с.

59. Модзалевская M.JI. Расчет излучения потока частиц золовой пыли в паровых котлах // Теплоэнергетика. - 1983. - N8. - С.45-47.

60. Модзалевская М.Л., Блох А.Г. О влиянии спектра размеров частиц сажистого углерода на излучение светящегося пламени // Теплоэнергетика. -1971.- № 3. - С.63-67.

61. Модзалевская М.Л. Тепловое излучение частиц углерода в светящихся сажистых пламенах: автореф. дис. ... канд. техн. наук. -М., 1971. -18 с.

62. Мотулевич Г.П. Оптические свойства поливалентных непереходных металлов // Успехи физических наук - 1969. Т.97, вып.2. - С.211-255.

63. Науменко Е.К., Пришивалко А.П. Влияние микроструктуры среды на ассиметрию индикатрисы рассеяния // Журнал прикладной спектроскопии. - 1975. - Т. 12. - Вып. 1. - С. 190-196.

64. Науменко Е.К., Пришивалко А.П. Исследование чувствительности коэффициентов ослабления и рассеяния к изменению оптических постоянных вещества частиц в полидисперсной среде // Оптика и спектроскопия. - 1971. - Т. 14. Вып. 3. - С. 182-189.

65. Невский A.C. Лучистый теплообмен в печах и топках. - М.: Металлургия, 1971. - 440 с.

66. Нельсон, Х.Ф. Влияние рассеяния на ИЕС-излучение факелов ракет // Аэрокосмическая техника. - 1986. - № 1. - С. 128-130.

67. Нельсон, Х.Ф. Влияние частиц на ИК-излучение выхлопных струй тактической ракеты // Аэрокосмическая техника. - 1986. - № 1. - С. 119-130.

68. Нельсон, Х.Ф. Оценка неопределенности расчета ИК-излучения факела ракеты // Аэрокосмическая техника. - 1988. - № 10. - С. 161-168.

69. Оцисик М.Н. Сложный теплообмен. - М.: Мир, 1976. - 616 с.

70. Панфилович К.Б. Тепловое излучение и поверхностное натяжение жидких металлов и сплавов: монография. - Казань: Казан, гос. технол. ун-т, 2009.-256 с.

71. Пришивалко А.П., Астафьева Л.Г. Распределение энергии внутри светорассеивающих частиц - Минск, 1974. - 62 с

72. Рубцов Н.А., Емельянов А.А., Пономарев Н.П. Исследование показателя поглощения плавленой окиси алюминия при высоких температурах // Теплофизика высоких температур. - 1984. Т. 22. №2. - С.294-298.

73. Соболев В.В. Курс теоретической астрофизики. 2-е изд. - М.: Наука, 1975.-503 с.

74. Стернин Л.Е. Основы газодинамики двухфазных течений в соплах. -М.: Машиностроение, 1974. -212 с.

75. Страдомский М.В., Максимов Е.А., Ефремова Е.А., В.И. Козленке, А.К. Дудченко Структура сажевых частиц при горении распыленного керосина // Промышленная теплотехника. - 1984. - Т.6. - № 2. - С. 78-81.

76. Страдомский М.В., Максимов Е.А., Ефремова Е.А., Козленко В.И. Структура сажевых частиц в пламени при факельном сжигании жидкого топлива в прямоточной камере сгорания // Промышленная теплотехника. - 1985. - Т.7. - № 4. - С. 75-78.

77. Страдомский М.В., Максимов Е.А., Козленко В.И., Ефремова Е.А. Динамика образования сажевых частиц в пламени при сжигании распыленного жидкого топлива // Промышленная теплотехника. - 1985. - Т.7. -№3.-С. 95-97.

78. Страдомский М.В., Максимов Е.А., Плита А.Г., Ефремова Е.А. Изучение распределения сажевых частиц при сгорании распыленного жидкого топлива//Промышленная теплотехника. - 1988. - Т. 10. - № 3. - С. 84-88.

79. Суржиков С.Т. Вычислительный эксперимент в построении радиационных моделей механики излучающего газа. - М.: Наука, 1990. -157 с.

80. Суржиков С.Т. Оптические свойства газов и плазмы. - М.: Изд-во МГТУ им.Н.Э. Баумана, 2004. - 576 с.

81. Суржиков С.Т. Тепловое излучение газов и плазмы. - М.: Изд-во МГТУ им.Н.Э. Баумана, 2004. - 544 с.

82. Таймаров М.А. Исследование излучательной способности конструкционных материалов и пылегазовых сред применительно к расчету теплообмена в котлах-утилизаторах: дис. ... докт. техн. наук. Казань, 1997. — 347 с.

83. Таймаров М.А. Исследование оптических констант веществ пылевых частиц из газоходов котлов-утилизаторов черной металлургии // Труды РНКТ-2. М.: Изд-во МЭИ, 1998. Т.6. - С. 379-381.

84. Таймаров М.А., Гильфанов Р.Г., Хусаинов Д.Г. Эмиссионные свойства твердой дисперсной фазы технологических газов в котлах // Известия вузов. Проблемы энергетики. 2006. №9-10. - С.89-93.

85. Таймаров М.А., Камба Д.С.Ж. Расчет рассеивающей способности твердых дисперсных фаз рабочих сред из энерготехнологических агрегатов // Известия вузов. Проблемы энергетики. 2007. №5-6. - С. 120-124.

86. Теплотехника / Под общ. ред. В.И. Крутова. - М.: Машиностроение, 1986.-432 с.

87. Тимофеев Ю.М., Васильев А.В. Основы теоретической атмосферной оптики. - Санкт-Петербург.: Изд-во СПГУ, 2007. - 152 с.

88. Фейн Х.Л. Теоретическая модель для предсказания распределения по размерам частиц окиси алюминия в выхлопных газах ракетного двигателя //Ракетная техника и космонавтика. - 1966. - №1. - С. 118-126.

89. Хмелинин Б.А., Пластинин Ю.А. Излучательные и поглощательные свойства молекул Н20, С02, СО и НС1 при температурах 300...3000 К. Тр. ЦАГИ, Вып. 1656. Проблема физической газовой динамики. - М.: ЦАГИ, 1975. - С.102-147.

90. Шестаков Е.Н., Латыев Л.Н., Чеховской В.Я. Методы определения оптических постоянных металлов и сплавов при высоких температурах // Теплофизика высоких температур. - 1978. - Т. 16. - № 1. - С. 178- 189.

91. Шигапов А.Б. Перенос энергии излучения в энергетических установках. - Казань: КГЭУ, 2003. - 150 с.

92. Шигапов А.Б. Численный анализ решений уравнения переноса энергии излучения в дифференциально-разностном приближении // Известия вузов. Авиационная техника. - 2001. №1. - С.51-53.

93. Шигапов А.Б., Гирфанов А.А., Калимуллин А.В. Радиационный перенос в топках энергетических котлов // Труды пятой Российской национальной конференции по теплообмену. В 8 томах. Т. 6. Интенсификация теплообмена. Радиационный и сложный теплообмен. - М.: Издательский дом МЭИ, 2010. - С.268-271.

94. Шигапов А.Б., Усков Д.А. Роль радиационного переноса в формировании температурного поля газов в топках котлов // Энергетика Татарстана. 2008. №3. С.39-47.

95. Шигапов А.Б., Шайдуллин Р.Н., Танеев P.P., Садыков М.Ф., Калимуллин А.В. Индикатриса рассеяния полидисперсными частицами аэрозолей //Известия вузов. Проблемы энергетики. 2008. №5-6. - С.21-27.

96. Шигапов А.Б., Ширманов М.В., Якупов А.А. Радиационные свойства дисперсной фазы топочных газов // Известия вузов. Проблемы энергетики. 2005. №1-2. - С.32-36.

97. Ширманов М.В. Расчет теплообмена излучением в топках энергетических котлов в Р5-приближении метода сферических гармоник: автореф. дис. ... канд. техн. наук. Казань, 2011. - 16 с.

98. Шифрин, К.С. Рассеяние света в мутной среде. - М.: Госттехиздат, 1951.-286 с.

99. Adams J.M. On the determination of spectral emissivity in an optically thick particle cloud // J. of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer. -1968. V. 8.-P. 631-639.

100. Bartky C.D., Bauer E. Predicting the emittance of a homogeneous plume containing alumina particles // J. Spacecraft. - 1966. V.3, N. 10. - P. 1523-1527.

101. Batten C.E. Spectral optical constants of soots from polarized angular reflectance measurements // Applied optics. - 1985. V.24, N8. - P. 1193-1199.

102. Bauer E., Carlson D.J. Mie scattering calculations for micron size alumina and magnesia spheres // J. of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer. - 1964. V.4. - P.363-374.

103. BegemanB., Dorschner Th., Henning Th., Mutschke H., Gürtler J., Kömpe C., Nass R. Aluminum oxide and the opacity of oxygen-rich circumstellar dust in the 12-17 mikron range // The astrophysical journal. - 1997. 476. - P. 199208.

104. Boynton F.P., Ludwig C.B., Thomson A. Spectral emissivity of carbon particle clouds in rocket exhausts. // AIAA Journal. - 1968. V.6, N5. - P.865-871.

105. Chang, H. and T.T. Charalampopoulos, Determination of the wavelength dependence of refractive indices of flame soot, Proc. R. Soc. Lond A, Vol 430.- 1990.-P. 577-591.

106. Dombrovsky L.A., Baillis D. Thermal Radiation in Disperse Systems: An Engineering Approach. Begell House Redding, CT, USA, 2010.

107. Goodwin D.G., MitchnerM. Flyash radiative properties and effects on radiative heat transfer in coal-fired systems // Int. j. heat mass transfer - 1989. V.32, N.4. -P.627-638.

108. GraaffR., Aarnoudse J. G., Zijp J. R., SlootP. M. A., de Mul F. F. M., GreveJ., KoelinkM. H. Reduced light-scattering properties for mixtures of spherical particles: a simple approximation derived from Mie calculations // Applied optics. - 1992. - V.31, N10. -P.1370-1376.

109. Gryvnak D.F., BurchD.E. Optical and infrared properties of A1203 at elevated temperatures // J. Opt. Soc. Am. A . - 1965. V.55, N.6. -P.625-629.

110. Habib, Z.G., Vervisch P. On the refractive index of soot at flame temperature // Combustion Science and Technology. - 1988. 59. - P.261-274.

111. Lee S.C., Tien L. Optical constants of soot in hydrocarbon flames// Eighteenth Symposium (International) on Combustion, The Combustion Institute, Pittsburgh. - 1981. - P. 1159-1166.

112. Lide, D.R. Handbook of Chemistry and Physics (86th ed.). — Boca Raton (FL): CRC Press, 2004.

113. Ludwig By C.B., Malkmue W., Reardon J.E., Thomson J.A.L.; Editor Goulard R., Thomson J.A.L. Handbook of infrared radiation from combustion gases. NASA SP-3080. Huntsville: Marshall space flight centre. - 1973. - 486 p.

114. Malitson J.H. Refraction and dispersion of syntactic sapphire // J. Opt. Soc. Am. A . - 1962. V.52, N. 12. - P. 1377-1379.

115. MarkelV.A. Geometrical renormalization approach to calculating optical properties of fractal carbonaceous soot // J. Opt. Soc. Am. A . - 2001. V.18, N.5. -P.1112-1121.

116. Mularz E.J., Yuen M.C. An experimental investigation of radiative properties of aluminum oxide particles // J. of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer. - 1972. V. 12. N11. -P. 1553-1568.

117. Ordal M.A., Bell R.J., Alexander R.W., Jr, Long L.L., Querry M.R. Optical properties of fourteen metals in the infrared and far infrared: Al, Co, Cu, Au, Fe, Pb, Mo, Ni, Pd, Pt, Ag, Ti, V, and W // Appl. Optics. - 1985. V.24, N.2. _ p.4493-4499.

118. Ordal M.A., Long L.L., Bell R.J., Bell S.E., Bell R.R., Alexander R.W., Ward C.A. Optical properties of the metals Al, Co, Cu, Au, Fe, Pb, Ni, Pd, Pt, Ag, Ti and W // Appl. Optics. - 1983. V.22, N.7. - P. 1099-1120.

119. Palik E.D. Handbook of Optical Constants of Solids II. Academic Press, New York (ed.), 1991.

120. Palik E.D. Handbook of Optical Constants of Solids III. Academic Press, New York (ed.), 1998.

121. Palik E.D. Handbook of Optical Constants of Solids. Academic Press, New York, (ed.), 1985.

122. Plass G.N. Mie scattering and absorption cross sections for aluminum oxide and magnesium oxide // Applied optics. - 1964. - V.3, N7. - P.867-872.

123. Reed B. Optical properties for liquid AI2O3 // Private communication Arnold AFB. Feb. - 1988.29 p.

124. Rossler P. Optische eigenschaften von rubtuchen // Optic. - 1953. -Bd.10, N 11. - S.531-533.

125. Rothman L.S., et al. ШТЕМР, the high-temperature molecular spectroscopic database // Journal of Quantitative Spectroscopy & Radiative Transfer. -2010. -N.l 11.-P. 2139-2150.

126. Rothman L.S., et al. The HITRAN 2008 molecular spectroscopic database // Journal of Quantitative Spectroscopy & Radiative Transfer. - 2009. -N.l 10.-P. 533-572.

127. Selamet A. Visible and infra-red sensitivity of Rayleigh limit and Penndorf extension to complex refractive index of soot // J. of heat transfer. -1992. V.35, N.12. - P.3479-3484.

128. Stull R.V., Plass G.N. Emissivity of dispersed carbon particles // J.Opt. Soc. of America. - 1960. - V.50, N2. - P. 121-129.

129. Tompkins H.G., Irene E.A. (Eds.). Handbook of Ellipsometry, William Andrew Publishing, Norwich NY, 2005. - 875 p.

130. Weber M.J. Handbook of optical materials. - Boca Raton: CRC Press, 2003.

131. Кузьмин В.А., Пяткова (Заграй) И.А. Адаптация программ на языке Фортран в среду Delphi для решения задач теплового излучения // Материалы Всероссийской научно-технической конференции «Наука-производство-технологии-экология». В 7 т. Т.З. - Киров: Изд-во ВятГУ, 2008. - С. 152-153.

132. Кузьмин В.А., Пяткова (Заграй) И.А. Оптические и радиационные характеристики частиц сажи в продуктах сгорания дизельного двигателя // Материалы Всероссийской научно-технической конференции «Наука-производство-технологии-экология». В 3 т. Т.1. - Киров: Изд-во ВятГУ, 2009. -С. 241-244.

133. Кузьмин В.А., Пяткова (Заграй) И.А. Радиационные характеристики частиц энерготехнологических агрегатов // Материалы Всероссийской научно-технической конференции «Наука-производство-технологии-экология». В 3 т. Т.1. - Киров: Изд-во ВятГУ, 2009. - С. 245-248.

134. Пяткова (Заграй) И.А. Моделирование радиационных характеристик частиц энерготехнологических агрегатов // Материалы пятнадцатой Всероссийской научной конференции студентов-физиков и молодых ученых (ВНКСФ-15). Т.1 - Кемерово: Изд-во АСФ России, 2009. -С. 676-677.

135. Кузьмин В.А., Пяткова (Заграй) И.А. Радиационные характеристики частиц конденсированной фазы гетерогенных продуктов сгорания в энергетических установках// Известия вузов. Проблемы энергетики. 2010. №1-2. С.14-20.

136. Кузьмин В.А., Пяткова (Заграй) И.А. Радиационные характеристики частиц двигателей и энергетических установок // Известия вузов. Проблемы энергетики. 2010. №3-4. С. 11-14.

137. Кузьмин В.А., Пяткова (Заграй) И.А. Радиационные характеристики частиц сажи в цилиндре газодизеля // Улучшение эксплуатационных показателей двигателей внутреннего сгорания. Сборник трудов III Международной научно-практической конференции «Наука - Технология -Ресурсосбережение». - Киров: Вятская ГСХА, 2010. - Вып. 8. - С.36-40.

138. Пяткова (Заграй) И.А. Оптические свойства оксида алюминия в гетерогенных продуктах сгорания и дисперсных системах // Материалы шестнадцатой Всероссийской научной конференции студентов-физиков и молодых ученых (ВНКСФ-16). Т.1 - Волгоград: Изд-во АСФ России, 2010. -С. 349-350.

139. Кузьмин В.А., Пяткова (Заграй) И.А. Изменение радиационных характеристик частиц сажи в цилиндре дизеля в зависимости от угла поворота коленчатого вала. // Материалы Всероссийской научно-технической конференции «Общество - наука - инновации». В 4 т. Т.2. - Киров: Изд-во ВятГУ, 2010. - С.310-314.

140. Пяткова (Заграй) И.А. Исследование радиационных характеристик частиц сажи в цилиндре дизеля при работе на природном газе // Тезисы

докладов Международной молодежной научной конференции «XVIII Туполевские чтения». Т.2. - Казань: Изд-во КГТУ, 2010. - С. 81-83.

141. Кузьмин В.А., Маратканова Е.И, Пяткова (Заграй) И.А. Радиационные характеристики частиц энергетических установок // Труды пятой Российской национальной конференции по теплообмену. В 8 т. Т.6. Интенсификация теплообмена. Радиационный и сложный теплообмен. - М.: Издательский дом МЭИ, 2010. - С.223-226.

142. Заграй И.А. Исследование температурного интервала и спектрального диапазона для расчета теплового излучения. // Материалы докладов VI Международной молодежной научной конференции «Тинчуринские чтения». В 4 т. Т.2. - Казань: Изд-во КГТУ, 2011. -С.213-214.

143. Заграй И.А. Влияние дисперсности частиц гетерогенных продуктов сгорания энергетических установок на радиационные характеристики // Материалы семнадцатой Всероссийской научной конференции студентов-физиков и молодых ученых (ВНКСФ-17). Т.1 Екатеринбург: Изд-во АСФ России, 2011.-С. 672-673.

144. Кузьмин В.А., Маратканова Е.И, Заграй И.А. Исследование полифазности и полидисперсности частиц для расчета радиационных характеристик гетерогенных продуктов сгорания энергетических установок [Электронный ресурс] // Материалы ежегодной открытой Всероссийской научно-технической конференции «Общество, наука, инновации». - Киров: ВятГУ, 2011. - 1 электрон, опт. диск (CD-ROM) / (Электротехнический факультет. Секция «Физика и теплотехника». Статья №3)

145. Кузьмин В.А., Заграй И.А. Оптические и радиационные характеристики частиц в продуктах сгорания модельного двигателя // Материалы XXXI Всероссийской конференции «Наука и технологии». -Миасс: МСНТ, 2011. - С.71-73.