|Generate QR code
Open Access
Subscription Access
Spectral-Kinetic Characteristics of Brown Coal Flame and Plasma Glow after Exposure to High-Power Density Laser Radiation
Abstract
The spectral-kinetic characteristics of the brown coal glow when exposed to samples by laser pulses (1064 nm, 14 ns, 1 GW/cm2) in the air at atmospheric pressure and in the vacuum at pressure of 10–2 Torr have been studied. It has been shown that during the action of laser pulses, a vapor plasma torch is observed over the samples in vacuum, and the glow lines of ionized carbon and hydrogen atoms are evolved. At atmospheric pressure CO flame glow dominates in the spectra. After laser exposure, rotational-vibrational glow of H2O and thermal glow of carbon particles are distinguished in the spectra. In the air at atmospheric pressure in time interval of 0.2–1.0 ms, when exposed to laser pulses of W = 1 GW/cm2, a nonvolatile residue of coal particles is inflamed with the departure of incandescent carbon particles with temperature of about 2500 K.
About the Authors
B. P. Aduev
Center for Coal and Coal Chemistry, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences, Institute of Coal Chemistry and Chemical Materials Science
Russian Federation
Russian Federation
Kemerovo
D. R. Nurmukhametov
Center for Coal and Coal Chemistry, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences, Institute of Coal Chemistry and Chemical Materials Science
Russian Federation
Russian Federation
Kemerovo
V. D. Volkov
Center for Coal and Coal Chemistry, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences, Institute of Coal Chemistry and Chemical Materials Science
Russian Federation
Russian Federation
Kemerovo
Ya. V. Kraft
Center for Coal and Coal Chemistry, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences, Institute of Coal Chemistry and Chemical Materials Science
Russian Federation
Russian Federation
Kemerovo
Z. R. Ismagilov
Center for Coal and Coal Chemistry, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences, Institute of Coal Chemistry and Chemical Materials Science
Russian Federation
Russian Federation
Kemerovo
References
1. A. S. Askarova, E. I. Karpenko, Y. I. Lavrishcheva, V. E. Messerle, A. B. Ustimenko. IEEE Transact. Plasma Sci., 35 (2007) 1607—1616
2. V. E. Masserle, E. I. Karpenko, A. B. Ustimenko, O. A. Lavrichshev. Fuel Proc. Technol., 107 (2013) 93—98
3. M. Taniguchi, H. Kobayashi, K. Kiyama, Y. Shimogori. Fuel, 88 (2009) 1478—1484
4. В. М. Бойко, П. Воланьский, В. Ф. Климкин. Физика горения и взрыва, 17 (1981) 71—77
5. А. В. Кузиковский, В. А. Погодаев. Физика горения и взрыва, 13 (1977) 783—788
6. T. X. Phuoc, M. P. Mathur, J. M. Ekmann. Comb. Flame, 94 (1993) 349—362
7. Б. П. Адуев, Д. Р. Нурмухаметов, Р. Ю. Ковалев, Я. В. Крафт, А. Н. Заостровский, А. В. Гудилин, З. Р. Исмагилов. Опт. и спектр., 125 (2018) 277—283
8. Б. П. Адуев, Д. Р. Нурмухаметов, Н. В. Нелюбина, Р. Ю. Ковалев, А. Н. Заостровский, З. Р. Исмагилов. Хим. физика, 35 (2016) 47—49
9. B. P. Aduev, D. R. Nurmukhametov, Y. V. Kraft, Z. R. Ismagilov. J. Appl. Spectr., 87 (2020) 41—45
10. Б. П. Адуев, Д. Р. Нурмухаметов, Я. В. Крафт, З. P. Исмагилов. Опт. и спектр., 128 (2020) 18—25
11. Б. П. Адуев, Д. Р. Нурмухаметов, Г. М. Белокуров, Я. В. Крафт, З. Р. Исмагилов. Химия твердого топлива, 3 (2021) 65—70
12. Б. П. Адуев, Д. Р. Нурмухаметов, Я. В. Крафт, З. P. Исмагилов. Опт. и спектр., 128 (2020) 442—448
13. Н. Б. Делоне. Взаимодействие лазерного излучения с веществом, Москва, Наука (1989)
14. K. Liu, C. He, C. Zhu, J. Chen, K. Zhan, X. Li. TrAC Trends Anal. Chem., 143 (2021) 116357
15. J. Cai, M. Dong, Y. Zhang, Y. Chen, Y. Liang, J. Lu. Spectrochim. Acta B: At. Spectrosc., 180 (2021) 106195
16. S. Yao, J. Zhao, Z. Wang, Y. Deguchi, Z. Lu, J. Lu. Spectrochim. Acta B: At. Spectrosc., 149 (2018) 249—255
17. Л. В. Левшин, А. М. Салецкий. Люминесценция и ее измерения, Москва, МГУ (1989)
18. B. P. Aduev, D. R. Nurmukhametov, N. V. Nelyubina, Ya. V. Kraft, Z. R. Ismagilov. J. Appl. Spectr., 88 (2021) 761—764
19. J. E. Sansonetti, W. C. Martin. J. Phys. Chem. Ref. Data, 34 (2005) 1559—2259
20. Р. Пирс, А. Гейдон. Отождествление молекулярных спектров, Москва, Иностр. лит. (1949)
21. А. Гейдон. Спектроскопия и теория горения, Москва, Иностр. лит. (1950)
Review
For citations:
Aduev B.P., Nurmukhametov D.R., Volkov V.D., Kraft Ya.V., Ismagilov Z.R. Spectral-Kinetic Characteristics of Brown Coal Flame and Plasma Glow after Exposure to High-Power Density Laser Radiation. Zhurnal Prikladnoii Spektroskopii. 2023;90(4):614-621. (In Russ.)
Views: 174
Email this article 