Impact of nanosecond neodymium laser pulses on lignite
Abstract
Two stages are distinguished, which are connected with evaporation and ignition of lignite, at impact of nanosecond laser pulses on lignite tablets with a density of 1 g/cm3 and particle size of 63 μm. At the first stage during the pulse, volatiles, evaporation, vaporization and nonlinear multiplication of luminescence centers are released. The ignition threshold at this stage is H(1)cr=0.2 J/cm2 . The second stage includes the first and ignition of the coke residue with the ignition threshold of which is H(1)cr=3.5 J/cm2. In the kinetics of glow at H ˃ H(1)cr , two components are distinguished, namely, a singlet glow with a duration of ~20 ns and the second glow component in the microsecond range, which decays in the second order kinetics. At H ˃ H(2)cr in ~200 μs after the laser pulse, as a result of chemical reactions, the ignition and combustion of the coke residue occurs in the time interval of 200–1000 μs. The amplitude of the flame glow during the excitation pulse increases nonlinearly with increasing energy density, which testifies an avalanche nature of the process of formation of glow centers.
About the Authors
B. P. AduevRussian Federation
Kemerovo
D. R. Nurmukhametov
Russian Federation
Kemerovo
N. V. Nelyubina
Russian Federation
Kemerovo
V. V. Kraft
Russian Federation
Kemerovo
Z. R. Ismagilov
Russian Federation
Kemerovo
References
1. J. C. Chen, M. Taniguchi, K. Narato, K. Ito. Comb. Flame, 97 (1994) 107—117
2. А. Ф. Глова, А. Ю. Лысиков, М. М. Зверев. Квант. электрон., 39 (2009) 537—540
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. X. T. Phuoc, M. P. Mathur, J. E. Ekmann. Comb. Flame, 93 (1993) 19—30
6. В. А. Погодаев. Физика горения и взрыва, 20 (1984) 51—55
7. А. В. Кузиковский, В. А. Погодаев. Физика горения и взрыва, 13 (1977) 783—788
8. T. X. Phuoc, M. P. Mathur, J. M. Ekmann. Comb. Flame, 94 (1993) 349—362
9. 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
10. Б. П. Адуев, Д. Р. Нурмухаметов, Н. В. Нелюбина, Р. Ю. Ковалев, А. Н. Заостровский, З. Р. Исмагилов. Хим. физика, 35 (2016) 47—49
11. А. А. Карабутов, И. М. Пеливанов, Н. Б. Подымова, С. Е. Скипетров. Квант. электрон., 29 (1999) 215—220
12. Д. Р. Нурмухаметов, А. А. Звеков, А. С. Зверев, А. Н. Еременко, Д. М. Руссаков, Б. П. Адуев. Квант. электрон., 47 (2017) 647—650
13. Б. П. Адуев, Д. Р. Нурмухаметов, А. А. Звеков, А. В. Каленский, И. Ю. Лисков. Квант. электрон., 49 (2019) 141—144
14. Н. Б. Делоне. Взаимодействие лазерного излучения с веществом, Москва, Наука (1989)
15. W. M. Graven, F. J. Lon. J. Am. Chem. Soc., 76 (1954) 2602—2607
Review
For citations:
Aduev B.P., Nurmukhametov D.R., Nelyubina N.V., Kraft V.V., Ismagilov Z.R. Impact of nanosecond neodymium laser pulses on lignite. Zhurnal Prikladnoii Spektroskopii. 2021;88(4):582-586. (In Russ.)