ISBN 978-5-7882-1604-1 Пособие соответствует авторскому курсу по дисциплинам «Теоретические основы горения и компоненты пиротехнических составов», «Разработка пиротехнических составов», «Пиротехнические составы, технология и изделия народнохозяйственного назначения» по направлению 240300 «Химическая технология энергонасыщенных материалов и изделий», в том числе по специальности 240304 «Технология пиротехнических средств». <...> 49 7 СПЕКТРАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПЛАМЕН СОСТАВОВ НА ОСНОВЕ НИТРАТА СТРОНЦИЯ . <...> 74 10 СПЕКТР ПЛАМЕНИ СОСТАВОВ НА ОСНОВЕ ПЕРХЛОРАТА АММОНИЯ . <...> Излучение пламени складывается из излучения образующихся промежуточных и конечных продуктов горения. <...> Обычные химические методы исследования не применимы к высокотемпературным пламенам. <...> Относительное расположение энергетических уровней различных квантовых состояний и изменение энергии при электронных переходах Полосатые спектры появляются в результате излучения молекул. <...> Полосатый спектр молекулы ZnH с кантом в красную область Рис. <...> Полосатый спектр молекулы CN с кантом в фиолетовую область Если спектр исследуется с помощью прибора с высокой дисперсией, можно заметить, что каждая полоса состоит из большого числа закономерно расположенных тонких линий (рис. <...> У одной из этих ветвей расстояния между линиями, по мере удаления от начала полосы, уменьшаются и достигают точки поворота, соответствующей канту полосы (рис. <...> Вращательная структура полосы 10 Таким образом, если анализ полосатых спектров позволяет судить о том, какие молекулы и радикалы существуют в условиях пламени, то изучение сплошных спектров может дать сведения о процессах, протекающих в пламенах. <...> 13 2 ИЗЛУЧЕНИЕ ПЛАМЕНИ 2.1 Типы спектров пламен Процесс горения представляет собой быстропротекающую высокоэкзотермическую химическую реакцию. <...> Поэтому излучение пламени складывается из следующих составляющих: 1) собственного излучения атомов и молекул газов, образующих пламя; 2) собственного <...>
Спектры_пламен.pdf
УДК 680.662.1
Батурова Г.С.
Спектры пламен : учебное пособие / Г.С. Батурова, Л.А. Кипрова; М-во
образов. и науки России, Казан. нац. исслед. технол. ун-т. – Казань : Изд-во
КНИТУ, 2014. – 208 с.
ISBN 978-5-7882-1604-1
Пособие
соответствует
авторскому курсу по дисциплинам
«Теоретические основы горения и компоненты пиротехнических составов»,
«Разработка пиротехнических составов», «Пиротехнические составы,
технология и изделия народнохозяйственного назначения» по направлению
240300 «Химическая технология энергонасыщенных материалов и изделий», в
том числе по специальности 240304 «Технология пиротехнических средств».
Рассмотрены основные закономерности излучения пламени, типы
спектров пламен.
Приведены особенности спектров пиротехнических пламен в
различных диапазонах спектра и вклад в изучение пламени целевых
продуктов горения. Пособие содержит обзор справочных данных по
идентификации излучателей.
Предназначено для студентов, магистров, аспирантов, научных
сотрудников технических вузов, занимающихся разработкой и применением
пламенных источников излучения для различных диапазонов спектра.
Подготовлено на кафедре технологии изделий из пиротехнических и
композиционных материалов.
Печатается по решению редакционно-издательского совета Казанского
национального исследовательского технологического университета
Рецензенты: заместитель директора по НИОКР ФКП «ГосНИИХП»
д-р техн. наук, проф. А.И. Хацринов
канд. техн. наук, проф. ЧГПУ С.И. Ксенофонтов
Под редакцией профессора И.А. Абдуллина
ISBN 978-5-7882-1604-1 © Батурова Г.С., Кипрова Л.А., 2014
© Казанский национальный исследовательский
технологический университет, 2014
2
Стр.2
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ ............................................................................................................... 4
1 СПЕКТР ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ .......................................... 5
1.1 Основы теории спектров.................................................................................... 6
2 ИЗЛУЧЕНИЕ ПЛАМЕНИ .................................................................................. 14
2.1 Типы спектров пламен ..................................................................................... 14
2.2 Природа излучения .......................................................................................... 15
2.3 Пламя как источник спектра ........................................................................... 16
2.4 Спектр пламени ................................................................................................ 18
3 ТЕМПЕРАТУРНЫЕ УСЛОВИЯ ВОЗБУЖДЕНИЯ СПЕКТРОВ В
ПЛАМЕНИ.............................................................................................................. 20
3.1 Температурные условия гетерогенных метллсодержащих пламен ............. 24
4 СПЕКТРЫ ПЛАМЕН .......................................................................................... 30
4.1 Спектры углеводородных пламен ................................................................... 31
4.2 Спектры пламен при горении металлов ......................................................... 33
5 МОЛЕКУЛЯРНО-ИЗЛУЧАЮЩЕЕ ЦВЕТНОЕ ПЛАМЯ
ПО Н. Ф/ ЖИРОВУ. ............................................................................................... 35
5.1 Зеленое пламя ................................................................................................... 35
5.2 Красное, оранжевое и желтое пламя .............................................................. 40
5.3 Синее, голубое и фиолетовое пламя ............................................................... 45
6 СЕЛЕКТИВНЫЕ ИЗЛУЧАТЕЛИ ПИРОТЕХНИЧЕСКОГО ПЛАМЕНИ ..... 49
7 СПЕКТРАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПЛАМЕН СОСТАВОВ НА
ОСНОВЕ НИТРАТА СТРОНЦИЯ ....................................................................... 56
8 СПЕКТРАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПЛАМЕН СОСТАВОВ НА
ОСНОВЕ НИТРАТА БАРИЯ ................................................................................ 68
8.1 Спектральные исследования пламен составов зеленого огня ...................... 70
8.2 Спектральные исследования пламен составов на основе сульфате кальция72
9 СПЕКТРЫ ИЗЛУЧЕНИЯ ЩЕЛОЧНЫХ МЕТАЛЛОВ ................................... 74
10 СПЕКТР ПЛАМЕНИ СОСТАВОВ НА ОСНОВЕ ПЕРХЛОРАТА
АММОНИЯ ............................................................................................................ 80
11 СПЕКТРАЛЬНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ПИРОПОРОХОВОГО ПЛАМЕНИ .. 82
12 УФ-СПЕКТРЫ ПЛАМЕНИ .............................................................................. 86
13 МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТА ......................................... 90
13.1 Измерение длин волн ..................................................................................... 93
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ ........................................... 109
ПРИЛОЖЕНИЕ 1 ................................................................................................. 112
ПРИЛОЖЕНИЕ 2 ................................................................................................. 123
ПРИЛОЖЕНИЕ 3 ................................................................................................. 124
ПРИЛОЖЕНИЕ 4 ................................................................................................. 125
ПРИЛОЖЕНИЕ 5 ................................................................................................. 130
ПРИЛОЖЕНИЕ 6 ................................................................................................. 134
3
Стр.3