CC BY
7
УДК 621.432.3
Хисматуллин Р. Ф. лаборант научно-исслед. лаборатории «СТиВПС» Казанский государственный энергетический университет
Россия, г. Казань ИЗЛУЧИТЕЛЬНАЯ СПОСОБНОСТЬ ОКСИДОВ
Аннотация: В статье рассматривается интегральная излучителъная способность оксидов
Ключевые слова: Оксиды , излучения, огнеупор, оксид магния, каолин
Hismatullin R.F., laborant laboratory "STiVPS" Kazan State Power Engineering University
Russia, Kazan
IZLUCHITELNAYA ABILITY OXIDES
Annotation: The article deals with the integrated ability izluchitelnaya oxides
Keywords: Oxides radiation refractory magnesia, kaolin
В зависимости от назначения огнеупоров тугоплавкие оксиды входят в состав огнеупоров в качестве основного вещества или в различных соотношениях. Содержание оксидов во многом определяет излучательную способность огнеупоров. Однако по излучательной способности входящих в огнеупоры оксидов в большинстве случаев нельзя надежно определять излучательную способность огнеупоров, так как в процессе производства огнеупоров в их рецептуры вводятся различные технологические добавки.
С другой стороны, имеющиеся в литературе данные относятся к определенным образцам оксидов как по кристаллическому строению, так и по условиям технологии получения образцов (табл. 1).
Таблица 1.
Значения интегральной излучательной способности оксидов (для стекол и кристаллов) и карбида кремния по данным Олсона Х.
Наименование оксида и вид образца Температура, К
300 500 700 1000 1500 2000
Диоксид кремния SiO2
Стекло (толщина 10 мм) - 0,80 0,75 0,60 0,48 -
Оксид алюминия Al2O3
Спеченный порошок 0,85 0,75 0,65 0,51 0,41 -
Оксид магния MgO
Спеченный порошок 0,72 0,67 0,55 0,42 0,29 0,36
МвО [12] - 0,60 0,35 0,21 - -
Оксид кальция CaO
Спеченный порошок - - - - 0,27 -
Оксид железа Ее203
Спеченный порошок - - - - 0,80 -
Карбид кремния 81С
Шлифованная поверхность - 0,88 - 0,89 0,88 0,90
Оксид хрома Сг203 [12] - 0,79 0,79 0,80 - -
Как видно из табл. 1, значения интегральной излучательной способности оксидов увеличиваются с ростом температуры.
Исключение составляет оксид магния при 2000 К. Следует отметить, что оксид кремния в составе стекла имеет излучательную способность на 20 % выше по сравнению с оксидом в виде порошка.
С увеличением длины волны X общей тенденцией является повышение спектральной излучательной способности вХ оксидов (рис. 1.1).
0,5 2 4 6 8 X, мкм
Рис. 1. Спектральная излучательная способность оксидов и карбида кремния при 298 К по данным Шейндлина А.Е. [5]: 1 - Al2O3; 2 - Сг2О3; 3 - MgO; 4 - SiO2; 5 - Fe3O4 (Блох А.Г.)[22]; 6 - SiС [22]
Для приведенных в табл. 1.1 и на рис. 1.1 данных работ [2,3,5,12,22] не указана шероховатость образцов и погрешность опытов.
«Белые» оксиды, к которым относятся Al2O3, SiO2, MgO, имеют низкую излучательную способность в спектральном интервале 1-4 мкм
(рис.1).
В области более высоких длин волн спектральная излучательная способность быстро увеличивается, достигая весьма высоких значений. Для Сг2О3 (рис.1, кривая 2) характерна более высокая, чем для «белых» оксидов спектральная излучательная способность в интервале длин волн 1-6 мкм.
Из сравнения данных (табл.1 и рис.1) видно, что характер изменения интегральной излучательной способности Al2O3, SiO2 и MgO в зависимости от изменения температуры соответствует ходу спектральной кривой.
С увеличением температуры максимум излучения смещается в сторону коротковолнового излучения, где излучательная способность Al2O3, SiO2 и MgO невелика (рис.1).
Интегральная степень черноты Сг2О3 слабо зависит от температуры. Добавка более 5 % оксидов хрома к «белым» оксидам приводит к повышению степени черноты последних, причем наибольшее увеличение ее происходит до 5 мкм.
Следует отметить, что выбор состава рецептур огнеупоров на основе знания только лишь излучательной способности оксидов во многих случаях нежелателен для практического использования из-за того, что между окислами различного химического состава при высоких температурах могут возникнуть нежелательные химические реакции.
Так, если в состав шамотного огнеупора (28%<Al2O3<45%) добавлять с целью повышения излучательной способности рецептуру динасового огнеупора (SiO2>93%) , то при 1500 °С между ними возникнет химическая реакция, а при 1600°С начнется разрушение структуры всей смеси.
При необходимости совместного применения, между изделиями разного химического состава кладут прокладку нейтрального огнеупора, чаще хромитовую.
Реальные оксидные системы при сравнительно низких (до 1300 К) температурах и отсутствии или малом количестве электропроводных примесей (оксидов железа, марганца, включений чистых металлов, серы и т. п.) представляют собой диэлектрики.
При высоких температурах и содержании электропроводных компонентов оксидные системы относятся к полупроводникам.
Радиационные характеристики одних и тех же промышленных огнеупоров могут значительно различаться в зависимости от способа изготовления, условий эксплуатации и т. п.
Ниже приведены литературные данные по спектральной eX,n и интегральной en нормальной излучательной способности, полученные для отечественных промышленных огнеупоров, нашедших наибольшее применение в теплоэнергетике. Среди применяемых в промышленности огнеупоров, можно выделить несколько больших классов, а именно: шамотные огнеупоры, глиноземистые, магнезитовые и хромомагнезитовые, динасовые.
Спектральное распределение излучательной способности огнеупорного бетона аналогично таковому у заполнителя, составляющего до 80 % от массы бетона.
Аналогичный состав (и следовательно, радиационные характеристики) имеют и керамические массы для огневых насадок.
Так, разработанные ВНИИпромгазом керамические массы для высокотемпературных газовых излучателей содержат технический глинозем (6580 %) и часовъярскую глину (20 %).
Иногда глинозем заменяется шамотом. В ряде случаев керамическая масса содержит меньше шамота (или каолина), но в ней присутствуют добавки оксидов железа и хрома, тальк и т. п.
В этом случае спектральная излучательная способность огнеупорной массы будет несколько отличаться поскольку, как отмечалось выше, оксиды железа увеличивают степень черноты в интервале длин волн 1,5-2,5 мкм, а оксиды хрома - спектральную степень черноты огнеупорной массы практически по всему спектру.
Использованные источники:
1. Багаутдинов И.З., Кувшинов Н.Е. Пути снижения тепловых выбросов на ТЭС. // Инновационная наука. 2016. № 3-3. С. 28-29.
2. Багаутдинов И.З., Кувшинов Н.Е. Особенности применения и работы турбодетандеров.// Инновационная наука. 2016. № 3-3. С. 29-31.
3. Багаутдинов И.З., Кувшинов Н.Е. Компримированный природный газ.// Инновационная наука. 2016. № 3-3. С. 31-33.
4. Багаутдинов И.З., Кувшинов Н.Е. Производство сжиженных газов и газовых топлив.// Инновационная наука. 2016. № 3-3. С. 33-34.
УДК 621.432.3
Хисматуллин Р. Ф. лаборант научно-исслед. лаборатории «СТиВПС» Казанский государственный энергетический университет
Россия, г. Казань
ИЗЛУЧАТЕЛЬНАЯ СПОСОБНОСТЬ ЗОЛОВЫХ ОТЛОЖЕНИЙ И
ШЛАКОВ
Аннотация: В статье рассматривается состояние исследований и определение излучательной способности металлов.
Ключевые слова: Поверхностей нагрева, хромоникелевых сплавов, степень черноты, неокисленной стали
Hismatullin R.F., laborant laboratory "STiVPS" Kazan State Power Engineering University
Russia, Kazan EMISSIVITY OF THE ASH DEPOSITS AND SLAG
Annotation: The article discusses the state of research and the definition of emissivity metal capacity.
