Экспериментальный комплекс и голографический метод измерения параметров дисперсного состава конденсированной фазы в продуктах сгорания в ДВС тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.01 ВАК РФ

На правах рукописи

Бразовский Василий Владимирович

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ КОМПЛЕКС И ГОЛОГРАФИЧЕСКИЙ МЕТОД ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ДИСПЕРСНОГО СОСТАВА КОНДЕНСИРОВАННОЙ ФАЗЫ В ПРОДУКТАХ СГОРАНИЯВ две

Специальность: 01.04.01 - Приборы и методы экспериментальной физики

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Барнаул 2006

Работа выполнена в Алтайском государственном техническом университете им. И.И. Ползунова

Научный руководитель: доктор физико-математических наук,

Евстигнеев Владимир Васильевич

Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук

Букатый Владимир Иванович

доктор физико-математических наук, Ражев Александр Михайлович

Ведущая организация: Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Томский политехнический университет, г.Томск

Защита состоится_26_декабря 2006 г. в_10_ч. в ауд._434_на заседании диссертационного совета Д 212.004.06 при Алтайском государственном техническом университете им. И.И. Ползунова по 656038, г. Барнаул, пр-т Ленина, 46

С диссертацией можно ознакомится в библиотеке Алтайского государственного технического университете им. И.И. Ползунова.

Автореферат разослан ^ноября 2006г.

Ученый секретарь диссертационного совета

С.П. Пронин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность. Сажеобразование — важный и постоянно изучаемый аспект горения, имеющий существенное практическое значение как положительное,- получение активного наполнителя резины и компонента печатных красок, так и отрицательное,- загрязнение окружающей среды выбросами промышленных энергетических установок и дизельными двигателями автомобилей. С одной стороны, сажа - промышленный продукт, который производится в мировом масштабе в количестве 107 т в год. Черная сажа используется в качестве наполнителя для эластомеров (2/3 всей сажи идет на производство шин), широко применяется в копировальных аппаратах и лазерных принтерах. С другой стороны, серьезные проблемы с выбросом сажи возникают в промышленных энергетических установках; дизельные двигатели примерно Юч-20% введенного топлива сначала превращают в сажу.

Ежегодный рост техногенного воздействия промышленности и транспорта на окружающую среду приводит к необратимым изменением значений ее параметров от ранее существовавших, что все чаще приводит к экологическим кризисам и катастрофам на локальном уровне (фотохимический смог, кислотные осадки, загрязнения водоемов) и в глобальном масштабе (образование парникового эффекта, разрушение озонового слоя). Эмиссия сажи от дизельных двигателей составляет значительную часть аэрозоля в атмосфере даже при хороших условиях работы и зависит от параметров работы двигателя. Содержание сажи в аэрозолях в некоторых районах достигает 20%.

Обеспечение экологического благополучия связано с выполнением конкретных научно-технических программ и решений. Снижение вредных выбросов автотранспорта связано с созданием фильтрующих материалов, оптимизацией процессов сгорания, применением альтернативных топлив и т.д. Для этого необходимо полное представление о выбросах, особенно точная диагностика быстропротекающих процессов сгорания, дающая возможность вести целенаправленную работу по созданию высокоэффективных технических решений.

Для понимания сложных процессов сажеобразования нужны адекватные модели, для тестирования которых требуются измерения ряда параметров, в частности пространственного распределения образующихся частиц и их распределения по размерам. При этом важно, чтобы данные параметры измерялись невозмущающими методами. Для этих целей лучше всего подходят лазерные диагностические методы, обладающие высокой пространственной и временной разрешающей способностью.

Цель работы - исследование дисперсного состава отработавших газов на различных режимах работы дизеля, в том числе на переходных режимах. Создание метода исследования физических параметров отработавших газов и приборного комплекса для исследования последних. Разработка метода голографической регистрации конденсированной фазы в отработавших газах, применимого в технических условиях. Измерение параметров аэрозольных частиц в быстропротекающих процессах с прямой компьютерной регистрацией и обработкой получаемых результатов.

Научная новизна работы заключается прежде всего в прямой (без использования промежуточных оптических элементов) регистрации голограммы пространственного распределения аэрозольных частиц выхлопных газов дизельного двигателя на матрицу скоростной цифровой камеры с непосредственным вводом информации в ЭВМ, что позволяет определение параметров частиц непосредственно и обеспечивает необходимую репрезентативность выборки. Реализация подхода к исследованию достигается предложением метода регистрации, устойчивого в условиях технической вибрации и неконтролируемых оптических помех, ранее для этих целей не применявшегося и в данной приборной и алгоритмической реализации использованного впервые.

Для описания результатов использована статистическая характеристика, снимающая проблему малых частиц при регистрации оптическими методами — распределение массы (объема) частиц по размерам.

Достоверность результатов обеспечивается физически ясным механизмом процесса регистрации, использованием прямой регистрации голограммы без использования дополнительных оптических элементов и сравнением полученных результатов с аналогичными результатами, описанными в литературе и полученными другими методами.

На защиту выносятся:

1. Метод определения дисперсного состава отработанных газов в быстропротекающих процессах, заключающийся в прямой регистрации голографической картины на матрицу скоростной цифровой камеры с непосредственным вводом информации в ЭВМ и дальнейшей компьютерной обработкой голограммы с использованием числовой голограф™.

2. Комплекс экспериментальной аппаратуры для голографического исследования дисперсного состава отработанных газов в быстропротекающих 1троцессах.

3. Поисковый алгоритм обработки голографического изображения, заключающийся в обнаружении частицы в предметной области методом Монте-Карло и дальнейшем расчете ее параметров.

4. Результаты исследования предложенным методом дисперсного состава отработанных газов в процессах сгорания топлива в дизельном

двигателе «КамАЗ-740» на различных режимах работы, показывающие характер формирования твердых частиц.

Практическая значимость работы заключается в том, с помощью голографического метода определены размеры частиц конденсированной фазы в выхлопных газах дизельного двигателя КамАЗ-740, получено распределение частиц по размерам. Созданный метод и приборный комплекс позволяют изучить физические процессы, происходящие в отработанных газах двигателя и служить исходным материалом при создании устройств для отчистки дымовых газов от твердых частиц, а также оптимизации рабочих процессов двигателя с целью применения альтернативных топлив.

Апробация работы. Основные положения и результаты работы докладывались на следующих конференциях: «Fundamental problems and modern technologies of material science» (FPMTMS). The 2-d Russia-Chines School-Seminar, Barnaul, 2002; Эволюция дефектных структур в конденсированных средах, Барнаул, 2001; Четвертая и пятая краевые конференции по математике, Барнаул, 2001 и 2002; Научно-технические конференции студентов, аспирантов и профессорско-преподавательского состава технического университета, Барнаул, 2001, 2002, 2003 и 2006; Молодежь - Барнаулу. Научно-практическая конференция (22-24 ноября 2004 г.), III Международную конференцию студентов и молодых ученых «Перспективы развития фундаментальных наук», Томск, 2006.

Публикации. По теме диссертации имеется 14 публикаций, из них 5 статей, в том числе одна в журнале «Ползуновский вестник», входящий в список ВАК, остальные работы в трудах перечисленных выше конференций и научных журналах.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы, имеет 119 стр. машинописного текста, в тексте приведено 58 рисунков.

Основное содержание работы

Во введении обосновывается актуальность темы диссертации, описаны цели и задачи исследования и методы их достижения, приведена общая характеристика работы.

В первой главе рассмотрены методы исследования конденсированной фазы в отработавших газах дизельных двигателей. Подчеркивается, что все исследования имеют чисто прикладной характер. Получаемые результаты ориентированы на конкретный метод и измерительный прибор. За рамками используемого метода сравнение результатов практически лишено смысла и значительно расходится для различных методов исследований. Отсутствуют строгие определения конденсированной фазы и твердых частиц в отработавших газах. Различные методы исследования не изучены на предмет репрезентативности.

Также описаны известные ранее голографические методы регистрации и отмечены их достоинства и недостатки.

Вторая глава посвящена описанию предлагаемого метода прямой регистрации голографической картины на матрицу скоростной цифровой камеры и дальнейшей обработкой голограммы с использованием числовой голографии.

Для регистрации используется осевая схема, приведенная на рис. 1.

Рис. 1. Осевая схема записи голограммы микрочастиц. Голограмма образуется на регистрирующем материале 4 как результат интерференции опорного пучка 1 и предметного излучения 5 (рассеянного частицами лазерного излучения).

Для обеспечения необходимого разрешения регистрируемый объект располагался на расстоянии около 5 см от матрицы цифровой камеры. На матрицу сначала регистрировалось излучение лазера без исследуемых частиц, затем излучение, прошедшее через аэрозоль. Вторая картина вычиталась из первой, кроме того, из зарегистрированной картины вычиталась постоянная засветка матрицы, которой техническими средствами устранить не удавалось. В результате этих операций остается чистая голо-графическая картина (Рис. 2), которая далее подвергается обработке.

Рис. 2. Участок голограммы, полученной на экспериментальной установке.

Цифровое восстановление основано на использовании приближения Кирхгофа задачи о дифракции. Интеграл Френеля-Кирхгофа устанавливает связь между распределениями комплексной амплитуды света в плоскости объекта (или голограммы) и в плоскости, удаленной на некоторое расстояние в направлении распространения волн.

Если размеры голограммы и объекта малы по сравнению с расстоянием между ними, то справедливо параксиальное приближение Френеля, которое позволяет находить комплексную амплитуду:

Р0(х0»Уо»2) = -| ЦУКх,у) хехр^^х-хо)2 +(у-Уо)2]|с1хс1у

Здесь с - нормировочная константа.

Интенсивность в области изображения пропорциональна квадрату модуля комплексной амплитуды.

Голограмма выдается в виде ВМР-файла размером 1360x1024 точек. Полное восстановление картины в предметной области с хорошим разрешением (размеры исследуемых аэрозольных частиц обычно лежат в пределах 1-ьЗО мкм) известными вычислительными методами требует около года чистого машинного времени. Поэтому численный анализ полученных картин осуществляется поисковыми методами по выборке отдельных зарегистрированных частиц.

Работоспособность метода проверялась с помощью измерений водного аэрозоля. Небольшой участок сечения в предметной области на расстоянии 5 см от голограммы приведен на рис. 3, соответствующее распределение частиц воды по размерам, полученное с помощью ультразвукового генератора - на рис. 4.

Рис. 3. Пространственное распределение частиц водного аэрозоля.

Рис. 4. Распределение частиц водного аэрозоля по размерам.

При обработке голограмм методами компьютерной голографии возникает проблема выбора уровня бинаризации. Для обеспечения достоверности при отсутствии точной информации о спектральных свойствах исследуемого объекта,- в отработанных газах присутствует более 1200 различных соединений с существенно разными спектральными свойствами,-уровень бинаризации выбирался таким образом, чтобы наиболее вероятное значение распределения частиц в ненагруженном режиме совпадало с

аналогичным, полученным на электронном микроскопе. Общая нормировка голограмм позволяла пользоваться найденным значением уровня бинаризации для всех измерений. !

Третья глава посвящена описанию экспериментальной установки.

Экспериментальная установка состоит из испытательного стенда с двигателем КАМАЗ-740, позволяющего контролировать режимы работы двигателя и регистрирующей установки, собранной по осевой схеме регистрации голографической картины выхлопных газов двигателя. Фотография оригинальной части экспериментальной установки приведена на рис. 5.

Рис. 5. Фотография экспериментальной установки. Схема регистрации голографической картины потока выхлопных газов приведена на рис. 6.

ОГот двигателя

к Э1

И^Ц Пр О 00 ; И Од

11 к блоку -"\пнтания

глушителю

Рис. 6. Схема регистрации конденсированной фазы отработанных газов. Описаны основные элементы схемы и особенности исследованных режимов работы двигателя.

Четвертая глава посвящена изложению результатов проведенных исследований и их сравнительному анализу для различных режимов работы

двигателя. Проводится сопоставление с результатами работ других авторов. ..

Проведено исследование особенностей регистрации аэрозоля выхлопных газов. Показано, что увеличение времени регистрации приводит к «размазыванию» изображения регистрируемой частицы вдоль направления ее движения. Тем не менее, это не исключает возможности получить оценку ее диаметра.

Использованный метод позволяет рассчитать структуру отдельных частиц. Характеристика частицы ее «диаметром» оказывается несколько ограниченной. Структура отдельной частицы приведена на рис. 7.

Рис. 7. Структура отдельной частицы (расчет) под разными углами зрения. Здесь шарики означают шаг вычислений — 0,5 мкм.

Измерения проводились при следующих режимах работы двигателя.

1. После запуска двигателя были установлены 800 мин"1 - обороты холостого хода, двигатель работал без нагрузки

2. Обороты вращения коленвала были увеличены до 1500 мин"1, двигатель работал без нагрузки, температура охлаждающей жидкости менее 40°С.

3. При оборотах вращения коленвала 1500 мин"1, с помощью балансир-машины была создана нагрузка 95кВт, температура охлаждающей жидкости менее 40°С.

4. Потом двигатель был прогрет до рабочей температуры 80°С, установлены 800 мин"1 — обороты холостого хода, двигатель работал без нагрузки.

5. Обороты вращения коленвала были увеличены до 1500 мин"1, двигатель работал без нагрузки, температура охлаждающей жидкости 80°С.

6. При оборотах вращения коленвала 1500 мин"1, с помощью балансир-машины была создана нагрузка 95 кВт, температура охлаждающей жидкости 80°С. ,

7. Двигатель был выведен на номинальный режим работы т.е.: установлены номинальные (при которых достигается максимальная мощность двигателя) обороты вращения коленвала 2600 мин'1, с помощью балансир-машины была создана нагрузка 160 кВт, температура охлаждающей жидкости 80°С. I

8. Двигатель был выведен на режим холостого хода, после чего увеличивая подачу топлива, одновременно увеличивалась нагрузка на двигатель т.е.: создавался режим разгона двигателя до номинальных оборотов вращения коленвала с синхронным увеличением нагрузки до максимальной. |

Для сопоставления с результатами других авторов строились гистограммы распределения числа частиц по диаметрам.

Для примера на рис. 8 приведена гистограмма характерного распределения, - для режима 6 - работа двигателя с малой нагрузкой.

4 мкм

Рис. 8. Гистограмма распределения числа частиц по диаметрам - режим 6.

Особенность образования частиц в процессе горения заключается в сложной комбинации большого числа химических процессов в совокупности с процессами конденсации и сублимации. Как результат - наличие большого числа частиц субмолекулярных размеров, которые реально не могут быть зарегистрированы. Поэтому такая характеристика как распределение числа частиц по размерам в действительности имеет ограниченную применимость и может быть использована только в рамках конкретного прикладного метода измерений.

Мы считаем необходимым пользоваться для характеристики конденсированной фазы другой характеристикой — распределением массы (объема) вещества по диаметрам частиц. Особенность такой характеристики образующихся в процессе горения отработанных газов как наличие частиц субмолекулярных размеров практически не влияет на вид данного распределения и данное распределение позволит сравнивать качественный состав дисперсной фазы отработанных газов при использовании качественно различных методов измерений.

На рисунках 9-11 приведены полученные гистограммы распределений массы (объема) вещества для режимов холостого хода, малой и номинальной нагрузок работы двигателя. Объем выражен в единицах мкм3.

(I, мкм

Рис. 9. Гистограмма распределения объема вещества по диаметрам для режима 2.

4мкм'г

Рис. 10. Гистограмма распределения объема вещества по диаметрам для режима 6.

с1, мкм

Рис. 11. Гистограмма распределения объема вещества по диаметрам для режима 7.

В заключен™ перечислены основные результаты работы.

Основные результаты диссертационной работы.,

1. Предложен и реализован цифровой метод голографической регистрации конденсированной фазы в отработавших газах. Регистрация аэрозольных частиц в быстропротекающих процессах осуществлена на матрицу скоростной цифровой камеры с прямой компьютерной обработкой получаемых результатов

2. Разработана методика обработки полученной голограммы. На матрицу регистрируется сначала картина без частиц, затем при наличии частиц и из первой картины вычитается вторая. Кроме того, из зарегистрированной картины вычитается постоянная общая засветка. Полученная чистая голограмма зарегистрированного пространственного распределения частиц нормируется и передается комплексу программ для обработки методами числовой голографии.

3. Создан комплекс экспериментальных установок для исследования конденсированной фазы выхлопных газов дизеля КамАЗ-740. Экспериментальный комплекс состоит из испытательного стенда, позволяющего устанавливать требуемые режимы работы двигателя и оптической схемы для голографической регистрации конденсированной фазы в выхлопных газах с прямым вводом получаемой голографической картины в компьютер.

4. Разработан и реализован поисковый алгоритм обработки голографической картины. Алгоритм основан на поиске частицы с использованием метода Монте-Карло и дальнейшего определения ее параметров (раз-

меры, конфигурация, положение в пространстве, с дальнейшим накоплением выборки и определением статистических характеристик последней.

5. Получено распределение частиц водного аэрозоля при ультразвуковом распылении.

6. Проведены измерения распределения частиц по размерам в выхлопных газах дизельного двигателя КамАЗ-740 при различных режимах работы.

7. Рассчитана структура отдельных сажистых частиц, подтверждающая утверждение о несферичности данных частиц.

8. Предложено характеризовать параметры сажистых частиц распределение массы (объема) вещества по размерам.

9. Проведен анализ результатов проведенных измерений и на их основе обсуждается возможный механизм формирования сажистых частиц.

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах.

1. Бразовский В.В., Вагнер В.А. Лазерный метод диагностики сгорания топлива. // Горизонты образования. 2005. В.7, с.37-60. http://edu.secna.ru/main/review/2005/n7/brava5.pdf

2. Бразовский В.В., Вагнер В.А., Евстигнеев В.В., Еськов А.В., Пролубни-ков В.И., Тубалов Н.П. Голографический метод исследования дисперсного состава аэрозоля. // Горизонты образования. 2006. В. 8, с. 1-9. http://edu.secna.ru/main/review/2006/n8/brava61/pdf

3. Бразовский В.В., Барсуков Г.В., Вагнер В.А., Русаков В.Ю. Система сбора информации для исследования механизма сажеобразования в вих-рекамере двигателя. // Горизонты образования. 2006. В. 8, с. 10-15. http://edu.secna.ru/main/review/2006/n8/brava62/pdf

4. Бразовский В.В., Бразовская О.В. Метод расчета прочностных параметров кристалла ab initio // Четвертая краевая конференция по математике: Материалы конференции. Барнаул: Изд-во Алт.ун-та, 2001. С. 54-55

5. Бразовский В.В., Попович B.C. Расчет модуля Юнга кристалла никеля ab initio. // Научное творчество студентов и сотрудников. 59-я Научно-техническая конференция студентов, аспирантов и профессорско-преподавательского состава технического университета. Автотракторный факультет АлтГТУ/АлтГТУ- Барнаул, Изд-во АлтГТУ, 2001.- С. 59

6. Бразовский В.В., Бразовская О.В., Глушкова C.B. Метод перехода от микро к макропараметрам кристалла при моделировании. // Эволюция дефектных структур в конденсированных средах: Тезисы докладов./ АлтГТУ.- Барнаул, Изд-во АлтГТУ, 2001.- С. 162-163.

7. Бразовский В.В., Бразовская О.В. Элементарные процессы ползучести на границе кручения // Пятая краевая конференция по математике: Материалы конференции. Барнаул: Изд-во Алт. ун-та, 2002. С. 52-53.

8. Баранов М.А., Бразовский В.В., Бразовская О.В., Бумажникова К.Н. Расчет параметров потенциала Морзе // Горизонты образования. 2002. в. 4/ Юбилейная 60-я научно-техническая конференция студентов, аспирантов и профессорско-преподавательского состава, посвященная 60-летию АлтГТУ. Часть 10. Факультет инженерной педагогики и информатики.- Барнаул: изд-во АлтГТУ, 2002. - С. 10.

9. Baranov М.А., Brazovskiy V.V., Brazovskaja O.V., Bumazhnikova K.N. Computer simulation of electronic distributions in atoms Cu, Ni and Al and potential construction of interatomic interaction of it alloys // Fundamental problems and modern technologies of material science (FPMTMS). The 2-d Russia-Chines School-Seminar. ¡ Book of abstracts.- Altay State Technical Universirty: Barnaul, 2002.- P. 50-51.

Баранов M.A., Бразовский B.B., Бразовская O.B., Бумажникова К.Н. Компьютерное моделирование распределения электронов в атомах Си, Ni и Al и построение потенциалов межатомного взаимодействия в их сплавах // Фундаментальные проблемы и технологии современного материаловедения. 2-я российско-китайская школа семинар. Сборник тезисов.- АлтГТУ: Барнаул, 2002.- С. 50-51.

10. Баранов М.А., Бразовский В.В., Бразовская О.В., Бумажникова К.Н. Исследование влияния радиуса обрезания на параметры потенциала Морзе. //61-я научно-техническая конференция студентов, аспирантов и профессорско-преподавательского состава. Часть 8. Факультет инженерной педагогики и информатики.-Барнаул: изд-во АлтГТУ, 2003.-С.56-58.

11. Бразовский В.В., Дружинин В.А. Резинометаллический шарнир автомобиля.// Молодежь-Барнаулу. Материалы научно-практической конференции (22-24 ноября 2004 г.).- Барнаул: «Азбука», 2004.- С. 280-281.

12. Бразовский В.В. Разработка программного обеспечения для исследования аэрозолей методом числовой голографии. // 3-я Всероссийская научно-техническая конференция студентов, аспирантов и молодых ученых. Программное обеспечение вычислительной техники и автоматизированных систем. Алт.гос.техн.ун-т им. И.И.Ползунова. - Барнаул: изд-во АлтГТУ, 2006. - С. 45-47. i

13. Бразовский В.В. Дисперсный состав конденсированной фазы в продуктах сгорания в ДВС // ЭФТЖ. 2006. Т. 1.-С. 63-75.

http://eftj .secna.ru/0501/06014r.pdf

14. Бразовский В.В., Вагнер В.А., Евстигнеев В.В., Пролубников В.И., Тубалов Н.П. Распределение твердых частиц выхлопных газов по размерам // Ползуновский вестник. 2006. в. 4. - С. 187-193.

Подписано в печать 01.10.2006. Формат 60x84 1/16. Печать - ризография. Усл.п.л. Тираж 100 зкз. Заказа/2006. Издательство Алтайского государственного технического университета им. И.И. Ползунова, 656038, г. Барнаул, пр-т Ленина, 46. Лицензии: ЛР № 020822 от 21.09.98 года, ПЛД № 28-35 от 15.07.97 Отпечатано в ЦОП АлтГТУ 656038, г. Барнаул, пр-т Ленина, 46

Введение

Глава 1. Методы регистрации аэрозольных частиц в конденсированной 9 фазе продуктов сгорания углеводородных топлив

1.1 Состав конденсированной фазы продуктов сгорания

1.2 Приборы для определения оптической плотности 13 конденсированной фазы

1.3 Приборы для определения массового содержания твердых частиц в 19 конденсированной фазе

1.4 Оптические свойства твердых частиц в потоках отработавших 24 газов

1.5. Измерение концентрации сажи в цилиндре дизеля

1.6. Дифракционные методы исследования дисперсного состава ОГ

1.7 Голографический метод регистрации

1.8 Постановка задачи исследования

Глава 2. Метод регистрации аэрозольных частиц

2.1 Особенности подхода к проблеме регистрации аэрозольных частиц

2.2 Голографический метод регистрации аэрозолей

2.3 Осевая схема записи голограммы

2.4 Разрешающая способность голограммы

2.5 Исходные положения для восстановления изображения 58 голографируемого объекта

2.6 Апробирование метода

2.7 Регистрация изображения и предварительная обработка 61 результатов

2.8 Алгоритм обработки экспериментальных голограмм

2.9 Основные результаты главы

Глава 3. Экспериментальная установка, приборы и оборудование для 71 определения параметров конденсированной фазы продуктов сгорания углеводородного топлива

3.1 Испытательный стенд на базе дизеля «КамАЗ-740»

3.2 Экспериментальная установка для измерения дисперсности 77 конденсированной фазы отработанных газов дизеля

3.3 Проведение эксперимента

Глава 4. Исследование конденсированной фазы в выхлопных газах двигателя КамАЗ

4.1 Особенности обработки голограмм выхлопных газов

4.2 Эффект «движущихся частиц»

4.3 Структура отдельных частиц

4.4 Измерение размеров частиц в различных исследованных режимах

4.5 Формирование твердых частиц

4.6 Результаты главы 4 105 Заключение 107 Литература

Актуальность. Сажеобразование - важный и постоянно изучаемый аспект горения, имеющий существенное практическое значение как положительное,- получение активного наполнителя резины и компонента печатных красок, так и отрицательное,- загрязнение окружающей среды выбросами промышленных энергетических установок и дизельными двигателями автомобилей. С одной стороны, сажа - промышленный продукт, который производится в мировом масштабе в количестве 10 т в год. Черная сажа используется в качестве наполнителя для эластомеров (2/3 всей сажи идет на производство шин), широко применяется в копировальных аппаратах и лазерных принтерах. С другой стороны, серьезные проблемы с выбросом сажи возникают в промышленных энергетических установках; дизельные двигатели примерно 10-г20% введенного топлива сначала превращают в сажу [1].

Ежегодный рост техногенного воздействия промышленности и транспорта на окружающую среду приводит к необратимым изменением значений ее параметров от ранее существовавших, что все чаще приводит к экологическим кризисам и катастрофам на локальном уровне (фотохимический смог, кислотные осадки, загрязнения водоемов) и в глобальном масштабе (образование парникового эффекта, разрушение озонового слоя). Эмиссия сажи от дизельных двигателей составляет значительную часть аэрозоля в атмосфере даже при хороших условиях работы и зависит от параметров работы двигателя. Содержание сажи в аэрозолях в некоторых районах достигает 20% [2].

Обеспечение экологического благополучия связано с выполнением конкретных научно-технических программ и решений. Снижение вредных выбросов автотранспорта связано с созданием фильтрующих материалов, оптимизацией процессов сгорания, применением альтернативных топлив и т. д. Для этого необходимо полное представление о выбросах, особенно точная диагностика быстропротекающих процессов, дающая возможность вести целенаправленную работу по созданию высокоэффективных технических решений [3, 4]. Дисперсный состав сажи также неизбежно будет определять свойства эластомеров при их производстве.

Для понимания сложных процессов сажеобразования нужны адекватные модели, для тестирования которых требуются измерения ряда параметров, в частности пространственного распределения образующихся частиц и их распределения по размерам. При этом важно, чтобы данные параметры измерялись невозмущающими методами. Для этих целей лучше всего подходят лазерные диагностические методы, обладающие высокой пространственной и временной разрешающей способностью.

Цель работы - исследование дисперсного состава отработавших газов на различных режимах работы дизеля, в том числе на переходных режимах. Создание метода исследования физических параметров отработавших газов и приборного комплекса для исследования последних. Разработка метода голо-графической регистрации конденсированной фазы в отработавших газах, применимого в технических условиях. Измерение параметров аэрозольных частиц в быстропротекающих процессах с прямой компьютерной регистрацией и обработкой получаемых результатов.

Научная новизна работы заключается прежде всего в прямой (без использования промежуточных оптических элементов) регистрации голограммы пространственного распределения аэрозольных частиц выхлопных газов дизельного двигателя на матрицу скоростной цифровой камеры с непосредственным вводом информации в ЭВМ, что позволяет определение параметров частиц непосредственно и обеспечивает необходимую репрезентативность выборки. Реализация подхода к исследованию достигается предложением метода регистрации, устойчивого в условиях технической вибрации и неконтролируемых оптических помех, ранее для этих целей не применявшегося и в данной приборной и алгоритмической реализации использованного впервые.

Для описания результатов использована статистическая характеристика, снимающая проблему малых частиц при регистрации оптическими методами - распределение массы (объема) частиц по размерам.

На защиту выносятся:

1. Метод определения дисперсного состава отработанных газов в быстро-протекающих процессах, заключающийся в прямой регистрации гологра-фической картины на матрицу скоростной цифровой камеры с непосредственным вводом информации в ЭВМ и дальнейшей компьютерной обработкой голограммы с использованием числовой голографии.

2. Комплекс экспериментальной аппаратуры для голографического исследования дисперсного состава отработанных газов быстропротекающих процессов.

3. Поисковый алгоритм обработки голографического изображения, заключающийся в обнаружении частицы в предметной области методом Монте-Карло и дальнейшем расчете ее параметров.

4. Результаты исследования предложенным методом дисперсного состава отработанных газов в процессах сгорания топлива в дизельном двигателе «КамАЗ-740» на различных режимах работы, показывающие характер формирования твердых частиц.

Достоверность результатов обеспечивается физически ясным механизмом процесса регистрации, использованием прямой регистрации голограммы без использования дополнительных оптических элементов и сравнением полученных результатов с аналогичными результатами, описанными в литературе и полученными другими методами.

Практическая значимость работы заключается в том, что созданный метод и приборный комплекс позволяет изучать физические процессы, происходящие в отработанных газах двигателя и служить исходным материалом при создании устройств для отчистки дымовых газов от твердых частиц, а также оптимизации рабочих процессов двигателя и применения альтернативных топлив.

Апробация работы. Основные положения и результаты работы докладывались на следующих конференциях: «Fundamental problems and modern technologies of material science» (FPMTMS). The 2-d Russia-Chines School-Seminar, Barnaul, 2002; Эволюция дефектных структур в конденсированных средах, Барнаул, 2001; Четвертая и пятая краевые конференции по математике, Барнаул, 2001 и 2002; Научно-технические конференции студентов, аспирантов и профессорско-преподавательского состава технического университета, Барнаул, 2001, 2002, 2003 и 2006; Молодежь - Барнаулу. Научно-практическая конференция (22-24 ноября 2004 г.), III Международная конференция студентов и молодых ученых «Перспективы развития фундаментальных наук», Томск, 2006.

Публикации. По теме диссертации имеется 14 публикаций, из них 5 статей, в том числе одна в журнале «Ползуновский вестник», входящий в список ВАК, остальные работы в трудах перечисленных выше конференций и научных журналах.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы, имеет 119 стр. машинописного текста, в тексте приведено 58 рисунков.

Основные результаты диссертационной работы.

1. Предложен и реализован метод голографической регистрации конденсированной фазы в отработавших газах, применимый в условиях неустранимой технической вибрации и неустранимом паразитном световом фоне. Регистрация аэрозольных частиц в быстропротекающих процессах осуществлена на матрицу скоростной цифровой камеры с прямой записью получаемой голографической картины в компьютер. Голограмма выдается в виде ВМР-файла размером 1360x1024 точек.

2. Разработана методика обработки полученной голограммы. На матрицу регистрируется сначала картина без частиц, затем при наличии частиц и из первой картины вычитается вторая. Кроме того, из зарегистрированной картины вычитается постоянная общая засветка. Разностная картина нормируется. Полученная чистая голограмма зарегистрированного пространственного распределения частиц передается для обработки методами числовой голографии.

3. Осуществлена пробная регистрация голографической картины распределения водного аэрозоля, полученного с помощью лабораторного ультразвукового генератора.

4. Создан комплекс экспериментальных установок для исследования конденсированной фазы выхлопных газов дизеля КамАЗ-740. Экспериментальный комплекс состоит из испытательного стенда, позволяющего устанавливать требуемые режимы работы двигателя и оптической схемы для голо-графической регистрации конденсированной фазы в выхлопных газах с прямым вводом получаемой голографической картины в компьютер.

5. Проведено исследование особенностей регистрации аэрозоля выхлопных газов. Показано, что увеличение времени регистрации приводит к «размазыванию» изображения регистрируемой частицы вдоль направления ее движения. Тем не менее, это не исключает возможности получить оценку ее диаметра.

6. Разработана программа, позволяющая по полученной голограмме (предварительно обработанной и нормированной) выбирать отдельную частицу, строить ее объемное изображение и показывать на экране в режиме анимации. Получены картины, показывающие структуру отдельной частицы конденсированной фазы отработанных газов дизельного двигателя. Подтвержден факт несферичности частиц. Характеристика частицы ее «диаметром» оказывается несколько ограниченной, поэтому расчеты моментов распределений выше первого вряд ли целесообразны.

7. При обработке голограмм методами компьютерной голографии возникает проблема выбора уровня бинаризации. Для обеспечения достоверности при отсутствии точной информации о спектральных свойствах исследуемого объекта,- в отработанных газах присутствует более 1200 различных соединений с существенно разными спектральными свойствами,- уровень бинаризации выбирается таким образом, чтобы наиболее вероятное значение распределения частиц в ненагруженном режиме совпадало с аналогичным, полученным на электронном микроскопе. Общая нормировка голограмм позволяет пользоваться найденным значением уровня бинаризации для всех измерений.

8. Разработан и реализован поисковый алгоритм обработки голографи-ческой картины. Алгоритм основан на поиске частицы с использованием метода Монте-Карло, определения ее параметров (размеры, конфигурация, положение в пространстве) с дальнейшим накоплением выборки и определением ее статистических характеристик.

9. Проведены измерения распределения частиц по размерам в выхлопных газах дизельного двигателя КамАЗ-740 при различных режимах работы. Для сравнения с результатами работ других авторов построены гистограммы распределений числа частиц по диаметрам. Отмечено, что использование данного распределения при регистрации конденсированной фазы отработанных газов не отвечает критерию репрезентативности выборки и существенно зависит от метода измерений, точнее, от уровня обрезания малых частиц в конкретном используемом методе измерений. Данный факт делает бессмысленным нормировку распределения.

Мы считаем необходимым пользоваться для характеристики конденсированной фазы другой характеристикой - распределением массы (объема) вещества по диаметрам частиц. Особенность последней характеристики - наличие частиц субмолекулярных размеров практически не влияет на вид данного распределения и данное распределение позволяет сравнивать качественный состав дисперсной фазы выхлопных газов при использовании качественно различных методов измерений. При построении данного распределения существенную и определяющую роль начинает играть именно дальнее крыло, т.е. крыло распределения с частицами большого диаметра. Отмечается, что и в этом случае проблема теории крыльев распределений остается актуальной.

10. Проведенные измерения в совокупности с работами других авторов позволяет сделать следующий вывод о процессе формирования конденсированной фазы отработанных газов дизельного двигателя. Распределение зародышей конденсированной фазы, возникающее в пламени в камере сгорания, отвечает образованию зародышей с размерами 0,1 - 0,3 мкм. Далее образовавшиеся зародыши попадают в выпускной канал двигателя и затем в выхлопную трубу. Размер образовавшихся частиц будет определяться двумя основными параметрами - начальной концентрацией и скоростью охлаждения газоконденсатной смеси. При этом основным сценарием роста частиц является агломерация.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Новоселов А.Л., Пролубников В.И., Тубалов Н.П. Совершенствование очистки отработавших газов дизелей на основе СВС-материалов.- Новосибирск: Наука, 2002.- 96 с.

2. Беспамятнов Г.П., Кротов Ю.А. Предельно допустимые концентрации химических веществ в окружающей среде.- Л.: Химия, ЛО, 1985,- 528 с.

3. Болдырев И.В., Смирнова Т.Н., Голосман Е.З. Нейтрализация отработавших газов ДВС на основе цементосодержащих катализаторов. // Двигателе-строение.- 1998, № 2,- С. 40-41.

4. Детри И.П. Атмосфера должна быть чистой.- М.: Прогресс, 1973.- 379 с.

5. Варшавский И.Л., Малов Р.В. Как обезвредить отработавшие газы автомобиля. М.: Транспорт, 1968. - 127 с.

6. Звонов В.А. Токсичность двигателей внутреннего сгорания /Изд. 2-е, пере-раб. и доп. М.: Машиностроение, 1981. - 160 с.

7. Ахмедов Р.Б., Цирюльников Л.М. Технология сжигания горючих газов и жидких топлив. Л.: Недра, 1994. - 238 с.

8. Жегалин О.И., Лупачев П.Д. Снижение токсичности автомобильных двигателей. М.: Транспорт, 1985. - 120 с.

9. Автомобильный справочник. Перевод с англ. Первое русское издание. -М.: Издательство «За рулем», 2000. 896 с.

10. Баранов Н.А. Разработка методов и проведения экспериментальных исследований на двигателе условий образования и физических свойств дизельной сажи: Дис. канд. техн. наук /ЦНИДИ. Л., 1981. - 142 с.

11. Баранов Н.А., Смайлис В.И. Исследование высокотемпературной сублимации и дисперсного состава дизельной сажи // Экспериментальные и теоре-тич. исслед. по создан, новых диз. и агрег. /Труды ЦНИДИ. Л., 1980.-С.83-89.

12. Влияние типа рабочего процесса и режимов работы быстроходных дизелей на свойства сажи и отработавших газов /Вихерт М.И., Кратко А.П., Рафаль-кес И.С. и др. //Автомобильная промышленность. 1975. - №10 - С.8-11.

13. Баранов Н.А., Королев Е.В. Экспериментальное исследование механизма образования дизельной сажи //Труды ЦНИДИ. Л.: ЦНИДИ, 1983, -С.143-145.

14. Белинкий JI.M. Теплоизлучение в камерах сгорания быстроходного двигателя с воспламенением от сжатия //Труды НИЛД. М.: Машгиз, 1955. №1-С.83-113.

15. Математическое моделирование и исследование процессов в ДВС: Учебное пособие /С.И.Алексеенко, В.В.Арапов, В.С.Бабкин и др. /Под ред. В.А.Вагнер, Н.А.Иващенко, В.Ю.Русакова. Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 1997.-198 с.

16. Махов В.В., Тереньтьев В.Л. Оптический метод определения локального сажесодержания в камере сгорания дизеля //Токсичность ДВС. М.: ВЗМИ, 1977.-С.66-67.

17. Вагнер В.А., Новоселов А.Л., Лоскутов А.С. Снижение дымности дизелей /Алт. краевое правление Союза НИО СССР. -Барнаул: Б.И., 1991. -140с.

18. Гладышев А.В. Разработка экспериментального метода исследования мгновенных полей температуры и концентрации сажи в цилиндре дизеля: Дис. канд. техн. наук /АлтПИ им.И.И.Ползунова. Барнаул, 1990. -180с.

19. Рабочие процессы дизелей. /В.В.Арапов, В.А.Вагнер, Л.В.Грехов и др. /Под ред. В.А.Вагнер, Н.А.Иващенко, Д.Д.Матиевского. Барнаул: Изд-воАлтГТУ, 1995.-183 с.

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

21. Блох А.Г. Теплообмен в топках паровых котлов. Л.: Энергоиздат, 1984. -240с.

22. Stull V.R., Plass G.N. Emissivity of dispersed carbon particles. Jorn. of the Optical Society of America. - 1960. - vol. 50. - №2 - p. 55-71.

23. Konteni K., Gotoh S. Measurement of soot in a diesel combustion chamber by high-speed shadowgraphy / SAE Technical Paper Series, 1983, № 831291. p.31-43.

24. Lee S.C., Tien C.L. Proc. 18th Int. Symposium. Combustion Inst., 1981, № 1159, p.22-28.

25. Лоскутов A.C. Исследование механизмов образования топливных окислов азота и сажи в цилиндре дизеля: Дис. канд. техн. наук /ЛПИ. Л., 1983.-293 с.

26. Борен К., Хафмен Д. Поглощение и рассеяние света малыми частицами / Пер. с англ. З.И.Фейзулина и др. М.: Мир, 1986. - 600 с.

27. Кузнецов Д.С. Специальные функции /Изд. 2-е перераб. и доп. М.: Высшая школа, 1965. - 424 с.

28. Dalzell H.W., Sarofim A.F. Optical constants of soot and their applications to hear flux calculations // Trans. ASME. Ser. C. /Journ. of Heat Transfer, 1969, v. 91, N 1, p. 100-104.

29. Wie G., Beitrage zur Optik triiber Medien apaziell koloideler Metallosungen. Phys, 25,377-445.1998.

30. Батурин C.A., Лебедев O.H. Исследование процессов сажевыделения и тепловыделения в судовом дизеле при работе на эмульсированном топливе // Тр.Новосиб. ин-та водного транспорта, Новосибирск,- 1975.- Вып. 100. -с. 38-40.

31. Дейч М.Е., Филипов Г.А. Газодинамика духфазных сред. М.: Энергия., 1968.

32. Шифрин К.С. Излучение свойств вещества по однократному рассеянию // Теоретические и прикладные проблемы рассеяния света. Минск, 1971.

33. Шифрин К.С., Чаянова Э.А. Определение спектра частиц по индикатрисе рассеяния // Из. АН СССР, 1966. Т. 2, № 2.

34. Иванов А.П., Хайрулина А.Я., Чайковский А.П. Исследование параметров рассеивающих сред методами статистической оптики. Минск, 1980.

35. Шифрин К.С., Пунина В.А. Об индикатрисе рассеяния света в области малых углов // Из. АН СССР, 1968. Т. 4, № 7.

36. Д.И.Стаселько. Особенности голографической регистрации быстропроте-кающих процессов при использовании импульсного лазера на рубине. В сб. "Оптическая голография", JL: "Наука", 1975.- С. 4-70.

37. Гуляев П.Ю., Коротких В.М., Еськов А.В., Карпов И.Е. Функция распределения частиц по размерам для определения степени искажения оптического сигнала ТВ-диагностики // Вестник АлтГТУ. 1999. № 2. С. 59-60.

38. Гуляев П.Ю., Иордан В. И., Карпов И.Е., Еськов А.В. Ошибка восстановления функции распределения частиц по размерам в методе малых углов // Вестник АлтГТУ. 1999. № 2. С.57-58.

39. Водзинский А.И., Сойфер В.А., Храмов А.Г. Исследование пространственных ансамблей частиц с применением метода числовой голографии / Материалы 9 Всесоюзной школы по голографии. ЛИЯФ, JL, 1977. http://bsfp.media-security.ru/school9/13.htm

40. М.Борн, Э.Вольф. Основы оптики. М., "Наука", 1973.- 428 е.

41. Р.Кольер, К.Беркхарт, Л.Лин. Оптическая голография. М.: "Мир", 1973, 126 с.

42. Мансуров З.А. Сажеобразование в процессах горения. // Физика горения и взрыва. 2005. Т.41, № 6. С. 137-156.

43. Миллер М. Голография: теория, эксперимент, применения. Л.: Машиностроение, 1979.- 209 с.

44. Колфилд Г. Оптическая голография. Т.1.- М.: Мир, 1982.- 376 с.

45. Гинзбург В.М., Степанов Б.М. Голографические измерения.- М.: Радио и связь, 1981.-296 с.

46. Д.А.Ягодников, Е.И.Гусаченко. Экспериментальное исследование дисперсности конденсированных продуктов сгорания аэровзвеси частиц алюминия.// Физика горения и взрыва, 2004, № 2, с. 33-41

47. Бельдюгин И.М., Зубарев И.Г., Михайлов С.И. Восстановление изображения предмета по спекл-структуре его поля.// Квант. Электроника. 2001. Т 31, в. 6.- С. 539-542.

48. Титов В.М., Анисичкин В.Ф., Мальков И.Ю. Исследование процесса синтеза ультрадисперсного алмаза в детонационной волне. // ФГВ, 1989, Т. 25, №3. С. 117-126.

49. Гуренцов Е.В., Еремин А.В., Шульц К. Лазерно индуцированный рост кластеров в газовой среде // Физико-химическая кинетика в газовой динамике. 2005. Т. 3. С. 1-15. http://www.chemphys.edu.ru/pdf/2005-10-06-003.pdf

50. Пресняков Ю.П., Царфин В.Я. О погрешностях измерения размеров микрочастиц по их голографическим изображениям. В сб.: Голографические методы и аппаратура, применяемые в физических исследованиях. - М.: ВНИИФТРИ, 1976.-С. 35-40.

51. Буйнов Г.Н., Гизатуллин Р.К., Мустафин К.С. Исследование влияния аберраций голограмм на качество изображения.// Оптика и спектроскопия. 1973. Т. 34, в. 4. С. 768-774.

52. Усанов Ю.Е., Ермолаев М.М. Проявление фотоматериалов для голографии. // Оптико-механическая промышленность. 1972, № 12. С. 39-41.

53. Стаселько Д.И., Косниковский В.А. Голографическая регистрация пространственных ансамблей быстродвижущихся частиц. Оптика и спектроскопия. 1973, Т. 34, в. 2, С. 365-374.

54. Кузнецова Е.А., Степанов Б.М., Царфин В.Я. Голографическая съемка быстропротекающих процессов парными импульсами излучения // ПТЭ, 1972, №6. С. 177-179.

55. Зарко В.Е., Куценогий К.П., Гинзбург В.М., Степанов Б.М., Царфин В.Я. Изучение диспергирования при горении конденсированных систем с помощью голографии.// ДАН СССР. 1974. Т. 216, в. 1. С. 120-122.

56. Зарко В.Е., Степанов Б.М., Царфин В.Я. Применение голографии для изучения процессов горения конденсированных веществ./ В сб.: Голографические методы и аппаратура, применяемые в физических исследованиях. -М.: ВНИИФТРИ, 1976.-С. 17-23.

57. Чертищев В.В. Исследование механизма образования дисперсной фазы при горении нитроглицеринового пороха. Дис. канд. Физ.-мат. наук /НГУ. -Новосибирск, 1982.-171 с.

58. Гафнер Ю.Я. Нанокластеры и нанодефекты некотрых ГЦК-металлов: возникновение, структура, свойства. Дис. докт. физ.-мат. наук /АГТУ. -Барнаул, 2006.-313 с.

59. Митропольский А.К. Техника статистических вычислений. М.: Наука, 1971.-576 с.

60. Бразовский В.В., Бразовская О.В. Метод расчета прочностных параметров кристалла ab initio //Четвертая краевая конференция по математике: Материалы конференции. Барнаул: Изд-во Алт.ун-та, 2001. С. 54-55

61. Бразовский В.В., Бразовская О.В., Глушкова С.В. Метод перехода от микро к макропараметрам кристалла при моделировании. // Эволюция дефектных структур в конденсированных средах: Тезисы докладов./ АлтГТУ.-Барнаул, Изд-во АлтГТУ, 2001.- С. 162-163

62. Бразовский В.В., Бразовская О.В. Элементарные процессы ползучести на границе кручения // Пятая краевая конференция по математике: Материалы конференции. Барнаул: Изд-во Алт.ун-та, 2002. С. 52-53.

63. Бразовский В.В., Дружинин В.А. Резинометаллический шарнир автомобиля.// Молодежь-Барнаулу. Материалы научно-практической конференции (22-24 ноября 2004 г.).- Барнаул: «Азбука», 2004.- с. 280-281.

64. Лифшиц Е.М., Питаевский Л.П. Теоретическая физика. Т. 9. Статистическая физика. Ч. 2.- М.: Наука, 1978.- 448 с.

65. Ландау Л.Д., Лифщиц Е.М. Теоретическая физика. Т. 5. Статистическая физика.- М.: Наука, 1964. 567 с.

66. Балеску Р. Равновесная и неравновесная статистическая механика.- М.: Мир, 1978. В 2-х томах.

67. Чепмен С., Каулинг Т. Математическая теория неоднородных газов.- М.: Изд-во иностр. лит. I960.- 510 с.

68. Левич В.Г., Вдовин Ю.А., Мямлин В.А. Курс теоретической физики. Т. 2. -М.: Наука, 1971.-936 с.

69. Румер Ю.Б., Рывкин М.Ш. Термодинамика, статистическая физика и кинетика." М.: Наука, 1977. 552 с.

70. Климонтович Ю.Л. Статистическая физика. -М.: Наука, 1982. 608 с.

71. Черняк В.Г., Клитеник О.В. Светоиндуцированное испарение и конденсационный рост аэрозольных частиц. // ЖЭТФ. 1998. Т. 113, в. 3. С. 10361047.

72. Ухов В.Ф., Ватолин Н.А., Гельчинский Б.Р., Бескачко В.П., Есин О.А. Межчастичное взаимодействие в жидких металлах. М.: Наука, 1979. -195 с.

73. Таблицы физических величин / Под ред. В.К.Кикоина.- М.: Атомиздат, 1986. 1006 с.

74. Бразовский В.В., Вагнер В.А. Лазерный метод диагностики сгорания топлива. // Горизонты образования. 2005. в.7, с.37-60. http://edu.secna.ru/rnain/review/2005/n7/brava5.pdf

75. Бразовский В.В., Барсуков Г.В., Вагнер В.А., Русаков В.Ю. Система сбора информации для исследования механизма сажеобразования в вихрекамере двигателя. // Горизонты образования. 2006. в.8, с. 10-15. http://edu.secna.ru/rnain/review/2006/n8/brava62/pdf

76. Бразовский В.В. Дисперсный состав конденсированной фазы в продуктах сгорания в ДВС // ЭФТЖ. 2006. Т. 1. С. 63-75. http://efti.secna.ru/0501 /06014r.pdf

77. Бразовский В.В., Вагнер В.А., Евстигнеев В.В., Пролубников В.И., Тубалов Н.П. Распределение твердых частиц выхлопных газов по размерам // Ползуновский вестник. 2006. в. 4. С. 187-193.

78. Ярив А. Квантовая электроника.- М.: Сов. Радио, 1980. 119 с.

79. Адамсон А. Физическая химия поверхностей.- М.: Мир, 1979. 568 с.

80. Персианцева Н.М., Поповичева О.Б., Старик A.M., Трухин М.Е., Шония Н.К. О гидрофильности сажевых частиц, образующихся в камере сгорания реактивного двигателя.// Письма в ЖТФ. 2006. Т. 26, в. 18. С. 50-56.

81. Горелик О.П., Дюжев Г.А., Новиков Д.В., Ойченко В.М., Ситникова А.А. Структура фуллереиовой сажи на различных стадиях образования при электродуговом испарении графита.//ЖТФ. 2002. Т. 72, в. 10. С. 134-137.

82. Горелик О.П., Дюжев Г.А., Новиков Д.В., Ойченко В.М., Фурсей Г.Н. Кластерная структура фуллереновой сажи и порошка фуллеренов С60. // ЖТФ. 2000. Т.70, в. 11. С. 118-125.

83. Гуренцов Е.В., Еремин А.В., Шульц К. Лазерно индуцированный рост кластеров в газовой среде. // Физико-химическая кинетика в газовой динамике. 2005 год, Том 3. http://www.chemphys.edu.ru/pd£/2005-10-06-003/pdf