Thermal Radiation of Potassium in MHD Gases
Description
The inevitable presence of potassium in MHD gases contributes to an increase in radiation heat exchange. Owing to the extremely high temperature in the duct, the alkali emits a spectrum of rays whose intensity is due mainly to a resonance pair at 7665 and 7699 Å. In the first part of the paper the authors recall the laws of emission spectroscopy as applied to cases where self-absorption is significant. For alkali seeding ratios such as are used in MHD flows, they establish a theoretical relationship which links the energy radiated by the potassium to the temperature of the gas, its thickness, the mean concentration of free alkali atoms, and the width of the potassium resonance line at 7665 Å. Having found excellent agreement between experimentally determined values of energy radiated by potassium (measured on small laboratory flames 7.8 and 13 cm in thickness) and values calculated from the formula derived in the first part of the paper, they calculate the thermal losses which could be expected in an industrial-size duct with a thermal power of 2000 MW. They observe that radiative losses due to the alkali are comparable to those due to radiation from carbon dioxide gas and water vapour. The calculative results also show that radiative losses account for about 40% of all losses, which reach 1.65 MW/m2 at the entrance to the conversion duct. (author)
Abstract (French)
La présence indispensable de potassium dans les gaz utilisés en MHD contribue à accroître les échanges thermiques par rayonnement. En effet, compte tenu des températures élevées qui régnent dans la veine, l'alcalin émet un spectre de raies dont l'essentiel de l'intensité est dû à l'émission du doublet des raies de résonance à 7665 et 7699 Å. Dans la première partie les auteurs rappellent les lois de la spectroscopie d'émission dans le cas où le phénomène d'auto-absorption joue un role important. Pour les conditions de taux d'ensemencement en alcalin qui prévalent en MHD, ori établit une relation théorique qui relie l'énergie rayonnéè par le potassium à la température du gaz, son épaisseur, la concentration moyenne en atomes d'alcalin libres à la largeur de la raie de résonance du potassium à 7665 Å. Après avoir observé un excellent accord entre les valeurs expérimentales d'énergie rayonnée par le potassium, obtenues sur des flammes de laboratoire de faible épaisseur (7,8 et 13 cm), et celles calculées à l'aide de la formule déduite de la première partie, on présente pour terminer un calcul de pertes thermiques sur une veine industrielle de puissance thermique égale a 2000 MW. On constate que les pertes par rayonnement dues à l' alcalin sont comparables à celles dues au rayonnement du gaz carbonique et de la vapeur d'eau. En outre les résultats du calcul montrent que les pertes par rayonnement représentent environ 40% des pertes totales, lesquelles atteignent 1,65 MW/m2 à l'entrée de la tuyère de conversion. (author)Additional details
Additional titles
- Original title (French)
- Rayonnement Thermique du Potassium dans les Gaz Utilises en Magnetohydrodynamique
Publishing Information
- Publisher
- IAEA
- Imprint Place
- Vienna (International Atomic Energy Agency (IAEA))
- Imprint Title
- Electricity from MHD, 1968. Vol. IV. Open-Cycle MHD. Proceedings of a Symposium on Magnetohydrodynamic Electrical Power Generation
- Imprint Pagination
- 766 p.
- Series
- Proceedings Series
- Journal Page Range
- p. 2119-2128
- ISSN
- 0074-1884
Conference
- Title
- Symposium on Magnetohydrodynamic Electrical Power Generation
- Dates
- 24-30 Jul 1968
- Place
- Warsaw (Poland)
INIS
- Country of Publication
- International Atomic Energy Agency (IAEA)
- Country of Input or Organization
- International Atomic Energy Agency (IAEA)
- INIS RN
- 45020904
- Subject category
- S42: ENGINEERING; S71: CLASSICAL AND QUANTUM MECHANICS, GENERAL PHYSICS;
- Resource subtype / Literary indicator
- Conference
- Descriptors DEI
- CARBON DIOXIDE; COMPARATIVE EVALUATIONS; DUCTS; HEAT; HEAT TRANSFER; MAGNETOHYDRODYNAMICS; MESONS; POTASSIUM; SELF-ABSORPTION; TEMPERATURE RANGE 0400-1000 K; THERMAL RADIATION; THICKNESS; WATER VAPOR
- Descriptors DEC
- ABSORPTION; ALKALI METALS; BOSONS; CARBON COMPOUNDS; CARBON OXIDES; CHALCOGENIDES; DIMENSIONS; ELECTROMAGNETIC RADIATION; ELEMENTARY PARTICLES; ELEMENTS; ENERGY; ENERGY TRANSFER; EVALUATION; FLUID MECHANICS; FLUIDS; GASES; HADRONS; HYDRODYNAMICS; MECHANICS; METALS; OXIDES; OXYGEN COMPOUNDS; RADIATIONS; SORPTION; TEMPERATURE RANGE; VAPORS
Optional Information
- Notes
- 15 refs., 1 fig., 2 tabs. Imprint:In six volumes
- Secondary number(s)
- IAEA-SM--107/58