 |
АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция
Особенности излучения газов и паров
Одно- и двухатомные газы (гелий, водород, кислород, азот и др.) практически являются прозрачными (диатермичными) для теплового излучения.
Трехатомные и многоатомные газы обладают большой излучательной и поглощательной способностью (СО 2, Н 2 О, SО 2).
В отличие от твердых и жидких тел излучение газов носит объемный характер, т.к. в нем участвуют все микрочастицы газа, заключенного в рассматриваемом объеме. Поэтому поглощательная способность газа изменяется в зависимости от плотности и толщины газового слоя.
Излучение газов носит избирательный (селективный) характер. Они поглощают и излучают энергию только в определенных интервалах длин волн (рис. 29, 30).
| Рис. 29 – Спектр поглощения газообразной двуокиси углерода |
Газы излучают и поглощают интервалах длин волн - полосах, расположенных в различных частях спектра. Энергию длин волн вне этих полос газы не поглощают и не излучают. Протяженность и место расположения на спектре полос излучения (поглощения) лучистой энергии различны для различных газов. Для двуокиси углерода и водяного пара наибольшее практическое значение имеют следующие основные полосы (в мк):
- для СО 2
| 1 полоса | от λ = 2,36 мк до λ = 3,02 мк (Δ λ 1 = 0,66 мк) |
| 2 полоса | от λ = 4,01 мк до λ = 4,80 мк (Δ λ 2 = 0,79 мк) |
| 3 полоса | от λ = 12,5 мк до λ = 16,5 мк (Δ λ 3 = 4,0 мк) |
- для Н 2 О
| 1 полоса | от λ = 2,24 мк до λ = 3,27 мк (Δ λ 1 = 1,03 мк) |
| 2 полоса | от λ = 4,8 мк до λ = 8,5 мк (Δ λ 2 = 3,7 мк) |
| 3 полоса | от λ = 12,5 мк до λ = 25 мк (Δ λ 3 = 12,5 мк) |
| Рис. 30 Спектр поглощения водяного пара: а – для коротковолнового участка (λ = 0,8-4 мк), температура пара 400 К, толщина слоя 109 см; б - для длинноволнового участка (λ = 4-34 мк), температура пара 400 К, толщина слоя 109 см; 1 - температура пара 400 К, толщина слоя 109 см; 2 – смесь 3,18% Н2О+воздух, Т = 291 К, l = 220 см; 3 - Т = 400 К, l = 32,4 см; 4 - Т = 400 К, l = 104 см; 5 - смесь 12,35% Н2О+воздух, Т = 354 К, l = 32,4 см. |
Спектральные полосы поглощения СО 2 частично совпадают с полосами поглощения Н 2 О. Двуокись углерода обладает более узкими полосами поглощения чем водяной пар. Поэтому интенсивность излучения и степень черноты водяного пара больше, чем у двуокиси углерода.
Излучательная способность для углекислого газа и водяного пара по опытным данным может быть представлена зависимостями:
, (164)
. (164а)
Приведенные зависимости показывают, что излучение газов значительно отклоняется от закона четвертых степеней абсолютной температуры Стефана-Больцмана. Таким образом, излучательная и поглощательная способности газов являются функциями:
(165)
(166)
где р – парциальное давление, ат;
ℓ – эффективная толщина слоя, м.
В основу практических расчетов излучения газов положен закон Стефана-Больцмана.
Однако, для удобства практических расчетов излучение газов связывают с излучением абсолютно черного тела, вводя понятие степени черноты газа:
, (167)
где εг – степень черноты газа,
qг – количество тепла, передаваемого излучением газа, Вт/м2.
И тогда плотность излучения газа определяется по формуле:
, Вт/м2. (168)
Поиск по сайту: