Своеобразие русской архитектуры: Основной материал – дерево – быстрота постройки, но недолговечность и необходимость деления...
Историки об Елизавете Петровне: Елизавета попала между двумя встречными культурными течениями, воспитывалась среди новых европейских веяний и преданий...
Топ:
Эволюция кровеносной системы позвоночных животных: Биологическая эволюция – необратимый процесс исторического развития живой природы...
Особенности труда и отдыха в условиях низких температур: К работам при низких температурах на открытом воздухе и в не отапливаемых помещениях допускаются лица не моложе 18 лет, прошедшие...
Интересное:
Уполаживание и террасирование склонов: Если глубина оврага более 5 м необходимо устройство берм. Варианты использования оврагов для градостроительных целей...
Как мы говорим и как мы слушаем: общение можно сравнить с огромным зонтиком, под которым скрыто все...
Подходы к решению темы фильма: Существует три основных типа исторического фильма, имеющих между собой много общего...
Дисциплины:
2020-10-20 | 226 |
5.00
из
|
Заказать работу |
|
|
При прохождении тепловых лучей в поглощающей среде поглощенная энергия переходит в теплоту и снова излучается средой. Т.е. интенсивность луча с одной стороны будет уменьшаться вследствие поглощения, а с другой – будет увеличиваться за счет собственного излучения; тогда:
.
После интегрирования и в случае постоянных величин температуры, оптических свойств среды и давления получим уравнение:
,
где - интенсивность собственного излучения.
Первое слагаемое этого уравнения определяет долю интенсивности падающего излучения , проходящее путь от 0 до .
Второе слагаемое – интенсивность собственного излучения, возникающего на всем протяжении среды длиной .
Учитывая, что , получим:
.
Если среда характеризуется еще и рассеянием лучистой энергии (ослабляющая среда), то вместо вводится - коэффициент ослабления среды.
Оптическая толщина среды и режимы излучения
Оптическая толщина среды – безразмерный параметр.
,
где - глубина проникновения излучения или средняя длина пробега фотонов.
Следовательно, оптическая толщина – это отношение характерного линейного размера к длине проникновения излучения.
- фотонное число Кнудсена.
а) - оптически тонкая среда;
б) - оптически толстая среда;
в) - переходный режим излучения.
Если - среда не участвует в теплообмене излучением.
Излучение паров и газов
Среда, заполняющая пространство промышленных печей и котельных агрегатов, состоит из продуктов сгорания топлива, в которых взвешены частицы сажи, золы, угля.
Радиационные характеристики такой среды отличаются от радиационных характеристик твердых тел.
|
Излучение продуктов сгорания является селективным, полосчатым.
Основные полосы спектров поглощения и .
№ полосы | ||||||
1 | 2,65 | 2,8 | 0,15 | 2,3 | 3,4 | 1,1 |
2 | 4,15 | 4,45 | 0,3 | 4,4 | 8,5 | 4,1 |
3 | 13 | 17 | 4,0 | 12 | 30 | 18 |
Для упрощения расчетов излучение газов принимают серым; площадь под кривой распределения интенсивности «серого» газа равна сумме площадей полос излучения реального газа.
Плотность потока собственного «серого» излучения и описывается формулами:
;
.
При прохождении тепловых лучей через газ их энергия вследствие поглощения уменьшается. Это уменьшение определяется количеством встречаемых на пути молекул. Последнее пропорционально длине пути луча и парциальному давлению .
Поэтому поглощательная способность газа для какой-либо длины волны является функцией произведения и зависит от температуры газа , т.е.
.
Длина пути луча или толщина слоя луча зависит от формы тела, и в общем случае ее можно определить, как
.
Например, для топки и тогда:
.
Тела, поглощающие лучистую энергию, согласно закону Кирхгофа, обладают способностью ее излучать. Излучательная способность газа также является функцией и , т.е.
.
При экспериментальном определении энергии излучения газов оказалось, что излучательная способность газов не подчиняется закону Стефана-Больцмана. Излучение углекислого газа пропорционально , а излучение водяного пара - :
;
.
Согласно этим формулам излучение растет пропорционально и . Излучение медленно увеличивается с ростом толщины слоя и быстрее с температурой. Парциальное давление и толщина слоя оказывают большее влияние на излучение , чем на излучение . Поэтому при малых толщинах слоя преобладает влияние излучения , а при больших – излучения .
Эти формулы определяют количество энергии, излучаемой газом в пустоту, которую можно рассматривать как абсолютно черное пространство при Т = 0°К.
В этих формулах:
p – парциальное давление газа, бар;
|
- средняя толщина слоя газа, м;
Т – средняя температура газов, °К.
Давление продуктов сгорания обычно принимают равным 1 бар, поэтому парциальные давления трехатомных газов в смеси определяют как:
и ,
где r – объемная доля газа.
Однако применение различных законов затрудняет расчет. Поэтому для практических расчетов излучения газов рекомендуют использовать закон четвертых степеней – закон Стефана – Больцмана:
.
Этой формулой определяют количество энергии, излучаемой газом в пустоту. В действительности газ всегда огражден твердой серой оболочкой, температура которой выше абсолютного нуля и степень черноты , и имеющей собственное излучение.
Поэтому количество теплоты, воспринимаемое оболочкой (стенками канала) в результате теплообмена излучением между газом и стенкой, будет равно:
или
,
где - предельная степень черноты для бесконечно толстого слоя:
.
- степень черноты газа – отношение энергии излучения газа к количеству энергии излучения абсолютно черного тела при температуре газа.
Величины , и выбираются по таблицам и графикам.
- поправка, учитывающая, что полосы излучения и поглощения и частично совпадают (т.е. учитывается взаимное поглощение энергии).
- коэффициент, зависящий от парциального давления водяных паров.
,
где - предельная степень черноты газа, взятая при средней температуре стенок канала.
- средняя температура газа.
- средняя температура стенок.
- коэффициент излучения абсолютно черного тела, .
Расчет теплообмена излучением между газом и стенками канала выполняется с помощью таблиц и графиков. Для этого необходимо знать температуру газа , парциальное давление p и длину пути луча .
|
|
Типы оградительных сооружений в морском порту: По расположению оградительных сооружений в плане различают волноломы, обе оконечности...
Автоматическое растормаживание колес: Тормозные устройства колес предназначены для уменьшения длины пробега и улучшения маневрирования ВС при...
Состав сооружений: решетки и песколовки: Решетки – это первое устройство в схеме очистных сооружений. Они представляют...
Типы сооружений для обработки осадков: Септиками называются сооружения, в которых одновременно происходят осветление сточной жидкости...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!