Теоретические основы теплотехники - 149 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

2.4.6 Излучение и поглощение газов
Не просветлеет небо надо мною
Не бросит в душу теплого луча...
Н. Некрасов
Х
арактер излучения и поглощения газов существенно отличается от излучения твердых тел. Одноатом-
ные и двухатомные газы обладают очень малой излучательной и поглощательной способностями. Мно-
гоатомные газы (CO
2
, H
2
O, SO
2
и др.) обладают селективным спектром излучения, т.е. излучают и по-
глощают только в некоторых интервалах длин волн. На рис. 2.88 приведено распределение спектраль-
ных интенсивностей излучения абсолютно черного тела, серого тела и многоатомного газа при фикси-
рованной температуре Т. Из рисунка видно, что при одних длинах волн
λ газ излучает практически так же как абсолютно черное тело (a), при
других – как серое (б), а при третьих – намного меньше или больше,
чем серое со степенью черноты ε (в). Имеются интервалы длин волн,
где излучение вообще не происходит.
Излучение и поглощение газов происходит по всему объему, и из-
лучательная способность здесь зависит не только от длины волны и
температуры, но и от плотности газа и толщины излучающего слоя S
A = f (λ, T, ρ, S).
Величина S зависит от размеров и формы пространства, где находится газ. Так, при плоскопарал-
лельном газовом слое толщиной δ S = 1,8 δ, у шара диаметром d параметр формы S = 0,6 d, у ци-
линдра с L → ∞ S = 0,9 d.
Точный расчет лучистого теплообмена между стенкой и слоем газа очень сложен, поскольку излу-
чательная способность газа не подчиняется закону Стефана-Больцмана. Практические расчеты ведут по
эмпирическим формулам:
(
)
53
10053
2
,
CO
, TpSq = ,
(
)
3
6080
10053 TSpq
,,
OH
,
2
= и др.
Здесь р – давление газа в МПа; Т – абсолютная температура газа при излучении газа или температура
излучающей стенки при поглощении энергии газом.
Количество теплоты, воспринимаемое или отдаваемое газом при установившемся режиме будет
q
изл
= ε′
э
(q
г
– q
c
)
или
q
погл
= ε
э
(q
с
– q
г
) ,
где эффективная степень черноты системы ε
э
2
1
+
ε
=ε
ст
э
,
a q
c
рассчитывается как обычно
(
)
4
100
ccc
TCq
s
ε= .
Некоторые исследователи предлагают проводить расчет лучистого теплообмена между стенкой и
газом по обычным формулам, вытекающим из закона Стефана-Больцмана, но, вводя поправочный мно-
житель, величину которого находят опытным путем для каждого газа в зависимости от T, S и р.
J
λ
J
λ
черное
тело
серое
тело
a
)
б
)
в
)

Страницы