ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Опытные данные об излучении мутных сред из "Основы теплообмена излучением " Спектральные полосы поглощения углекислого газа и водяного пара. [c.176] Для каждого из этих газов можно выделить три наиболее важные в энергетическом отношении полосы, в которых происходит поглощение и излучение энергии. Границы этих полос приведены в табл. 5-1. [c.177] В отличие от углекислого газа, который обладает сравнительно узкими полосами поглощения, водяной пар характеризуется значительно более широкими спектральными полосами поглощения, в силу чего его поглощательная способность и степень черноты выше, чем у углекислого газа при прочих равных условиях. [c.177] Ввиду того, что газы обладают селективным поглощением, их интегральная степень черноты даже при бесконечно толстом слое всегда меньше единицы. Что же касается спектральной степени чернота газа е , то она может достигать значений, равных единице, при I = оо для длин волн X, совпадающих с полосами поглощения газа. [c.177] Опыты проводились как при постоянном парциальном давлении газа и переменной толщине слоя, так и при постоянной толщине слоя и переменном парциальном давлении газа. В некоторых опытах изменялись как толщина слоя газа, так и его парциальное давление. Полное давление газа почти во всех опытах оставалось постоянным и равным атмосферному. Во всех опытах температура газа изменялась в достаточно широких пределах. Наряду с этим в некоторых опытах в широких пределах изменялась также температура абсолютно черного источника излучения. [c.178] В опытах Шмидта [Л. 1371 исследовалось влияние температуры и толщины слоя водяного пара на его излучательную способность. Все опыты были проведены с чистым водяным паром, т. е. при ри о = 1 ата. [c.178] В опытах Экерта [Л. 97, 138] изучалась эмиссионная способность углекислого газа при различных парциальных давлениях, толщинах слоя и температурах. Парциальное давление углекислого газа изменялось путем присадки к СОг азота пли водорода. [c.178] Изучение эмиссионных свойств топочных газов, представляющих собою смесь углекислоты СО2 и водяного пара HjO, было проведено Эбергардтом [Л. 94] при постоянной толщине слоя и переменных температуре и парциальном давлении компонентов смеси газов. [c.178] Таким образом, наряду с эмиссионными свойствами СО2 и HjO были установлены также их поглощательные характеристики в зависимости от температуры газа и температуры абсолютно черного источника излучения. [c.179] Дальнейшему уточнению эмиссионных и поглощательных свойств водяного пара была посвящена работа Хот-теля и Эгберта [Л. 109]. На основании этой работы были установлены наиболее надежные и полные данные по излучению и поглощению водяного пара при различных режимных условиях. Было показано, что толщина слоя I и парциальное давление рн,о оказывают неэквивалентное влияние на степень черноты и поглощательную способность водяного пара. [c.179] Анализ накопленного экспериментального материала показывает, что если для углекислоты опытные данные отдельных авторов более или менее удовлетворительно согласуются между собой, то для водяного пара имеют место весьма существенные расхождения между этими данными. [c.179] Наиболее надежными и полными данными по углекислоте СО2 являются данные Хоттеля и Мангельсдорфа [Л. 107]. Они удовлетворительно согласуются с данными Экерта [Л. 97, 138] в области умеренных температур и с данными Хоттеля и Шмидта [Л. 1081 в области экстраполяции к высоким температурам. [c.179] Единственным опытным материалом по излучению смесей газов СОа—HjO являются экспериментальные данные Хоттеля и Мангельсдорфа [Л. 107]. Эти данные устанавливают величину поправки на уменьшение степени черноты смеси газов по сравнению с суммой степеней черноты этих газов, взятых раздельно. Максимальная величина этой поправки Де при больших значениях р1 составляет примерно 10% от суммарной степени черноты смеси газов. [c.180] Все опытные данные показывают, что степень черноты трехатомных газов Oj и Н О уменьшается с увеличением их температуры. Интегральное излучение этих газов характеризуется несколько более слабой зависимостью от температуры, чем излучение серых твердых тел. Излучение паров углекислоты СО2 пропорционально абсолютной температуре газа в степени 3,5, а излучение водяного пара Н2О —кубу абсолютной температуры. [c.180] Как уже указывалось ранее, все рассмотренные опытные данные по излучению СОа и Н2О относятся к условиям, когда полное давление газа р = 1 ата. К сожалению, в литературе имеется очень мало экспериментальных данных о влиянии полного давления на степень черноты газов. Известно, что с увеличением полного давления газа, при постоянных парциальном давлении и толщине слоя, степень черноты газа должна возрастать в связи с расширением спектральных полос поглощения. Поэтому присадка к поглощающему газу другого лучепрозрачного газа приводит к увеличению его поглощательной способности и степени черноты. [c.181] На основании данных Е. Бар [Л. 82, 83] и ряда материалов Г. Герца, ими была предложена также номограмма (см. рис. 5-4), учитывающая влияние полного давления на степень черноты углекислого газа Oj. [c.182] Следует заметить, что обе эти номограммы, построенные на весьма ограниченном экспериментальном материале, лишь приближенно учитывают влияние полного давления на величину ен,о и e o - Однако для значений полного давления, близких к 1 ата, расчет степеней черноты ehjO и есо, с учетом этих номограмм дает более правильные результаты, чем расчет без учета влияния полного давления. [c.182] На основании своих экспериментов, а также наиболее надежных данных других авторов Хоттелем и Эгбертом [Л., 109] была разработана методика расчета излучения трехатомных газов СО2 и НаО. Согласно этой методике степень черноты газов определяется по графикам, представленным па рисунках 5-2, 5-3, 5-4, 5-5 и 5-6. [c.182] Вернуться к основной статье