Поглощение излучения водяным паром газами

В тех областях спектра, где нет полос поглощения СО2 и Н2О, излучают только сажистые частицы. В остальных областях спектра на излучение частиц сажи накладывается либо излучение водяного пара, либо излучение углекислого газа. В трех участках спектра теплового излучения пламени на излучение частиц сажи взаимно накладываются полосы Н2О и СО2. [c.121]

При расчетах теплового излучения газов в топочных камерах мы обычно имеем дело с совместным излучением углекислого газа СОа и водяного пара НаО. При этом ввиду перекрытия спектральных полос поглощения Oj и HjO часть излучения, испускаемого углекислым газом, поглощается водяным паром и, наоборот, часть излучения водяного пара поглощается углекислым газом. В результате снижается интегральная степень черноты смеси газов. Величина этого снижения зависит от степени перекрытия полос, которая, в свою очередь, зависит от температуры Т, относительного содержания в смеси углекислого газа и водяного пара и значения произведения (р + р ) L. [c.31]

С составляет 1,7 см-ат, при 600°С 4,2 см-ат, при 800°С 8,0 см-ат и т. д., достигая при высоких температурах величины 13—14 см-ат. Собственное излучение единицы объема углекислого газа значительно превосходит собственное излучение водяного пара, что объясняется наличием в спектре углекислого газа полосы с очень большой величиной коэффициента поглощения. [c.111]

Для решения актуальных задач численного моделирования процессов переноса оптического излучения в земной атмосфере прежде всего необходимо достоверное знание его энергетического ослабления на различных высотах, обусловленного поглощением и рассеянием излучения водяным паром и другими атмосферными газами. В свою очередь такое поглощение и рассеяние излучения не может быть определено без соответствующей информации о пространственно-временном распределении в атмосфере таких физических параметров, как температура и влажность воздуха, концентрация озона, углекислого газа и малых газовых примесей (СО, СН4, N20, N02 и N0). [c.161]

Таким образом, неучет явления сдвига центра линий поглощения атмосферных газов (в частности, линий поглощения атмосферного водяного пара) может быть источником значительной систематической погрешности при решении задач зондирования и распространения резонансного лазерного излучения. Знание количественных характеристик сдвига дает возможность снижения этой [c.201]

Молекулярное поглощение атмосферными газами играет определяющую роль в селективном характере ослабления солнечного излучения. В ультрафиолетовой области спектра основными поглощающими газами являются озон и кислород. В видимой и инфракрасной областях спектра наиболее сильные полосы поглощения принадлежат водяному пару и СО2. Для отдельных участков спектра заметную роль в поглощении играют и многие дру- [c.178]

При расчете прозрачности атмосферы для монохроматического излучения с длиной волны К в каждом конкретном случае некоторые составляющие в формуле (3.10) будут равны единице или весьма близки к ней. Так, например, для излучения с длиной волны Л= = 0,6943 мкм ослабления за счет углекислого газа не происходит, т. е. t (,Q ( )=1 ослабление излучения водяным паром при небольших его количествах весьма незначительно и начинает сказываться, когда толщина слоя осажденной воды становится больше 10 мм. Поглощение излучения озоном во всем видимом диапазоне спектра настолько мало, что им можно пренебречь. Величину tpi, учитывающую молекулярное рассеяние, рассчитывают по формуле Гр1 = для чего коэффициент ослабления api(A,) вычис- [c.56]

Процессы теплового излучения и поглощения газов имеют ряд особенностей по сравнению с излучением твердых тел. Твердые тела имеют обычно сплошные спектры излучения они излучают (и поглощают) лучистую энергию всех длин волн от О до оо. Газы же излучают и поглощают энергию лишь в определенных интервалах длин волн АХ, так называемых полосах, расположенных в различных частях спектра для лучей других длин волн, вне этих полос, газы прозрачны, и их энергия излучения равна нулю. Таким образом, излучение и поглощение газов имеет избирательный селективный) характер. В энергетическом отношении для углекислоты и водяного пара основное значение имеют три полосы, примерные границы которых приведены в табл. 5-1. [c.169]

Ввиду того, что газы обладают селективным поглощением, их интегральная степень черноты даже при очень больших толщинах поглощающего слоя никогда не достигает единицы. В области высоких температур интегральная степень черноты газового излучения уменьшается с ростом температуры. Особенно заметно это снижение степени черноты проявляется у водяного пара. [c.98]

Как было указано, при расчете излучения продуктов сгорания необходимо учитывать содержание в них углекислоты и водяного пара. Полагая независящими друг от друга акты поглощения энергии отдельными молекулами (это допустимо только при малой концентрации поглощающего вещества), заключаем, что каждый из газов имеет в слое заданных размеров коэффициент ослабления, пропорциональный числу молекул. В свою очередь это число при фиксированной температуре пропорционально плотности газа, а последняя пропорциональна его давлению. Таким образом, [c.213]

Суммарное излучение см и газов в общем случае не равно сумме излучений компонентов смеси, взятых порознь. Так, степень черноты смеси углекислого газа и водяного пара меньше суммы их собственных степеней черноты. Это явление связано с частичным взаимным поглощением излучения в области длин волн, в которых полосы спектров СОа и Н О перекрывают друг друга. [c.405]

В топочной технике наибольшее значение имеет излучение таких трехатомных газов, как углекислота ( OJ и водяной пар (НаО> Для каждого из этих газов существуют три наиболее важные в энергетическом отношении полосы спектра, в которых происходит излучение и поглощение энергии (табл. 15-1), [c.226]

Ок. 94% общего потока солнечной энергии на верх, границу атмосферы приходится именно на эту область, причём осн. часть энергии доходит до поверхности Земли. Благодаря этому Земля имеет благоприятный для жизни климат. Ослабление солнечной радиации в КВ-части этой области спектра происходит гл. обр. а а счёт рассеяния излучения на молекулах (релеев-ское рассеяние) и на частицах аэрозоля (аэрозольное рассеяние). В ДВ-части этой области солнечное излучение ослабляется в полосах поглощения водяного пара, углекислого газа, озона и ряда др. малых газовых составляющих (N0,, СН и др.). [c.136]

При лучистом теплообмене между газом и поверхностью твердого тела существенное значение имеет излучение (поглощение) следующих газов, широко применяемых в технике углекислоты (СО2), водяного пара (Н2О), сернистого газа (SO2), окиси углерода (СО), различных углеводородов, аммиака (NH3), хлористого водорода (НС1) и некоторых других. Излучение одноатомных и большинства двухатомных газов (кислород, водород, азот и др.) незначительно и может не приниматься во внимание. [c.312]

На рис. 1-1—1-5 приведены данные [71 ] о спектральной степени черноты и спектральном коэффициенте поглощения углекислого газа и водяного пара при различных толщинах слоя, давлениях и температурах. На рис. 1-1 показаны полосы поглощения СО а и HjO при температуре Т = 1200 К и полном давлении р = 0,101 МПа для двух толщин слоя L = 20 см и L = 200 см. Для каждого из газов парциальные давления приняты равными 0,101 МПа, Из рисунка видно, что излучение СО а сосредоточено в двух сравнительно узких полосах спектра, в то время как полосы HgO практи- [c.19]

На рис. 1-2 и 1-3 показано, как изменяется спектральная степень черноты в полосах поглощения углекислого газа (Я) и водяного пара (Я) в зависимости от толщины слоя L и давления р при двух температурах 1200 и 2400 К. Как видно из кривых, увеличение толщины слоя L приводит к повышению спектральной степени черноты и уширению полос поглощения СОа и НаО, особенно на крыльях полос, преимущественно в сторону длинноволновой области спектра инфракрасного излучения газов. Влияние давления на спектр полос поглощения СОа и HjO аналогично по характеру влиянию толщины слоя. Как и увеличение толщины слоя газа L, увеличение давления газа р приводит к уширению полос поглощения в сторону длинноволновой области спектра, особенно на крыльях полос. Наиболее сильно изменение давления и толщины слоя газа сказывается на спектральной степени черноты водяного пара (X). [c.20]

При анализе условий возникновения нелинейных эффектов в атмосфере необходимо принимать во внимание высотный ход функций, определяющих процесс. На рис. 1.1 приводится высотная зависимость коэффициента поглощения углекислого газа и водяного пара [87]. Для излучения С02-лазера коэффициент поглощения атмосферой есть [c.15]

По своему физическому смыслу величина е°° представляет собой степень черноты газа при бесконечной толщине слоя. Имеющиеся экспериментальные данные показывают, что даже при максимальных толщи-нах слоя углекислого газа и водяного пара, для которых известны опытные данные, кривые степени черноты имеют еще значительный наклон, что объясняется наличием в спектре газов составляющих излучения с очень малыми спектральными коэффициентами поглощения. Существует мнение, что при действительной бесконечной толщине слоя величины е" для углекислого газа и водяного пара будут равны единице. В связи с этим их следует рассматривать как степень черноты очень больших объемов газа, укладывающихся, однако, в рамки наших обычных представлений, связанных с размерами теплотехнических агрегатов. [c.106]

Если сравнивать излучение углекислого газа и водяного пара с серым излучением, то можно сказать, что первый ведет себя как серая среда с большими значениями коэффициента поглощения, а второй — [c.348]

Не все газы излучают и поглощают тепловые лучи. Так, азот, кислород, водород и другие двухатомные газы практически не излучают тепловую энергию. Эти газы являются прозрачными для теплового излучения. Трехатомные и многоатомные газы (двуокись углерода, водяной пар и др.) могут не только излучать, но и поглощать большое количество тепла. Эти газы (СОг и Н2О), являющиеся основными компонентами продуктов горения любого промышленного топлива, всегда присутствуют в атмосфере топливной печи и оказывают сильное влияние на теплообмен в рабочем пространстве. В спектрах поглощения СО2 и Н2О выделяются несколько особенно широких полос при следующих длинах волн [c.95]

Газы излучают и поглощают энергию в определенных интервалах длин волн—полосах, расположенных в различных частях спектра. Протяженность и место расположения. на спектре полос излучения (поглощения) различны для различных газов. Спектральные полосы поглощения двуокиси углерода и водяного пара частично совпадают, причем у СО2 более узкие полосы поглощения, чем у Н2О, поэтому интенсивность излучения и степень черноты водяного пара больше, чем двуокиси углерода. [c.194]

Твердые тела излучают (а, следовательно, и поглощают) энергию на всем диапазоне длин волн, начиная от X = О и кончая Х = оо (непрерывный спектр). Газы же либо практически совсем не излучают (одноатомные и двухатомные газы), либо излучают (а следовательно, и поглощают) только в очень узких интервалах длин волн (многоатомные газы). Их спектр излучения и поглощения имеет избирательный (селективный) характер. Например, углекислый газ обладает тремя основными полосами излучения и поглощения. Границы первой полосы определяются значениями X от 2,36 до 3,02 ц, второй — от 4,01 до 4,80 н и третьей — от 12,5 до 16,5 (I. Для водяных паров полосы излучения расположены на участках X = 2,243,27 1 Х = 4,8- 8,5 11 и Х = = 12,0 25 ц. [c.393]

Как уже отмечалось, твердые тела обладают свойством излучения и поглощения лучистой энергии всех длин волн от =0 до Я=оо. Г азы же второй группы не обладают этим свойством. Они ив-лучают и поглощают тепловые лучи с определенными длинами волн (см. фиг. 15. 4, кривые 5) т. е. им присуще полосчатое (или избирательное) поглощение и излучение. Для лучей с другими длинами волн данный газ прозрачен. Полосы могут быть расположены в различных частях спектра. Энергия излучения и поглощения вне этих полос равна нулю, т. е. газ здесь не излучает лучистую энергию и не поглощает ее. Таким О бразом, спектры излучения газов второй группы в отличие ог спектров твердых тел имеют ясно выраженный избирательный или селективный характер. Водяной пар имеет в своем спектре три основных полосы длин волн, которые имеют существенное значение в энергетическом отношении [c.337]

Теплообмен между газом и поверхностью твердого тела. Газы излучают и поглощают энергию селективно, т. е. лишь в определенных интервалах длин волн (полосах), вне тих интервалов газы прозрачны. При теплообмене. между газом и поверхностью твердого тела существенное значение имеет излучение (поглощение) следующих газов, широко применяемых в технике углекислоты СОд, водяного пара НзО, сернистого газа ЗОа, окиси углерода СО и некоторых других. Излучение одно- п двухатомных газов (кислорода, водорода, азота и др.) ничтожно и может не приниматься во внимание. [c.257]

В продуктах сгорания топлива имеются трехатомные газы углекислый газ (СОо), водяной пар (Н2О), сернистый ангидрид. (ЗОг) и др. Эти газы обладают относительно большой излучательной и поглощательной способностью. Содержащиеся в атмосфере рабочего пространства печей двухатомные газы азот (N2), кислород (О2), водород (Н2) и другие имеют малые коэффициенты излучения и поглощения, а поэтому в лучисто.м теплообмене принимают небольшое участие. Последнее имеет боль- [c.11]

Газы, в молекулах которых содержатся один или два одинаковых атома, полностью прозрачны для электромагнитного излучения при температурах ниже 10 000°К. Лишь многоатомные газы, имеющие несимметричные молекулы, обладают способностью к поглощению (а следовательно, и к излучению) электромагнитной энергии. Это такие газы, как водяной пар, углекислота, окись углерода, двуокись серы, аммиак, хлористый водород, углеводороды. [c.269]

До сих пор рассматривался теплообмен излучением между телами, разделенными прозрачной средой, например чистым воздухом. Однако при прохождении электромагнитных волн теплового излучения в других средах (например, водяной пар, двуокись углерода) происходит энергетическое взаимодействие их с веществом, в результате которого происходит поглощение и излучение тепловой энергии. Поглощение и излучение тепловой энергии происходит в газах с полярными молекулами, на различных взвешенных в газе частицах (пыль, дым, капли, продукты сгорания в топках парогенераторов ИТ. д.). [c.323]

Излучение газов имеет свои особенности и законы. Одно- и двухатомные газы являются прозрачными излучают и поглощают энергию трех- и многоатомные газы (СОг, НгО, SO2, NH3 и др.). Спектр излучения и поглощения трех- и многоатомных газов является селективным (избирательным), т. е. эти газы излучают и поглощают в определенных интервалах длин волн, называемых полосами. Так, у углекислого газа имеются три основные полосы первая полоса в интервале длин волн от Xi = 2,36 мкм до >.2 = 3,02 мкм, вторая полоса от Xi = 4,01 мкм до Хг = 4,8 мкм и третья полоса от Xj = = 12,5 мкм до Х2 = 16,5 мкм. У водяного пара полосы излучения расположены на участках X = 2,24—3,27 мкм X = 4,8 — 8,5 мкм X = 12—25 мкм. В отличие от твердых тел излучение и поглощение энергии газами происходит не в поверхностном слое их оболочек, а во всем объеме. [c.181]

Строго говоря, полное количество тепла несколько меньше суммы и нгО ТЭК как углекислый -газ частично поглощает энергию излучения водяного пара, и наоборот. Одн1ако при обычных содержаниях в дымовых тазах СО2 и Н2О это взаимное поглощение весьма незначительно и в расчетах теплопередачи в топках и газоходах паровых котлов не учитывается. Ввиду сложного аналитического подсчета излучения, последнее при выполнении тепловых расчетов часто определяется при помощи специальных номограмм. [c.264]

Сравйивая между собой характеристики излучения углекислого газа и водяного пара, видим, что они сильно отличаются Друг от друга. В табл. 13 сравниваются основные показатели по обоим газам при разных температурах. Степень черноты спектра излучения водяного пара значительно больше, чем углекислого газа, коэффициенты же излучения и поглощения гораздо меньше. В соответствии с этим для тонких слоев интенсивность излучения водяного пара получается меньшей, чем для углекислого газа. По мере увеличения толщины слоя излучение водяного пара приближается к излучению углекислого газа и при толстых слоях оно превосходит излучение углекислого газа. Длина пути луча, при которой излучения углекислого газа и водяного пара равны, при [c.110]

Поглощение лучистой энергии в атмосфере (табл. 44.38) [32]. Основную роль в поглощении лучистой энергии в атмосфере играют кислород, озон, углекислый газ, водяной пар и пыль. В целом атмосферой поглощается 17—257о солнечного излучения. Кислород имеет полосы поглощения главным образом в ультрафиолетовой части спектра. В видимой части поглощение происходит в полосах А с центром около 0,76 мкм и В с центром около 0,69 мкм, однако поглощение в них мало и слабо влияет на ослабление излучения. [c.1194]

Пар и двухфазные системы. Реакции в паровой фазе. В паре низких плотностей, применяемом в технологии силовых реакторов, радиолитические процессы заметно изменяются по сравнению с конденсированной фазой. Для водяного пара низкой плотности при обычных температурах (—НгО) довольно высок, порядка 12. Файрестон [10] нашел, что в водяном паре при низкой температуре при действии -излучения трития g (H) =я(ОН) = 11,7. Практически важным соображением является низкое поглощение энергии в паре низкой плотности. Так, Хемфри [11] почти не обнаружил общего разложения воды в паре при 260°С под действием излучения реактора по сравнению с наблюдаемыми концентрациями кислорода в простой воде в тех же условиях. Хемфри провел также опыты по рекомбинации П2 и Ог в паре в тех же аппаратах. При высоких концентрациях газовой фазы скорость рекомбинации была близка к нулю и не зависела от температуры в интервале 149—260° С. При низких концентрациях общая скорость рекомбинации становилась равной нулю рекомбинация в газовой фазе компенсировалась разложением в жидкой фазе аппаратов. Это согласуется с наблюдаемым уменьшением общего разложения с ростом отношения объема пара к объему жидкости. Влияние ЛПЭ было проверено путем удвоения потока быстрых нейтронов в нейтронном ускорителе. При 260° С не было видимого роста скорости рекомбинации, но стационарная концентрация увеличилась примерно на 50%. К несчастью, с точки зрения применимости к реакторам в опытах по рекомбинации в газе самые низкие концентрации газа были порядка 300 см на литр газовой фазы, или около 2700 см 1иг конденсированного пара, по сравнению с примерно 60 см кг в паровой фазе кипящих водных реакторов. [c.76]

Газы обладают способностью излучать и поглощать энергию излучения. Для разных газов эта способность различна. Излучение и поглощение обычных одно- и двухатомных газов, в частности азота N2, кислорода О2, водорода Н2, гелия Не, в видимой и ближней инфракрасной области столь незначительны, что в инженерных расчетах эти газы можно рассматривать как абсолютно прозрачные (диа-термичные) среды. Значительной способностью излучать и поглощать энергшо излучения обладают многоатомные газы, в частности диоксид углерода СО2, водяной пар Н2О, сернистый ангидрид SO2, аммиак NH3 и др. Двухатомный газ — оксид углерода (СО) — также имеет заметный уровень излучения. Для теплотехнических расчетов наибольший интерес представляют пары воды и диоксид углерода. Эти газы входят в состав продуктов сгорания при сжигании различных видов топлива. [c.256]

Поглощение (или испускание) излучения газами происходит не непрерывным образом во всем спектре, а в большом числе относительно узких полос интенсивного поглощения (или испускания). На фиг. 2.15 показан спектр поглощения водяного пара в дальней инфракрасной области (т. е. при "к — 18- 75 мкм), по данным Ренделла и др. [47]. Спектр состоит из большого числа пиков. На фиг. 2.16 представлен спектр поглощения углекислого газа по данным Эдвардса [48]. Спектр состоит из четырех полос поглощения, соответствующих длинам волн 15, 4,3, 2,7 и 1,9 мкм. [c.104]

В работе [5] были определены величины средних коэффициентов поглощения для абсолютно черного излучения, пронизывающего объемы углекислого газа и водяного пара, и для излучения, создаваемого элементарными объемами самих же газов. Было получено, что для 600°С для черного излучения, пронизывающего слой углекислого газа, при изменении толщины слоя от О од 50 см-ат средние коэффициенты поглощения меняются в интервале от 63 до 0,7 м и для водяного пара — от 6,0 до 0,5 м . Соответствующие показатели для излучения элементарного объема хаза получаются для углекислого газа 595т- ,4 1 и для водяного пара 100—1,6 м . Для других температур получены несколько иные данные, однако порядок величин остается тот же. [c.52]

Величины излучения газов можно определить двумя путями. Первый путь — это использование материалов спектральных характеристик излучения газов. Для этого необходимо знать отдельные полосы излучения (поглощения) газа и для каждой из них — зависимости величин спектральных коэффициентов поглощения от длины волны. Определение интегральной степени черноты может быть сделано по формуле (3-47). Таким методом А. Шак [41] впервые обнаружил значительную роль излучения углекислого газа и водяного пара в работе топочных камер. Црепятствием к таким расчетам является недостаточность наших знаний в области спектральных характеристик газов. Однако А. Шак выполнил расчет излучения газов таким способом. Он учитывал излу- [c.99]

Из сказанного видно, как сильно отл1ичаются друг от друга интегральные коэффициенты излучения и поглощения и сами коэффициенты поглощения при различных длинах пути луча. Поэтому при анализе излучения среды, содержащей углекислый газ и водяной пар, нельзя пользоваться уравнением переноса для серой среды. [c.108]

Из вышеизложенного видно, что в принципе для серой среды, для любого расположения поверхностей, непосредственным интегрированием можно найти величины обобщенных угловых коэффициентов и степеней черноты для произвольных объемов. Для этого достаточно задать коэффициенты поглощения и. При несерой среде величины степеней черноты объемов можно определять по зависимости суммарного излучения среды от длины пути луча, приводимой для углекислого газа и водяного пара на рис. 43 и 44. Величины обобщенных угловых коэффициентов при равновесном излучении среды и поверхностей можно определять по этим же данным, по равенству (4-155), учитывая, что при этом поглощательные способности среды равны ее степеням черноты. Если температуры среды и поверхности не равны, то при определении поглощательных способностей газовой среды можно пользоваться формулой (3-75). Однако практически решение таких задач из-за сложности вычислений встречает большие трудности. В последнее время в результате применения электронных счетных машин возможности таких расчетов значительно расширились. Во многих случаях при определении оптико-геометрических характеристик довольствуются приближенными методами, ориентируясь при этом на точные подсчеты, сделанные применительно к простейшим геометрическим формам. Ниже рассмотрены три способа определения степеней черноты. [c.185]

Пользуясь этой же формулой, А. В. Кавадеров [210] подсчитал излучения углекислого газа и водяного пара при неравновесных vT m-пературах. Величины спектральных коэффициентов поглощения внутри каждой полосы были приняты в виде линейной функции длины волны, а величины Box вынесены за знак интегралов в виде среднего значения. Данные по щирине полос и величинам спектральных коэффициентов поглощения взяты лз книги А. Шака [41]. [c.340]

Поглощате.пьная и рассеивающая способности различных сред для отдельных лучей оказываются весьма различными и зависят от природы вещества среды и ее состояния. Например, твердые и жидкие тела отличаются большим поглощением тепловых лучей, а газы — малым. Сухой воздух для длинноволнового теплового излучения оказывается прозрачным, а влажный воздух, даже с небольшим содержанием водяного пара, обладает заметным поглощением. Запыленные газовые среды (туманы, дымы) при большой концентрации частиц оказываются мало прозрачными для коротковолнового теплового излучепия. [c.381]

Опытами Шмидта и Эккерта было показано, что закон Беера несправедлив даже при постоянных значениях полного давления и температуры. Объясняется это тем, что излучение (поглощение) газов зависит не только от числа излучающих молекул, но и от их взаимодействия, определяемого видом молекул, параметрами газа и т. д. Эксперименты показали, в частности, что для смеси водяного пара и азота при малых парциальных давлениях водяного пара поглощательная способность составляет лишь половину величины, полученной из закона Беера. [c.232]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...