Степень черноты

Отношение поверхностной плотности потока собственного интегрального излучения Е данного тела к поверхностной плотности потока интегрального излучения Ео абсолютно черного тела при той же температуре называется степенью черноты этого тела [c.91]

Степень черноты е меняется для различных тел от нуля до единицы в зависимости от материала, состояния поверхности и температуры. Используя понятие степени черноты, можно записать закон Стефана—Больцмана для реального тела [c.91]

Будем считать, что степень черноты обеих поверхностей не меняется в диапазоне температур от Ti до T-j Следовательно, по закону Кирхгофа = и Ла = ка. Заменяя А на е и вынося bib o, получаем [c.92]

В соответствии с формулой (11.16) полный поток теплоты, передаваемый излучением от горячего тела более холодному, пропорционален поверхности тела, приведенной степени черноты и разности четвертых степеней абсолютных температур тел. [c.93]

На практике часто одна теплообменная поверхность полностью охватывается другой (рис. 11.3). В отличие от теплообмена между близко расположенными поверхностями с равными площадями здесь лишь часть излучения поверхности Рг попадает на F. Остальная энергия воспринимается самой же поверхностью р2 Тепловой поток, передаваемый излучением от внутреннего тела к внешнему, можно также определить по (11.16), если вместо F подставить поверхность меньшего тела f 1, а степень черноты системы определить по формуле [c.93]

Рассмотрим систему тел, аналогичную изображенной на рис. 11.2. Установим между ними экран (рис. 11.4). Лучшую защиту второго тела от излучения первого обеспечит, естественно, абсолютно белый экран, полностью отражающий все падающие на него излучения. Реально можно сделать экран из полированных металлических пластин со степенью черноты еэ = 0,05-н0,15. В этом случае часть энергии, испускаемой первым телом, будет поглощаться экраном, а остальная — отражаться. В стационарном режиме вся поглощенная экраном энергия будет излучаться им на второе тело, в результате чего будет осуществляться передача теплоты излучением от первого тела через экран на второе. Оценим роль экрана, исключив из рассмотрения конвекцию и теплопроводность. Примем, что ei = = е2 = 8э = е и Т[>Т2- Термическое сопротивление теплопроводности тонкостенного экрана практически равно нулю, так что обе его поверхности имеют одинаковые температуры Т,. [c.94]

Приведенные степени черноты системы первое тело — экран и экран — второе тело в соответствии с (11.17) одинаковы и равны [c.94]

Таким образом, коэффициент поглощения (а следовательно и степень черноты) слоя запыленной среды, в отличие от твердого тела, зависит от его толщины и концентрации пыли. [c.95]

С ростом температуры, когда максимум излучения смещается в область коротких волн, степень черноты уменьшается. Поскольку степень черноты газа Ег существенно зависит от температуры, закон четвертой степени Стефана— Больцмана строго не выполняется. Так, [c.96]

Котлы-утилизаторы. Для использования теплоты отходящих газов различных технологических установок, а том числе и печей, применяются котлы-утилизаторы, вырабатывающие, как правило, пар. При высоких температурах газов (более 900 °С) эти котлы снабжаются радиационными (экранными) поверхностями нагрева и имеют такую же компоновку, как и обычный паровой котел, только вместо топки радиационная камера, в которую снизу входят газы. Воздухоподогреватель отсутствует, если нет необходимости в горячем воздухе для нужд производства. Газы сначала охлаждаются н радиационной камере, как в топке обычного котла. Большой свободный объем этой камеры позволяет иметь повышенную толщину излучающего слоя и, как следствие, повышенную степень черноты газов. Поэтому [c.156]

Воспользуемся формулой (11.31). При этом расчет проведем при максимально возможном в этих условиях тепловом потоке, т. е. при 8 = 2 = е= 1. Поскольку поток тепло-потерь через изоляцию должен составить не более (100-99,4) % =0,6 %, то q],2/q .i = = 0,006. Из [15] степень черноты алюминиевой полированной пластины при температуре 200 °С составляет Еэ = 0,04. При более низких температурах экранных пластин степень черноты полированного алюминия согласно [15] — ниже, т. е. теплопотери будут еще меньше. [c.212]

Если минимальная ширина потока излучения Хо равна d, из формулы (4.2) следует, что при выполнении условий (4.1) дифракционные эффекты не наблюдаются вплоть до расстояния г/р 7. Следовательно, взаимодействие излучения с частицей в концентрированной дисперсной среде можно рассматривать в рамках геометрической, оптики и пренебречь дифракцией на отдельной частице. Это подтверждается опытными данными [139] о независимости степени черноты слоя от размеров частиц. [c.133]

Более совершенным является метод прямого измерения лучистого потока радиометром специальной конструкции [139, 143—148]. Применение двух модификаций этого прибора позволяет независимо измерять полный тепловой поток от слоя к поверхности и лучистый поток [145]. С помощью метода радиометра можно проводить измерения излучательных характеристик исследуемой системы и определять влияние на лучистый поток различных параметров. Измерения, выполненные этим методом, показали, что степень черноты дисперсной системы всегда выше, чем степень черноты поверхности использованных частиц, но может быть гораздо меньше 1 [143—145, 147, 148]. [c.137]

Рез льтаты экспериментальных исследований переноса излучения в концентрированных дисперсных системах позволяют сделать вывод, что при описании радиационного теплообмена в этих системах необходимо исследовать допустимость аддитивного представления различных процессов переноса и условия, при которых оно применимо, а также зависимость излучательных характеристик системы от свойств частиц и распределения температуры. Независимость степени черноты от структуры дисперсной среды позволяет выбрать достаточно простую модель систе.мы, [c.140]

Попытка применить формулу (4.12) для определения степени черноты псевдоожиженного слоя (дисперсной среды, для которой несправедливо условие малости концентрации, обусловившее вид этой формулы) оказалась ошибочной [20]. Был получен противоречащий экспериментальным данным результат—степень черноты слоя практически всегда равна 1. [c.146]

Применение этих формул к бесконечному пакету позволяет в пределе при п- ао получить коэффициент отражения поверхности моделируемой дисперсной среды и в соответствии с законом Кирхгофа [105] ее степень черноты [c.148]

В ранее использованной модели [163, 171] предполагалось, что элементарные слои, образующие стопу, имеют толщину, равную d, и их оптические характеристики принимались равными характеристикам частиц. Такая связь между свойствами элементарного слоя и образующих его частиц может быть использована по крайней мере в качестве первого приближения при плотной упаковке частиц. Если система частиц сохраняет высокую объемную концентрацию при неплотной упаковке, связь между параметрами элементарного слоя и образующих его частиц будет более сложной. Для расчета этой зависимости служит геометрическая модель элементарного слоя—двумерная модель дисперсной среды [177], в которой реальные частицы, расположенные случайным образом в одной плоскости, заменены системой регулярно расположенных в узлах плоской квадратной сетки с шагом 2ур сфер. В рамках геометрической оптики взаимодействие излучения с поверхностью не зависит от ее размеров [125], поэтому принято, что сферы имеют единичный радиус. Предполагается, что поверхность их диффузно отражающая, серая. Для расчета характеристик элементарного-слоя используется вспомогательная схема (рис. 4.1), образованная моделью 2 и двумя абсолютно черными плоскостями I и 3. Задав на а. ч. плоскости 1 поток излучения плотностью qb, можно найти коэффициенты отражения и пропускания модели rt и Т( по отношению потоков, попадающих на плоскости / и 5 после многократного отражения на частицах, образующих систему 2, к заданному потоку, а затем поглощательную способность и равную ей степень черноты. [c.149]

Зависимость характеристик элементарного слоя от параметров модели представлена на рис. 4,5. Как степень черноты Et, так и коэффициенты отражения rt и пропускания Т( наиболее сильно изменяются при достаточно плотной упаковке частиц (Ур<3). При увеличении расстояния Ур (в области Ур>3) проис- [c.155]

Температуры псевдоожиженного слоя и поверхности обычно считаются заданными. Степень черноты поверхности ест также можно считать известной, поскольку-сведения о соответствующих характеристиках различных технических материалов приведены в справочной литературе. Остается неизвестной только одна величина — степень черноты поверхности псевдоожиженного слоя. Ее можно рассчитать по заданным свойствам ожи- [c.168]

Из рисунков видно, что степень черноты поверхности псевдоожиженного слоя независимо от использованного дисперсного материала слабо зависит от расстояния между частицами. Причем, начиная со значения Ур 2,5, дальнейшее расширение слоя уже практически не сказывается на величине бел- [c.169]

Результаты измерения степени черноты псевдоожиженного слоя [c.171]

Таким образом, оценка доли времени пребывания пузырей у визира прибора и соответствующего среднего расстояния между частицами пригодна для большого числа аппаратов с псевдоожиженным слоем в условиях интенсивного кипения,. Как видно из рис. 4,11, независимо от степени черноты частиц величина бел при мало отличается от предельного значения [c.172]

Кроме отдельных экспериментальных значений степени черноты слоя, для сравнения с расчетом были использованы эмпирические формулы [139] (рис. 4.12, 4.13). Совпадение теоретических и эмпирических зависимостей достаточно хорошее № подтверждает сделанные выше выводы. [c.173]

Выше о1мечалось, что излучение газов носит объемный характер. Способность газа излучать энергию изменяется в зависимости от плотности и толщины газового слоя. Чем выше плотность излучающего компонента газовой смеси, ои-ределяемая парциальным давлением р, и чем больше толщина слоя 1 аза /, тем больше молекул принимает участие в излучении и тем выше его излучательная способность и коэффициент погло1цения. Поэтому степень черноты газа е, обычно представляют в виде зависимости от произведения р1 ими приводят в номограммах [15]. Поскольку полосы излучения диоксида углерода и водяных паров не перекрываются, степень черноты содержащего их топочного газа в первом приближении можно считать по формуле [c.96]

Излучение чистых газов (Н2О, СО2 и др.) находится в инфракрасной части спектра. Имеющиеся в продуктах iopa-ния раскаленные твердые частицы (зола и т. п.) придают пламени видимую окраску, и его степень черноты мо.жет быть большой, достигая значений 0,6—0,7. Поэтому при факельном сжигании твердых топлив, а при выделении сажи (при сжигании с недостатком воздуха) — и жидких, и газообразных основное ко личество теплоты в топках передается излучением пламени. Излучение 1оря1де-го пламени (факела) при теплообмене в топках рассчитывается по специальным формулам [15]. [c.96]

Еще лучшими свойствами обладают вакуумно-многослойные и вакуумно-по-рошковые теплоизоляционные материалы. Перенос теплоты теплопроводностью через поры в таких теплоизоляторах уменьшается путем создания глубокого вакуума, а для уменьшения переноса теплоты излучением служит либо порошок, либо ряд слоев фольги с малой степенью черноты, выполняющих роль экранов. Вакуумно-многослойная теплоизоляция сосудов для хранения сжиженных газов имеет эффективный коэффициент теплопроводности Хэф [c.102]

При использовании частиц из различных окислов (АЬОз, 2гОг, песок) лучистый поток при температуре 1400 °С может составлять до 60% общего потока энергии [144, 146]. Очень сильно, как оказалось, теплообмен излучением зависит от температуры погруженной в слой поверхности [147—149]. Проведенные измерения зависимости степени черноты псевдоожиженного слоя от температуры поверхности свидетельствуют о значительном охлаждении частиц во время пребывания их около стенки теплообменного устройства и неаддитивности процессов конвективно-кондуктивного и радиационного обмена [149]. [c.137]

Наиболее совершенной в настоящее время является фотометрическая методика, различные варианты которой описаны в [139, 151 —154]. Сущность этой методики — в кино- или фотосъемке через прозрачное окно частиц слоя одновременно с укрепленной на внешней поверхности визира и погруженной в дисперсную среду моделью абсолютно черного тела. По отношению оптических плотностей изображений слоя либо отдельных ча стиц и модели а. ч. т. можно определить при известной температуре системы степень черноты слоя и образующих его частиц (чего не допускают все другие методы). С помощью киносъемки можно измерять динамические характеристики. Например, при известных свойствах частиц определять температуру отдельных частиц и скорость их остывания [154]. Исследования, выполненные с использованием этой методики, позволили одновременно проследить изменения структуры псевдоожи-жепного слоя вблизи.поверхности и лучистого потока при поочередной смене пакетов частиц и пузырей газа [139, 152]. [c.138]

В дальнейшем те же вероятностные представления, что и в [169], были использованы для условий псевдо-ожиженногб слоя (большая концентрация частиц [170]). Это позволило получить формулу, которая связывает степень черноты дисперсной среды с ее порозностью и степенью черноты дисперсного материала. Однако возможности этой формулы весьма ограничены, поскольку при расчетах предполагалось, что частицы не отражают падающее излучение. [c.146]

Расчет излучательных характеристик элементарного слоя, когда задано собственное излучение образующих его частиц, представляет самостоятельный интерес. При этом оказывается возможным определение двух характеристик степени черноты элементарного слоя в неизотермичных условиях и эффективной излучатель-ной способности поверхности частицы в дисперсной среде. Эти характеристики можно вычислить, если известны компоненты потока в элементарном слое [178]. [c.155]

Результаты расчетов излучательной способности элементарного слоя по формуле (4.28) совпадают с вычисленными ранее по поглощению внешнего йзлуче-ния значениями е<. Формулы (4.26) — (4.28) позволяют определить степень черноты двумерной дисперсной системы, образованной излучаюш,ими частицами, при условии, что нельзя использовать данные по отражению внешнего излучения. Поскольку предполагается, что модель дисперсной среды образована серыми частицами, для кото рых справедлив закон Кирхгофа, равенство поглощательной способности at и степени черноты б( свидетельствует о правильности модели и соответствующих уравнений. [c.157]

Коэффициенты отражения и пропускания ка1ждой из образующих систему плоскостей принимались рав ными соответствующим характеристикам элементарно го слоя стопы. Предполагалось, что образующие эле ментарный слой частицы непрозрачны, а их концентра ция и степень черноты изменялись в широких пределах [c.165]

Рис. 4.11. Зависимость степени черноты поверхности псевдоожижен-ного слоя от его расширения а — эксперимент [143] (/, 2 — песок

Рис. 4.12. Зависимость степени черноты поверхности псевдоочижен-ного слоя от свойств частиц /, II — эмпирические формулы (4.28) и (4.29) из [139] соответственно III — данные табл. 4.1 IV — данные [152] расчет (/ — расширенный слой 2 — плотный)

Рис. 4,13. Зависимость степени черноты поверхности псевдоожи-женного слоя от свойств частиц / — эмпирическая формула (4.27) из [139] 2, 3—расчет для расши-зенногр и плотного слоя. Данные 152] с учетом зависимости ера (бр) / — расширенный слой // — плотный

В экспериментальных работах, как правило, не определялась степень черноты использованных частиц. Так как поверхностные свойства, к которым относится и степень черноты, легко изменяются, в частности вследствие загрязнений, результаты измерений для одного и того же материала у разных исследователей оказались различными. В связи с этим интересны экспериментальные исследования, методика которых позволяет измерять степень черноты как ожижаемых частиц, так и поверхности слоя [139, 152]. Сравнение полученных по этой методике значений есл, соответствующих измеренным одновременно величинам вр, с расчетной кривой Бел (ер) приведено на рис. 4.12. Все экспериментальные точки расположены ниже кривой есл(ер), что свидетельствует об определенной систематической ошибке. Чтобы выяснить ее причину, разберем, как измерялась величина ер. Сущность фотометрической методики определения степени черноты состоит в следующем. В высокотемпературный псведоожиженный слой погружается визирная трубка. Снаружи ее прозрачного окошка закреплена миниатюрная модель а. ч. тела. Через некоторое время после погружения в дисперсную среду модель нагревается до температуры окружающего слоя. Затем через визирное окно фотографируются модель а. ч. тела и прилегающая к ней часть дисперсной системы. Измерив оптическую плотность изображений среды и модели а. ч. тела, по отношению их яркостей можно вычислить степень черноты окружения модели а. ч. тела. [c.174]

Физические величины (1990) -- [ c.189 ]

Техническая термодинамика и теплопередача (1986) -- [ c.408 ]

Теплотехника (1986) -- [ c.211 ]

Котельные установки (1977) -- [ c.81 , c.86 ]

Теплопередача Изд.3 (1975) -- [ c.373 ]

Справочник машиностроителя Том 2 (1955) -- [ c.153 ]

Конструкционные материалы Энциклопедия (1965) -- [ c.3 , c.275 ]

Промышленные котельные установки Издание 2 (1985) -- [ c.14 , c.395 ]

Теплопередача (1965) -- [ c.350 , c.352 ]

Справочник машиностроителя Том 6 Издание 2 (0) -- [ c.2 , c.153 ]

Промышленные парогенерирующие установки (1980) -- [ c.134 , c.143 ]

Материаловедение Технология конструкционных материалов Изд2 (2006) -- [ c.517 ]

Котельные установки (1977) -- [ c.81 , c.86 ]

Техническая энциклопедия том 22 (1933) -- [ c.0 ]

Теплотехника (1985) -- [ c.264 ]

Котельные установки (1977) -- [ c.86 , c.153 ]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...