Оптически толстый слой газа

Оператор энергии 85 Оптическая глубина 426—428 Оптически толстый слой газа 357, 371 [c.547]

В работах [2—6] использовано приближение оптически толстого слоя для исследования влияния излучения на течение в пограничном слое серого газа. Авторы работ [7—11] применили приближение оптически тонкого слоя. В работах [12—14] использованы соответственно экспоненциальная аппроксимация ядра, приближение оптически толстого слоя и метод итераций, а в [15а и 156] с помощью метода разложения по собственным функциям [c.524]

Приближение оптически толстого слоя используется в том случае, если средняя длина свободного пробега фотона (т. е. величина, обратная коэффициенту ослабления) мала по сравнению с ее характерным размером. Преимуществом этого приближения является то, что оно дает сравнительно простое выражение для определения плотности потока результирующего излучения, учитывающее интегральные оптические характеристики газовой среды. Оптическую толщину слоя газа, которая по своей физической сути выражает безразмерную оптическую характеристику газовой среды, определяющей [c.64]

В гл. 4 мы видели, что реакции, которые могут протекать в газе, состоящем из молекул, весьма разнообразны. Диапазон этих реакций простирается от возбуждения вращательных и колебательных уровней до процессов диссоциации и ионизации. Каждая из этих реакций может протекать и в обратном направлении и вдобавок как результат межмолекулярных столкновений может возникнуть и электромагнитное излучение. В случае когда такое излучение свободно выходит из объема газа, говорят, что слой газа оптически тонкий , или газ прозрачный. Если имеется большая вероятность поглощения излучения внутри газа, то говорят, что слой газа оптически толстый или газ непрозрачный. В этой главе мы будем рассматривать в первую очередь прозрачные газы, а более общий случай будет исследован в гл. 10—12. [c.308]

Ряд возможностей связан с ограничениями в используемом диапазоне инфракрасных излучений. Так, работая в коротковолновом хвосте распределения Планка, как было отмечено ранее, можно уменьшить влияние излучательной способности при радиационном измерении температуры. Можно также осуществить контроль через твердые тела, жидкости и газы, являющиеся оптически толстыми слоями только в относительно ограниченных полосах длин волн. [c.481]

Оптическая термометрия занимает важное место в стекольной промышленности, где температуру стекла нужно измерять в различных условиях в тонких твердых или жидких слоях, в толстых заготовках или в больших расплавленных объемах. Передача тепла излучением через стекло является чрезвычайно сложным процессом [31, 40]. Во многих отношениях имеется сходство с переносом тепла или импульса через газ в промежуточной области между молекулярным и вязким состояниями. Средний свободный пробег молекул газа может быть уподоблен расстоянию, пройденному лучом в стекле до его поглощения, а именно а , где а — коэффициент поглощения. Величина а сильно зависит от длины волны и возрастает от малых значений при длинах волн ниже примерно 2,5 мкм до очень больших значений (>10 см ) для длин волн, превышающих 4 мкм. В промежуточной области между примерно 2,7 и 4 мкм величина а сильно зависит от температуры и меняется между 4 и 6 СМ . Эти большие изменения поглощения происходят именно в той длинноволновой области, на которую приходится основная часть теплового излучения стекла, нагретого до 1000—2000 К. [c.393]

Формулы (1-16) и (1-17) дают математическое описание модели селективно-серого приближения , используемой в зональных методах расчета теплообмена в топочных камерах. Реальный, селективно-излучающий газ моделируется условным серым газом, степень черноты которого рассчитывается по формулам (1-16) и (1-17) и который представляет собой смесь нескольких поглощающих серых газов и одного лучепрозрачного газа. Таким образом, отпадает необходимость интегрирования по длинам волн, что существенно упрощает расчеты. Благодаря введению в модель лучепрозрачного газа селективно-серое приближение удовлетворяет условию предельного перехода для оптически толстого слоя, когда толщина слоя L -> оо. Дей- [c.37]

В этой главе будем рассматривать перенос энергии излучением на основе концепции локального термодинамического равновесия. Будет выведено интегродифференциальное уравнение для потока энергии, переносимой излучением, и дано его представление соответственно для трех различных приближений. Первое — так называемое диффузионное приближение, справедливо для оптически толстых слоев, в пределах которых излучаемые газом фотоны поглощаются с большой вероятностью. Второе — эмиссионное приближение, справедливо для оптически тонких слоев, в которых излученные фотоны поглощаются незначительно и могут свободно покидать рассматриваемое пространство. Оба эти приближения ведут к определению двух средних непрозрачностей, которые могут быть выражены через соответствующим образом усредненный но частотам фотона средний свободный пробег. Это хорошо известные непрозрачность Росселанда (оптически толстый слой) и непрозрачность Планка (оптически тонкий слой). Третье приближение описывает холодную не излучающую среду, сквозь которую проходит излучение. Несколько иной подход к рассмотрению лучистого переноса был использован Чандрасекаром [1] и Кургановым [2]. [c.357]

Сформулированная выше задача о совместном действии конвекции и излучения была решена численно в работе [38] для течения поглош,аюш,его и излучаюш,его газа как в точной постаг новке, так и с использованием приближений оптически тонкого и толстого слоев. Позднее была решена аналогичная задача для поглощающего, излучающего и изотропно рассеивающего газа в точной постановке с использованием метода разложения по собственным функциям Кейса [42]. На фиг. 13.7 приведены профили температуры в пограничном слое для случая адиабатической стенки при нескольких значениях параметра g и при Рг = 1, Еоо — 2,0, ею = 1, yv = 0,5. Профиль температуры для == О соответствует случаю неизлучающего газа. Заметим, что при отсутствии излучения температура в пограничном слое максимальна. Излучение приводит к уменьшению максимума температуры в пограничном слое, обусловленного вязкой диссипацией энергии. По мере возрастания параметра максимум температуры уменьшается и профиль становится более пологим. При значениях этого параметра порядка 10- или меньше пограничный слой в рассматриваемой задаче можно считать оптически тонким. В этом диапазоне значений I решение, полученное в приближении оптически тонкого слоя, достаточно хорошо согласуется с точным. Однако необходимо проявлять осторожность при использовании приближения оптически тонкого слоя в за- [c.561]

Если слой газа нельзя считать ни оптически тонким, ни толстым, необходимо произвести более детальный анализ. Часто имеют место случаи, когда слой газа можно считать оптически тонким везде, кроме нескольких линий (например, пламя бун-зеновской горелки с парами Ма). Тогда свечение этих линий соответствует свечению абсолютно черного тела. Если сравнивать излучение исследуемого пламени с излучением абсолютно черного тела, помещенного сзади, то при рассматривании спектра будет казаться, что черное тело темнее линий, когда оно холоднее пламени, и ярче их, когда оно горячее. Соответственно этому линии будут выглядеть либо яркими, либо темными. Если же температура излучения черного тела совпадает с температурой пламени, линии исчезают метод обращения). [c.299]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...