Радиационные характеристики тел

Задача значительно осложняется тем, что перенос энергии излучения может сопровождаться также другими механизмами переноса энергии (теплопроводность, конвекция , которые протекают в условиях горения топлива, сложного Характера движения газов, при наличии интенсивного массообмена. Дополнительные трудности возникают в связи с существенной неоднородностью полей температуры и радиационных характеристик тел как в объеме среды, так и на граничных тепловоспринимающих [c.204]

Лучистая энергия, падающая на какое-либо тело, в зависимости от свойств тела и его строения, от формы и состояния поверхности частично поглощается, частично проходит сквозь тело и частично отражается обратно в окружающее пространство. Поглощение, пропускание и отражение излучения являются важнейшими радиационными характеристиками тела. [c.381]

К настоящему времени создана теория и разработаны приближенные методы решения интегральных уравнений стационарного теплообмена излучением в системах серых тел с диффузно отражающими и изотропно излучающими поверхностями, разделенными диатермической средой. В частности, детально разработаны зональные методы решения интегральных уравнений теплообмена излучением. В последние годы проведены исследования стационарного теплообмена излучением с более полным учетом радиационных характеристик тел (индикатрисы отражения и испускания) и разделяющих их сред (поглощение и рассеяние излучения) в зависимости от спектрального состава излучения. Однако в этих работах для разделяющей среды используются приближения серого тела, лучистой теплопроводности или диффузионное приближение и не учитывается многократное рассеяние. Во многих случаях разделяющая среда считается изотермической. Проведенные исследования в области сложного теплообмена (теплообмен излучением и теплопроводностью) носят в основном теоретический характер они проводились в целях изучения фотонной теплопроводности или нестационарного лучистого нагрева (охлаждения) тел. [c.8]

Согласно закону Кирхгофа, спектральные радиационные характеристики поверхности непрозрачных тел [c.27]

Вследствие отмеченных затруднений расчеты радиационного теплообмена проводятся обычно исходя из ряда упрощающих предпосылок с вынужденным искажением реальной физической картины процесса. Среди таких предпосылок наиболее сильным является допущение того, что все тела и среды, участвующие в теплообмене излучением, являются серыми, т. е, все их радиационные характеристики предполагаются независимыми от частоты излучения (так называемое серое приближение). Кроме того, обычно предполагается, что отражение излучения от поверхностей тел и рассеяние в объеме среды являются изотропными, иными словами, происходят одинаково по всем направлениям. Наряду с отмеченными делаются также и другие допущения. [c.88]

Если учесть это обстоятельство, тс в конечном счете интенсивность радиации факела растет пропорционально величине do в степени 0,75— 1,3 (в зависимости от рода газа). Для улучшения радиационной характеристики факела важно, чтобы повышение настильности факела относительно поверхности нагреваемых тел осуществлялось за счет увеличения скорости истечения газа, но не сопровождалось уменьшением начальных размеров струи. Практически это может быть достигнуто, если, например, ввести в факел дополнительную высоконапорнуЮ струю сжатого воздуха, пара и т. п. [c.105]

Для расчета теплообмена в канале генератора необходимо задаться геометрией канала, а также знать распределение термодинамических и радиационных характеристик рабочего тела и внутренней поверхности канала. Обсудим основные предположения о распределении параметров потока газа и стенки, которые будут использованы в дальнейшем. В одном из вариантов конструктивного оформления стенки канала ее огневая поверхность покрыта набивной массой на основе керамики. В этом варианте температура огневой поверхности слабо меняется по длине канала. В расчетах, представленных ниже, предполагалось, что стенка выполнена из двуокиси циркония и имеет постоянную по всей длине температуру. Использовавшиеся литературные данные по оптическим свойствам двуокиси циркония [2] получены в лабораторных условиях. По-видимому, в реальных условиях эти свойства будут несколько иными, причем они могут изменяться в процессе работы. [c.222]

Пример расчета. В данном разделе приводятся результаты расчета течения и теплообмена в канале МГД-генератора большой мощности с учетом радиационных процессов. Рассмотрим течение в канале с заданными геометрией и распределением электрического к.п.д. при постоянной температуре стенки и фарадеевском способе нагружения. В качестве граничных условий задавались расход рабочего тела, поток энтальпии торможения на входе и давление торможения на выходе. Температура стенки полагалась равной 2000 К. Для сравнения были рассчитаны два варианта, в одном из которых стенка считалась абсолютно черной, а в другой — селективно отражающей. Во втором варианте использовалась спектральная степень черноты стенки, представленная на рис. 3. Изменение площади поперечного сечения канала по его длине представлено на рис. 4 кривой 1. Форма поперечного сечения — квадрат. При расчетах радиационных характеристик канал отождествляется с конусом. Угол раскрытия этого конуса выбирался из условия, чтобы распределение площади поперечного сечения по длине хорошо аппроксимировало кривую 1 на рис. 4. Кроме того, на рис. 4 показано принятое в расчетах распределение индукции В магнитного поля по длине канала (кривая 2). [c.231]

При расчетах теплообмена излучением часто пользуются понятием о локальном термодинамическом равновесии, характеризующемся равновесными условиями распределения по энергетическим уровням атомов или молекул вещества при заданной температуре. Все радиационные характеристики элемента среды определяются при этом локальной температурой рассматриваемого элементарного объема, С такими условиями обычно сталкиваются на практике в тех случаях, когда электромагнитное поле, создаваемое вблизи тела посторонним источником излучения, слабо влияет на распределение по энергетическим уровням атомов или молекул вещества. Благодаря непрерывным колебаниям или столкновениям атомов и молекул вещества даже при поглощении некоторого количества энергии тело незначительно отклоняется от своего равновесного состояния. [c.9]

Отклонения от условий локального термодинамического равновесия обычно наблюдаются при быстро протекающих нестационарных процессах переноса энергии, а также при столь высоких интенсивностях падающего излучения, когда под его воздействием изменяются радиационные характеристики облучаемого тела. Отклонениями от условий локального термодинамического равновесия обычно сопровождается перенос энергии излучения в сильно разреженных газах, когда число столкновений молекул или атомов невелико для поддержания их равновесного распределения по энергетическим уровням. [c.9]

Первый раздел посвящен теории излучения. В нем сообщаются также сведения по радиационным характеристикам твердых тел и сред, необходимые для разработки методов расчета теплообмена. Во втором разделе рассмотрен вопрос о луч истом теплообмене между. телами при неподвижной среде. Изложена теория взаимного лучистого теплообмена. Даны методы определения коэффициентов взаимного лучистого теплообмена и поглощательных способностей среды и описаны методы расчета лучистого теплообмена между телами с учетом отражения от поверхностей. В третьем разделе приведена теория поля излучения и рассмотрены дифференциальные методы расчета лучистого теплообмена. [c.10]

Большой материал по радиационным характеристикам твердых тел приведен в книге А. Г. Блоха [33]. [c.89]

Энергия фотонов теплового излучения оказывается различной для различных частот излучения (V) или длин волн (А.). Распределение энергии теплового излучения по частотам или длинам волн в спектре представляет спектральную характеристику излучающего тела, которая отвечает его тепловому состоянию и находится в зависимости от температуры и радиационных свойств тела. [c.379]

В настоящее время при определении потоков собственного и отраженного излучения используется простейшая тепловая модель планеты. При этом радиационные характеристики осредняются по поверхности и планета рассматривается как диффузно-излучающее и отражающее сферическое тело эффективного радиуса который вводится для учета излучения атмосферы. [c.38]

Важнейшими радиационными характеристиками являются излучательная, поглощательная и отражательная способность различных поверхностей. Понятие идеального абсолютно черного тела, имеющего при данной температуре максимально возможно тепловое излучение, позволило установить законы спектрального и общего теплового излучения, отвечающие условию термодинамического равновесия. Спектральное и интегральное собственное тепловое излучение реальных тел при данной температуре отличается от идеального излучения, нигде его не превышает и составляет в некоторых случаях лишь небольшую ча.сть излучения абсолютно черного тела [49 Интенсивность собственного теплового излучения разных тел при одинаковой температуре различна, она зависит от вещества и строения тела и главным образом от особенностей его поверхностного слоя. [c.46]

Степень черноты 8 относится к важнейшим радиационным характеристикам и характеризует способность тел поглощать и испускать энергию излучения. Степень черноты зависит от природы тела, температуры, шероховатости поверхности, а для металлов и от степени окисления поверхности. При этом существует различие между электрическими проводниками и непроводниками в области теплового (инфракрасного) излучения. [c.537]

Эта формула позволяет осуществлять переход к действительной температуре тела Г, зная коэффициент излучения и радиационную температуру Гр, измеренную пирометром. При определении вг по таблицам, приводимым в литературе, необходимо иметь в виду, что применяемые пирометры полного излучения (радиационные пирометры) не используют весь спектр от нуля до бесконечности. Поэтому выбранное значение вт должно соответствовать спектральной характеристике применяемого пирометра полного излучения. Так как для всех реальных тел О < ег < 1, то, как видно из формулы (7-2-19), радиационная температура тела всегда будет меньше его действительной температуры. [c.269]

Как указывалось, на экипаж космического корабля могут воздействовать разнообразные излучения [18, 19, 21, 22] протоны, а-частицы, более тяжелые ядра, различающиеся по своему происхождению и физическим характеристикам. Для обеспечения радиационной безопасности экипажа приходится применять специальную защиту. В защите космических кораблей наряду с ослаблением потоков заряженных частиц, падающих извне на оболочку космического корабля, происходит образование вторичных излучений протонов, нейтронов, мезонов. Вторичные излучения образуются также в биологической ткани тела космонавта. [c.271]

Физика твердого тела в настоящее время — это обширная область науки, тесно связанная с другими разделами физики и смежными дисциплинами. В недрах физики твердого тела и на ее стыках с химией, биологией, геологией, механикой, математикой, атомной и ядерной физикой, радиофизикой, физикой космоса, техникой возникли и стремительно развиваются химия твердого тела, молекулярная биология, радиационная физика твердого тела, твердотельная электроника, космическое материаловедение, физика полупроводников, физическое материаловедение, физика и техника низких температур, физика магнитных пленок и т. д. Эти области столь близко соприкасаются с физикой твердого тела, что знание основ последней необходимо каждому специалисту, активно работающему во всех перечисленных направлениях. Следует добавить, что синтез физики твердого тела и теоретической физики привел к созданию теории твердого тела, опирающейся на современные достижения квантовой механики, статистической физики, теории поля и широко использующей быстродействующие ЭВМ для проведения многочисленных трудоемких расчетов и численного моделирования различных явлений в твердых телах. Многие достижения физики твердого тела нашли непосредственный выход в практику. Результатом оказалось создание новых типов материалов с уникальными характеристиками и даже целых отраслей техники. [c.5]

Разработка принципов создания материалов, способных выдерживать высокие радиационные нагрузки, безусловно, одна из актуальных задач физики твердого тела, и аморфные материалы оказались одним из интереснейших испытуемых объектов, поскольку в них не могут возникать дефекты, типичные для кристаллов. Имеющиеся данные показывают, что, действительно, некоторые аморфные сплавы, например Pd — Si [61], не теряют своих прочностных характеристик и после значительного радиационного воздействия. К сожалению, ряд интересных в практическом отношении аморфных материалов содержит элементы (например, бор) с высоким сечением захвата нейтронов. Поэтому при создании материалов с высокими физическими свойствами и одновременно с высоким сопротивлением действию радиации необходимо уделять особое внимание выбору состава сплава. Следует также учитывать возможную кристаллизацию под действием радиации. [c.289]

В тепловом расчете отдельных поверхностей учитываются сочетание радиационной и конвективной теплоотдачи от продуктов сгорания, характер омывания ими труб, наличие на трубах внутренних и внешних отложений, теплофизические свойства и характеристики рабочего тела (теплопроводность, температуропроводность, вязкость, температура, давление), конструктивные особенности поверхностей нагрева (шахматное, коридорное расположение труб, их диаметр, оребрение и т. д.), наличие очистки от загрязнений. [c.198]

Выполнение условий (141) и (145) зависит от особенностей работы поверх-Рис. 140. Характеристика ностей нагрева котла. Если перегрева-перегревателя t (D) тель является радиационным, то при [c.238]

Таким образом, первичное радиационное повреждение является тем начальным состоянием облученного тела, которым в значительной мере определяется дальнейшее изменение его физических свойств. Поэтому первой задачей, требующей разрешения при подходе к комплексной проблеме предсказания изменений макроскопических характеристик облученных материалов и изыскания возможностей управления ими, является точное описание структуры первичного повреждения. [c.21]

Начиная с 30-х годов текущего столетия было произведено много работ для изучения вопроса гидродинамики рабочего тела при принудительном перемещении его по трубам котла. Многие из этих исследований были выполнены в СССР применительно к работе прямоточных котлов Рамзина. Изучались условия неустойчивости гидродинамической характеристики витков этих котлов, возникновения пульсаций расхода воды и производительности котла, расслоения пароводяной смеси в трубах котла и т. п. Были предложены различные методы предотвращения этих явлений, как, например, ступенчатое изменение диаметра труб в радиационной (испарительной) части котла, установка дроссельных шайб на входе в витки испарительной части, установка промежуточных смесительных, а также дыхательных коллекторов, установка внутрикотлового подогревателя. Последний был применен на нескольких котлах с давлением пара 35 ата, остальные мероприятия применяются частично или полностью во всех прямоточных котлах высокого давления. [c.47]

Разгонные кривые температур и расхода рабочего тела конвективного пароперегревателя с параметрами Гм=10 7 в=1 =15 Lh = 0,5 е = 0,1 приведены на рис. 5-23. Сплошной линией изображены кривые модели с распределенными параметрами, пунктирной — с сосредоточенными параметрами [но выражениям (4-59)]. Как и для радиационного теплообменника, можно сделать вывод о необходимости учета эффекта распределенности параметров при получении температурной информации и о допустимости с малой погрешностью принятия сосредоточенности параметров при нахождении характеристик расхода. [c.199]

К важнейшим радиационным характеристикам тел относятся степень черноты (или коэффициент излучения), характеризующая способность тела испускать энергию излучения, а также поглощательная, отражательная и про-пускательная способности, от которых зависит распределение падающей на тело энергии излучения между поглощенным, отраженным и прошедшим сквозь тело радиационными потоками. [c.428]

Нетрудно видеть, что высказанные соображения представляют собой принцип ашитивности. Таким образом, этот принцип получился как следствие уравнения переноса при постоянных радиационных характеристиках тел. [c.69]

Расчет излучения молекулярных компонент продуктов сгорания. Рассмотрим неоднородный по температуре и давлению излучающий объем газа конечных размеров. Локальной радиационной характеристикой газа является спектральный коэффициент поглощения соответствующий волновому числу ио. Предположение о существовании локального термодинамического равновесия в газе позволяет связать излучательную способность и коэффициент поглощения соотношением = 4тг5 (Т)А с , где В (Т) — излучательная способность абсолютно черного тела при температуре Т. Учтя это, запишем выражение для полной поверхностной плотности излучения газа, падающего на площадку, выделенную на границе излучающего объема [c.223]

Можно, однако, выделить несколько частных случаев, когда даже в условиях нарушения термодинамического равновесия интегральная поглощательная способность тела остается численно равной его интегральной степени черноты. Это, естественно, всегда имеет место в тех случаях, когда по своим радиационным характеристикам рассматриваемое тело близко к серому (черному). При этом ai = 6i даже в условиях, когда Т ФТ . Второй случай относится к условиям, когда источник излучения (тело 2) является серым или черным. При этом, если спектральная степень черноты тела 1 не зависит от его температуры, интегральная поглощательная способность этого тела численно равна его интегральной степени черноты при температуре Т , т. е. (Тi, Та) — gi (Гз)- Е. Эккерт показал, что для металлов в этом случае = ei]/T без какого-либо допущения о независимости от тейпературы спектральной степени черноты тела 1. [c.8]

Поглощательные и отражательные способности поверхностей зависят от материала тела, температуры и свойств поверхности и от угла наклона лучистого но1ока к поверхности. Они различны для разных спектральных составляющих излучения. Наиболее полную характеристику радиационных свойств твердых тел можно получить, если определить зависимости от длины волны спектральных величин поглощательных и отражательных способностей и степеней черноты. По значениям спектральных радиационных характеристик, пользуясь формулами (1-73), (1-77) и (1-80), можно найти их интегральные значения. К сожалению, определение спектральных значений радиационных характеристик, особенно когда дело касается направленных лучистых потоков, представляет больщие трудности, причина которых заключается в том, что эти величины обладают очень малой энергией. Поэтому большинство экспериментальных материалов по радиационным характеристикам относится к их интегральным значениям. [c.72]

В работе проанализированы различные отражательные характеристики твердых тел. Приведено доказательство упрощенной формулы для определения отражательной способности при косом падении пучка лучей на поверхность тела. Приведенные формулы рекомендуются дпя использования при разработке методов пкспериментального исследования радиационных свойств тел. Иллюстраций 2. Виблиогр. 12 назв. [c.163]

Кроме индивидуальных теплообменных характеристик — радиационных свойств тел, участвующих в теплообмене, в выражения (1.38) и (1.39) входят соответст-вующце характернстнкк систем тел поглощательные [c.33]

В работе [127] предполагается, что псевдоожижен-ный слой излучает как абсолютно черное тело и, исходя -из формул для лучистого обмена между двумя плоскостями с. температурами Гст и Тел, проводится оценка значимости радиационного обмена в сравнении с кон-вективно-кондуктивным. Роль радиационного переноса возрастает с увеличением размеров. частиц при сохранении неизменными прочих характеристик, в частности свойств материала частиц. Поэтому, если для частиц d = 0, мм лучистый обмен становится существенным при 7 >900 К, то для частиц d = 5 мм — при Г>500К. Аналогичные оценки получены в работе [50] в рамках пакетной теории теплообмена псевдоожиженного слоя с поверхностью (для частиц d = 0,5 мм температура, при которой становится существенным лучистый теплообмен, должна быть больше 700 К). Все эти оценки проводи- лись в предположении, что профиль температуры вблизи поверхности в псевдоожиженном слое не изменяется вследствие радиационного обмена и определяется, как и при низкой температуре, только конвекцией и теплопроводностью. [c.135]

Во многих работах, посвященных проблеме радиационной безопасности космических полетов, в качестве такого критерия использовали локальную поглощенную дозу, т. е. энергию излучения, поглощенную в изолированной массе (1 г) биологической ткани. Этот критерий нельзя признать правильным по ряду причин. Прежде всего, как указывалось выше, из-за неравномерного распределения массы вещества по поверхности корабля локальные дозы в разных точках обитаемых отсеков будут существенно различаться. Это означает, что локальная доза, измеренная в какой-либо из точек, не будет достаточной для характеристики радиационной опасности. В таком неравномерном дозном поле разные участки поверхности тела космонавта будут подвергаться воздействию существенно неодинаковых доз. [c.272]

При проектировании телев]13иоиных систем радиационных интроскопов стремятся выбрать и реализовать их характеристики так, чтобы с учетом условий работы системы обеспечить в конечном итоге необходимое соответствие между передаваемыми теневыми изображениями контролируемых объектов и их телевизионными изображениями, синтезируемыми в приемной части систем. [c.364]

Специфика применения неводяных рабочих тел в атомной энергетике заключается в том, что к рабочим телам и теплоносителям ядерных установок (для отвода тепла в ядерных реакторах) предъявляется ряд специфических требований. Эти требования касаются ядерных свойств (активация в нейтронном поле, радиационная стойкость, взаимодействие с нейтронами) и теплофизических характеристик, в частности, теплопередающих свойств. Если основные требования к теплоносителям второго контура двухконтурных атомных электростанций определяются главным образом термодинамическими условиями, то требования к теплоносителям первого контура связаны прежде всего с ядерными свойствами. [c.16]

Рис. 5-16. Частотные характеристики радиационного теплообменника со слабосжимаемым рабочим телом.

Динамические характеристики давления рабочего тела иолучаются, как и для радиационного теплообменника, из линеаризованного уравнения движения при подстановке в него известных значений At и АЛв-Передаточные функции Wpi и W совпадают с соот- [c.246]

Частотные характеристики парогенерирующего теплообменника с конвективным обогревом при возмущениях энтальпией и расходом рабочего тела на входе совпадают с соответствующими частотными характеристиками радиационного теплообменника. [c.247]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...