Излучение и поглощение энергии газами

Излучение и поглощение энергии газами происходит лишь в тех полосах частот, которые соответствуют энергии возможных переходов молекул с одного энергетического уровня на другой, и носит селективный или избирательный характер. В отличие от этого большая часть твердых тел излучает энергию во всем диапазоне частот. Расположение полос в спектре излучения газа также определяется природой газа, а на ширину полос и зависимость спектральных характеристик от частоты влияют термодинамическое состояние газа и толщина газового слоя. Основная информация о поглощении и излучении энергии газами экспериментальная. [c.131]

Излучение и поглощение энергии газами [c.298]

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]

Таким образом, теория излучающих газовых потоков может быть построена на основе обычных представлений о материальном континууме сплошной среды. При этом газ считается непрерывным, а модель сплошной среды наделяется дополнительными свойствами, определяющими лучистый перенос. Такое рассмотрение оказывается возможным, так как использование значений средних статистических величин, характеризующих излучение и поглощение энергии газом, позволяет описать радиационное поле, не вдаваясь в механику взаимодействия атомов и молекул. При этом считается, что каждая частица содержит большое количество элементарных излучателей. [c.643]

ИЗЛУЧЕНИЕ И ПОГЛОЩЕНИЕ ЭНЕРГИИ ГАЗАМИ [c.221]

В отличие от твердых тел излучение и поглощение энергии газами происходит не в поверхностном слое их оболочек, а во всем объеме, при этом по мере прохождения тепловых лучей через многоатомные газы их энергия излучения вследствие поглощения уменьшается. Это ослабление зависит от рода газов, температуры и числа находящихся на пути молекул оно пропорционально длине пути луча / (толщине слоя) и плотности газа (парциальному давлению pt). Обычно вместо величин [c.266]

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]

Следует различать излучение и поглощение энергии твердыми телами излучение и поглощение газами. [c.79]

В отличие от твердых тел, у которых излучение и поглощение энергии происходит в тонком поверхностном слое, газы поглощают и излучают энергию в объеме. При прохождении лучей через газ их энергия вследствие поглощения уменьшается. Это уменьшение определяется количеством встречаемых на пути-молекул, которое пропорционально длине пути I луча и парциальному давлению р, поэтому поглощательная способность газа зависит от произведения р1. Кроме того, она зависит от температуры газа Гг. Следовательно, [c.194]

По излучательной и поглощательной способности газы можно разделить на две группы. Г азы первой группы — это газы, которые не обладают свойством излучения и поглощения энергии, а газы второй группы, наоборот, обладают этими овойствами. [c.336]

Газы обладают линейчатым спектром излучения и поглощения. Поглощение и излучение газов имеет объемный характер. Количество поглощаемой (а следовательно, и излучаемой) газом энергии зависит от толщины газового слоя и концентрации поглощающих (или излучающих) молекул. Концентрацию молекул удобно оценить парциальным давлением газа р. Так как толщина газового слоя и парциальное давление газа в одинаковой мере влияют на число участвующих в теплообмене молекул, то степень черноты газа и его поглощательную способность можно выбирать в зависимости от параметра р1, где I — средняя длина луча в пределах газового слоя. Величина I подсчитана для различных форм газового объема и приводится в справочниках. Например, для куба с ребром а величина I = 0,6 а. [c.434]

Излучение и поглощение газов значительно отличается от излучения и поглощения твердых тел. Различают светящиеся и несветящиеся газовые среды. Свечение газовой среды вызывается присутствием в ней раскаленных частиц сажи, угля, золы. Такая светящаяся газовая среда называется факелом. Наличие в газовой среде достаточно большого количества взвешенных твердых частиц делает эту среду мутной. К мутным средам относятся также пылевидные облака, туманы. Эти среды характеризуются значительным рассеиванием лучистой энергии. [c.326]

В настоящее время стало ясным, что основные проблемы внутреннего строения звёзд и проблемы выяснения грандиозных удивительных явлений, наблюдаемых в переменных звёздах, связаны тесным образом с исследованием проблем газовой динамики. В излагаемой теории даны новые рациональные постановки задач и точные решения уравнений адиабатических движений газа и уравнений равновесия газа с учётом эффектов излучения. Соответствующие идеализированные случаи движения или равновесия газа можно в некоторых случаях рассматривать как схематические процессы, моделирующие действительные газодинамические эффекты в звёздах. Они могут служить источником для получения представления о возможных механизмах вспышек звёзд, пульсаций звёзд, о внутреннем строении звёзд и о влиянии различных физических факторов, связанных с выделением и поглощением энергии внутри звёзд, роли переменности плотности, о влиянии тяготения, о возможных движениях, обусловленных отсутствием начального равновесного распределения давлений, и т. п. [c.9]

Г азы излучают и поглощают энергию в некоторых определенных интервалах длин волн или, как говорят, в полосах, расположенных в различных частях спектра (рис. 14-10). Лучи остальных длин волн не поглощаются и не излучаются. Следовательно, излучение и поглощение трех- и многоатомных газов характеризуются свойством избирательности (селективности). [c.191]

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]

Далее, процессы испускания и поглощения лучистой энергии в твердых (непрозрачных) телах происходят на поверхности. В газах же излучение и поглощение всегда протекают в объеме. [c.169]

Процессы теплового излучения и поглощения газов имеют ряд особенностей по сравнению с тепловым излучением твердых тел. Твердые тела имеют обычно сплошные спектры изучения они излучают (и поглощают) лучистую энергию всех длин волн от О до оа. Газы же постоянно излучают и поглощают энергию лишь в определенных интервалах длин волн так называемых полосах, расположенных в различных частях спектра для лучей других длин волн, вне этих полос, газы прозрачны, и их энергия излуче- [c.182]

Доказано, что излучение и поглощение газом лучистой энергии пропорциональны парциальному давлению газа р в газовой смеси и длине пути лучей в объеме газа s, т. е. зависят от произведения ps. Кроме того, поглощение и излучение зависят также от температуры газа. [c.263]

Спектр излучения твердых тел является непрерывным. Спектр излучения газов прерывистый, т. е. их излучение селективно. Селективным излучением и поглощением обладают также некоторые твердые тела (например, кварц), имеющие наиболее выраженный объемный характер высвечивания или по глощения. Больщинство твердых тел поглощают и излучают весьма тонким пограничным слоем. Это дает основание в феноменологической теории излучательные характеристики приписывать непосредственно геометрическим поверхностям тел. Такая поверхность тела в общем случае частично поглощает, частично отражает и частично пропускает тепловое излучение, падающее из окружающего пространства. Поглощенное излучение превращается в тепловую энергию тела, которая, будучи трансформированной в лучистую, вновь участвует в собственном излучении данного тела. [c.457]

Как следует из выражения (7.9), излучательная и поглощательная способность зависит в основном от температуры дымовых газов, их парциального давления и толщины слоя излучения или поглощения энергии. [c.117]

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]

В непрозрачных твердых телах излучение и поглощение лучистой энергии происходят в поверхностном слое. В газах же эти [c.336]

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]

В отличие от твердых тел газы излучают и поглощают энергию не поверхностью, а всем объемом, так как молекулы газов находятся друг от друга па большом расстоянии. Излучение и поглощение газов имеет избирательный (селективный) характер, т. е. они излучают и поглощают энергию лишь в определенных интервалах длин волн. Следовательно, излучательная способность газов меньше твердых тел, определяется она светимостью газов (степенью черноты гг), прозрачные газообразные продукты горения обладают наименьшим лучеиспусканием. В практических условиях работы печей рабочее пространство их часто заполнено светящимся пламенем, светимость которого определяется, с одной стороны, уносом топливной пыли из очага горения (работа на твердом топливе), с другой — распадом углеводородов в процессе горения с образованием сажистого углерода (пламенное горение) [c.119]

Если твердые тела поглощают и излучают лучистую энергию только поверхностью, то газы — всем объемом и только в определенных интервалах длин волн АЯ. Их спектр излучения и поглощения имеет селективный (избирательный) характер. Это означает, что газы поглощают и излучают энергию только в определенных полосах, расположенных в различных частях спектра. В большей же части спектра газы являются прозрачными для теплового излучения. С увеличением температуры газа его излучательная и поглощательная способности повышаются. [c.124]

Если твердые тела поглощают и излучают лучистую энергию только поверхностью, то газы — всем объемом и только в определенных интервалах длин волн ДХ. Их спектр излучения и поглощения таким образом имеет селективный (избирательный) характер. В большей части спектра газы являются прозрачными для теплового излучения. С увеличением температуры газа его излучательная и поглощательная способности повышаются. [c.163]

Для того чтобы разрешить данную задачу, необходимо вывести уравнение термодинамики в предположении, что в единицу времени единица объема газа получает некоторое определенное количество энергии Q). Это количество энергии можно определить, рассматривая атмосферное излучение и поглощение. [c.82]

Характерной особенностью физической газовой динамики является изучение течений жидкости и газа при высоких температурах и в широком диапазоне изменения давления. Высокие температуры среды исключают возможность полного количественного и качественного описания современных механических проблем в рамках модели совершенного газа с постоянной теплоемкостью. С ростом температуры в газе начинают происходить такие процессы, как возбуждение вращательных и колебательных степеней свободы, диссоциация (рекомбинация) молекул, возбуждение электронных уровней атомов, ионизация (нейтрализация) атомов, излучение и поглощение лучистой энергии. Течение сильно нагретого газа около стенок приводит к их термическому разрушению. Все эти процессы относятся к области молекулярной и атомной физики, сыгравшей в начале этого века очень важную роль в расширении наших представлений о строении атомов и о законах микромира. Результаты этого раздела физики применялись к изучению электрических разрядов в газах и для решения астрофизических проблем. Сейчас же они образуют научный фундамент многих важных технических задач сегодняшнего дня. [c.5]

Излучение газов по сравнению с твердым телом имеет некоторые особенности в газах излучение и поглощение происходит во всем объеме, а у твердых тел — в поверхностном слое твердые тела поглощают и излучают лучистую энергию всех длин волн, а газы — только [c.16]

Твердые и жидкие тела излучают энергию сплошным спектром различных длин волн от ультрафиолетовых до инфракрасных. Г азы излучают и поглощают энергию лишь в определенных интервалах длин. Такое излучение называют селективным. Излучение й поглощение энергии в газах объемное. [c.76]

Излучение и поглощение газов носят объемный характер. Поэтому такие факторьс, как размеры и форма излучающего слоя, распределение в нем температуры, существенны при описании излучения газов. Спектры излучения и поглощения газов в отличие от спектров излучения многих твердьсх тел носят селективный характер, т. е. в отдельных участках спектра поглощение и излучение газа может быть сильным, а в других слабым. Отмеченные особенности излучения и поглощения энергии в газах существенно осложняют расчеты теплообмена излучением. [c.256]

В газах л<е излучение и поглощение энергии происходит в объеме. При прохождении лучей через газ энергия луча вслед ствис частичного поглощения теряется. Величина потери энергии определяется ко Личеством встречаемых на пути молекул, которое пропорционально длнне пути луча I и парциальному давлению газа р. Поэтому поглощательная и излучательиая способности газа [c.241]

Рассмотрим установившееся движение плоской ударной волны навстречу лазерному излучению. Интенсивность лазерного излучения Р считаем постоянной. Газ перед волной неподвижен и характеризуется начальной плотностью частиц Л о- Тепловое излучение плазмы ионизирует слой газа перед фронтом светодетонационной волны. При значениях Го и Л о соответствующих светодетонационному режиму, начальная ионизация газа непосредственно перед фронтом равна aeг<10 . Пробег ионизующих квантов не превышает миллиметра, поэтому в нескольких миллиметрах от фронта газ вообще не ионизован. Температура электронного газа перед фронтом Те определяется равновесием между поглощением лазерного излучения и потерями энергии при столкновениях. В светодетонационном режиме для водорода, гелия и аргона величина Те равна Те -н2 эВ. Время от начала фотоионизации очередного слоя газа до прохождения фронта волны через этот слой порядка 10 с. Передачей энергии от электронов к атомам можно пренебречь (из-за большого различия в массах атома и электрона), поэтому для температуры атомов (и ионов) перед фронтом справедлива оценка Т < Те. [c.112]

В практике теплотехнических расчетов наиболее распространенными трехатомпыми газами являются СОд и Н3О, В отличие от твердых тел газы излучают энергию лишь в определенных интервалах длин волн А)1, называемых полосами спектра. Для лучей других длин волн вне этих полос газы прозрачны и их энергия излучения равна нулю. Таким образом, излучение и поглощение газов носит избирательный характер. Количество поглощаемой газом энергии зависит от числа находящихся в данном объеме молекул газа. Это число пропорционально толщине газового слоя, характе- [c.238]

Водные кипящие реакторы канального типа представляют крайний случай распределения поглощения энергии излучения. В этой конструкции теплоноситель проходит через трубы, содержащие топливо и окруженные водным замедлителем. Количество воды в замедлителе во много раз больше, чем теплоносителя в трубах, и поглощение энергии излучения соответственно пропорционально. Как и в реакторах корпусного типа, циркулирующий теплоноситель может проходить через замедлитель или поток теплоносителя может полностью отделяться от замедлителя. Хальденский кипящий водный реактор (HBWR) является примером первого класса реакторов канального типа. Помимо этих соображений о конструкции установки имеются другие факторы, которые заметно связаны с процессом радиолиза поглощенная энергия на. единицу мощности и ее распределение между нейтронами и уизлучением пнтенсивность процесса кипения давление (и температура) качество пара на выходе, которое влияет на распределение газа и кинетику реакций химические добавки, изменяющие природу и концентрацию растворенных веществ в воде. [c.93]

Как указывалось ранее, в излучении и поглощении лучистой энергии твердыми телами вследствие большой их плотности участвует очень тонкий слой молекул, непосредственно прилегающий к поверхности тела на границе с окружающей средой. Это давало возможность условно рассматривать излучение и поглощение твердых тел как поверхностные явления. Такая схематизация излучения представляет большие удобства при решении практических задач. Однако при рассмотрении излучения и поглощения чистых газовых сред и газовых сред, содержащих взвешенные частицы, такая схема становится неприемлемой в связи с тем, что вследствие много меньшей, чем для твердых тел, плотности газов в лучистом теплообмене с окружающей средой участвуют молекулы газа и взвешенных в нем частиц, находящиеся далеко в глубине газового объема. Здесь уже имеют место объемное излучение и поглощение лучистой энергии. Это неизбежно вызывает необходимость учета ряда дополнительных особенностей излучения и поглощения, которые не получили отражения при рассмотрении лучистого теплообмена в системах твердых тел, разделенных лучепрозрачной средой. [c.232]

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]

Существование процессов излучения и поглощения лучистой энергии приводит к появлению дополнительного механизма переноса тепла. Этот радиационный механизм сосуществует с люлекуляр-ной теплопроводностью и в общем случае 3 ачительно усложняет суммарный процесс теплопередачи. Наиболее простым является процесс в средах, которые можно рассматривать как почти прозрачные в области частот вблизи максимума функции Планка. Это имеет место, например, в газах относительно малой плотности, где перенос тепла излучениехМ сводится к теплообмену между граничными поверхностями и результирующий тепловой поток представляется простой суммой молекулярного и лучистого. Куда более сложен перенос тепла в частично прозрачных средах. [c.15]

Для теплотехнических задач имеет существенную роль излучение газообразных тел оно отличается от излучения твердых тел. Луч, упавший на слой газа, частично поглощается этим слоем, а частично проходит через слой и выходит из него, имея меньшую интенсивность. При этом некоторые газы (одно- и двухатомные) настолько слабо поглощают лучистую энергию, что их можно считать прозрачными — диатермичными — для тепловых лучей. Практическое значение имеют излучение и поглощение трех- и многоатомных газов. Однако и для лучей этих газов излучение и поглощение носят, как говорят, селективный характер. Это значит, что эти газы поглощают (и излучают) лучи не всех, а только определенных длин волн. [c.74]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...