Особенности излучения газов и паров

Особенности излучения газов и паров. [c.416]

ОСОБЕННОСТИ ИЗЛУЧЕНИЯ ГАЗОВ И ПАРОВ [c.429]

Ниже рассматриваются особенности, излучения несветящейся га-зовой среды, к которой относятся чистые газы и пары. [c.430]

Чаще всего применяется схема со смешанным током газа и пара, при которой первые по ходу газов ряды труб пароперегревателя, имеющие обычно значительно большую тепловую нагрузку, чем остальные ряды (благодаря тому, что им передаётся тепло не только конвекцией, но и излучением сравнительно толстого слоя газов высокой температуры в коридоре между котельным пучком и пароперегревателем), омываются внутри слабо перегретым паром. Эта схема имеет особенно большое значение для котлов высокого давления и перегрева, так как к тяжёлым температурным условиям в данном случае прибавляются и повышенные требования в отношении механической прочности труб. [c.60]

Различия, и существенные, возникают в методике эксперимента, так как вследствие низкой теплопроводности паров и газов происходит значительное перераспределение роли поправок в расчетных формулах (4-60), (4-61). Так, рост допустимых перепадов температуры в рабочем слое влечет за собой некоторое снижение роли поправок Д д о, Дто на паразитные сигналы в термопарах, но зато ощутимо возрастают поправки на нелинейность и Ао , особенно последняя из них. Низкая теплопроводность и высокая прозрачность газов и паров влекут за собой увеличение роли поправки на излучение и на паразитные тепловые мостики в слое. Благодаря низкой объемной теплоемкости газов и паров резко, практически до пренебрежимых значений, снижаются поправки на теплоемкость и кривизну АОф слоя. [c.138]

Опыты показали, что для газов и паров плотность потока собственного излучения Ер оказывается пропорциональной примерно третьей степени их температуры, а не четвертой, как для твердых тел. Газы и пар не подчиняются закону Стефана—Больцмана (ХП1-34). Однако для удобства, особенно при расчетах теплообмена между твердыми телами и газом, сохраняют четвертую степень и формулу для плотности собственного излучения слоя газа Е , с температурой Г, и конкретной величиной р/ (где р — давление газа, / — толщина слоя) представляют в форме [c.340]

Образование электрически заряженных частиц в среде газов и паров называется объемной ионизацией. Ионизация возникает не только при соударении электронов с молекулами и атомами газа. Ее могут вызывать также энергия светового излучения (особенно ультрафиолетовые лучи) или нагревание газов и паров до температуры 2000°. Ионизация газа под влиянием нагрева, вызывающего ускорение движения частиц газа и увеличивающего число их столкновений при высоких температурах, называется термической ионизацией. [c.43]

Первая методика расчета лучистого теплового потока с максимальным учетом особенностей процессов, протекающих в камерах ЖРД, была разработана советским ученым Л.Ф. Фроловым в 1955 г. Ученому удалось провести серию уникальных опытов по измерению лучистого потока газов, обобщить полученные результаты и предложить соответствующую графоаналитическую и теоретическую информацию, позволяющую производить соответствующие расчеты. Отличительной особенностью этой методики было то, что она учитывала особенности излучения газов при температурах и давлениях, характерных для продуктов сгорания ЖРД. Ученый, в частности, показал, что излучение водяного пара с увеличением плотности растет, ко лишь до некоторого предела (до значения удельного веса, примерно [c.92]

Озон имеет полосы поглощения в районе длин волн Х = 4,7 и 9,6 мкм. Молекулы углекислого газа СО2 вызывают поглощение в полосах на Я=1,4 1,6 2,05 4,3 4,8 5,2 10,4 и особенно 12,8— 17,3 с центром на 13,9 мкм. Наиболее сильные полосы поглощения — диапазоны спектра, характеризуемые длинами волн центров полос = 0,94 1,13 1,38 (1,3—1,5) 1,46 1,87 (1,7—2,0) 2 66 (2,4—3,4) 3,15 6,26 (4,5—8,0) 11,7 12,6 13,5 14,3. Полосы поглощения углекислого газа и паров воды в диапазоне спектра от 14— 15 мкм являются причиной (ПОЧТИ полного поглощения атмосферой инфракрасного излучения с длинами волн более 15 мкм. [c.53]

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]

Из.рис. 160 и табл. 30 видно, что для поддержания изотермичности слоя трехатомного газа необходимо наличие очень неравномерного поля тепловыделений. Особенно велика неравномерность для углекислого газа. Для него отношение величин максимального тепловыделения к минимальному равно 62. Для водяного пара эта неравномерность составляет всего 5,6. Сравнение кривых тепловыделений для трехатомных газов и для серого излучения показывает, что для поддержания изотермичности слоя для серого излучателя требуется гораздо меньшая неравномерность поля тепловыделений, чем для газовых слоев. Наиболее показательным в этом отношении является случай 5, характеризуемый средним тепловыделением серого слоя, приблизительно одинаковым с тепловыделением газовых слоев. Отношение максимального тепловыделения к минимальному в этом случае составляет всего 1,29. [c.311]

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]

Прежде всего необходимо сделать ряд замечаний относительно использования растворителей. Следует учитывать токсичность растворителей, общепринятых для приготовления растворов и промывания окон кювет особенно вредны сероуглерод и хлорированные углеводороды. Кондиционирование воздуха в закрытой комнате может не предусматривать притока свежего воздуха, а лишь циркуляцию одного и того же воздуха с непрерывным удалением паров воды и углекислого газа. Поэтому пары растворителя могут постепенно аккумулироваться до концентрации, вредной как для прибора, так и для экспериментатора. При контакте паров с нагретым до высокой температуры источником излучения может происходить их пиролиз с образованием газов, вызывающих коррозию наблюдались хлоридные коррозионные осадки на оправах зеркал и пленки, окружающие стержень источника. Прибор можно предохранять от коррозии периодическим или медленным непрерывным продуванием сухого воздуха или азота. Поскольку указанные пары вредны для экспериментатора, приготовление образцов и промывание кювет следует всегда проводить в комнате с хорошей вентиляцией или под тягой вдали от спектрофотометра. При продувании прибора азотом ток газа нужно направлять через монохроматор в сторону кожуха с источником и затем наружу. Обратное направление потока может привести к коррозии деталей монохроматора под действием окислов азота, образующихся при контакте азота н кислорода воздуха на поверхности источника, имеющего высокую температуру. [c.37]

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]

При горении пылевидного топлива в факеле излучают частицы твердого топлива, окружающее их пламя и образующиеся в процессе горения трехатомные газообразные продукты сгорания — углекислота и водяные пары. Таким образом, излучение происходит частично из большого количества отдельных центров, а частично — от сплошного га-зового потока. При горении распыленного жидкого топлива принципиальные особенности излучения остаются такими же с той особенностью, что роль излучения центров пламени становится доминирующей, а роль излучения частиц кокса сводится почти к нулю. Наконец, при горении газообразного топлива излучают горящий газ и трехатомные продукты сгорания. Наиболее интенсивно излучает пламя горящих летучих веществ, выделяющихся из твердого и жидкого топлива. По своему внешнему виду это пламя отличается плотностью и ярким белым или желтым цветом. Горящий кокс и раскаленные частицы золы излучают уже значительно слабее. Еще более слабым оказывается излучение трехатомных газообразных продуктов сгорания. Поэтому наиболее интенсивно излучает факел жидкого топлива, слабее излучает факел пылевидного топлива и еще слабее — факел газообразного топлива. [c.344]

Теплообмен в цилиндрах двигателей внутреннего сгорания является объектом тщательных теоретических и экспериментальных исследований. Особенно существенно при этом, что отдача тепла от газов к стенке осуществляется не только конвекцией, но и излучением, поскольку водяные пары и углекислота, содержащиеся в продуктах сгорания, испускают невидимое длинноволновое тепловое излучение. [c.124]

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]

Применительно к радиационным пароперегревателям в принципе действуют те же положения. Однако локальные тепловые потоки в этом случае не являются устойчивой функцией форсировки и при небрежности персонала могут достигать значительной величины. В частности, при растопке на газе факел дает достаточно равномерное мягкое излучение и процесс протекает весьма надежно. Растопка на мазуте сопровождается образованием высокотемпературного оптически плотного факела, который, как бы экранируя сам себя, может излучать локальные тепловые потоки повышенной интенсивности. Особенно неблагоприятные условия складываются при прямом соприкосновении факела с трубами пароперегревателя. Поэтому на практике для контроля температуры стенок труб радиационного перегревателя в ходе растопки устанавливают термопары и фиксируют фактические температуры в увязке с нагрузкой (расходом пара), давлением, форсировкой топки и подобными им общими показателями режима котла или блока. Критерием надежности служит температура металла обогреваемых участков труб. Ориентироваться по температуре в необогреваемой части труб нельзя, так как при малых расходах пара это может дать ошибку в 100—200° С. [c.296]

Кроме того, излучательная и поглощательная способности газов несколько увеличиваются с ростом плотности газа вследствие расширения спектральных полос излучения. Последнее особенно заметно для излучения водяных паров, для которых [c.45]

Необходимость повышения производительности кранов, улучшения условий работы обслуживающего персонала, а также повышения надежности работы механизмов вызывает потребность в применении более передовых способов связи между машинистом и стропальщиком. Во многих случаях подача сигналов с помощью условных знаков не обеспечивает надежной связи, особенно в условиях, когда дым, пар или пыль мешают наблюдению машиниста. Нередко по условиям работы, например в металлургических цехах, при работе со взрывоопасными материалами, а также с веществами, выделяющими вредные для здоровья человека газы, пары или радиоактивные излучения, ни машинист, ни стропальщик не могут находиться около груза. [c.207]

ТРОПОСФЕРА — ближайший к земной поверхности слой атмосферы, простирающийся в полярных и умеренных широтах до высоты 8—11 км, а в тропиках — до 15—18 км. В Т. сосредоточено около 1/5 массы атмосферы и почти весь водяной пар, конденсация к-рого вызывает образование облаков и связанных с ними осадков. В Т., особенно в пограничном слое, сильно развита турбулентность, резко увеличивающая вязкость воздуха и вызывающая его вертикальное и горизонтальное перемешивание. Т. к. воз-71,ух слабо поглощает солнечную радиацию, основным источником тепловой энергии для Т. служит поверхность Земли. От нее тепло передается вверх инфракрасным излучением, к-рое поглощается содержащимися в воздухе водяным паром и углекислым газом. Кроме того, происходит вертикальный турбулентный перенос тенла. Па локальные характеристики темп-рного поля влияет тепло фазовых переходов воды и адиабатич. нагревание и охлаждение при вертикальных перемещениях воздуха. В среднем в Т. темп-ра падает с высотой на 6,5 град/км. Темп-ра на каждом из уровней испытывает, кроме периодических (суточных и годовых), также и непериодич. колебания, вызываемые перемещением воздушных масс из одних районов в другие. Относит, изменчивость вертикальных градиентов темп-ры менее значительна, но и они меняются в широких пределах. Особенно велики периодические и непериодич. колебания значений темп-ры, влажности, давления, ветра и их градиентов в пограничном слое. Давление воздуха на уровне моря в среднем близко к 1013. мб, но горизонтальное его распределение из-за неодинаковости степени нагревания поверхности Земли в разных районах и др. причин весьма сложно и быстро меняется со временем, что связано с возникновением и эволюцией циклопов, антициклонов и их перемещением. Горизонт, градиенты давления приводят к образованию ветров, на направление и скорость к-рых влияют также силы вязкости (в пограничном слое) и силы инерции. В движениях большого масштаба особенно велика роль Кориолиса силы. Основной перенос воздуха в Т. идет с запада на восток, скорость его растет с высотой на 1—4 м/сек на км. Наиболее сильны ветры в струйных течениях. О влиянии Т. на распространение радиоволн см. Распространение радиоволн. [c.204]

При обсуждении спектра водорода упоминалось, что в нем наряду с дискретными спектральными линиями, составляющими серии, наблюдается ряд полос, которые при исследовании приборами с достаточной разрешающей способностью расчленяются на ряд тесно расположенных друг около друга линий, образуя так называемый многолинейчатый, или полосатый, спектр. Подобной особенностью отличаются и спектры других газов, молекулы которых состоят из двух или нескольких атомов. Наоборот, для одноатомных газов (благородные газы, пары металлов) характерны только линейчатые атомные спектры. Правда, при значительном давлении пары металлов (например Hg, 2п и др.), равно как и благородные газы, также излучают полосатые спектры, но, как показывают разнообразные исследования, при этих условиях в парах образуются нестойкие соединения типа Hg2, Пег, HgH, Сзо и т. д., т. е. молекулы, с существованием которых и связано излучение полосатых спектров. [c.744]

При плазменной резке нужно соблюдать те же требования безопасности, что и при дуговой сварке в защитных газах, в частности при сварке сжатой дугой. Особенности плазменной резки - сильный шум и более интенсивное излучение. Поэтому при машинной резке рабочее место резчика должно быть по возможности удалено от места реза, а управление установкой должно быть дистанционным. При ручной резке надо применять защитные стекла с повышенной затемненнос-тью, а при шуме более 110 дБ наушники или противошумную каску. Кроме того, при плазменной резке выделяется в атмосферу много металлического пара и газов, поэтому должна быть усилена вентиляция. [c.313]

В гл. 1 мы показали, что процесс, который переводит атомы с уровня 1 на уровень 3 (для трехуровневого лазера см. рис. 1.4, а) или с уровня О на уровень 3 (для четырехуровневого лазера см. рис. 1.4,6), называется накачкой. Накачка осуществляется, как правило, одним из следующих двух способов оптическим или электрическим. При оптической накачке излучение мощного источника света поглощается активной средой и таким образом переводит атомы активной среды на верхний уровень. Этот способ особенно хорошо подходит для твердотельных (например, для рубинового или неодимового) или жидкостных (например, на красителе) лазеров. Механизмы ушире-ния линий в твердых телах и жидкостях приводят к очень значительному уширению спектральных линий, так что обычно мы имеем дело не с накачкой уровней, а с накачкой полос поглощения. Следовательно, эти полосы поглощают заметную долю (обычно широкополосного) света, излучаемого лампой накачки. Электрическая накачка осуществляется посредством достаточно интенсивного электрического разряда, и ее особенно хорошо применять для газовых и полупроводниковых лазеров. В частности, в газовых лазерах из-за того, что у них спектральная ширина линий поглощения невелика, а лампы для накачки дают широкополосное излучение, осуществить оптическую накачку довольно трудно. Замечательным исключением, которое следует отметить, является цезиевый лазер с оптической накачкой, когда пары s возбуждаются лампой, содержащей Не при низком давлении. В данном случае условия для оптической накачки вполне благоприятны, поскольку интенсивная линия излучения Не с 390 нм (достаточно узкая благодаря низкому давлению) совпадает с линиями поглощения s. Фактически этот лазер представляет интерес лишь в историческом плане, как одна из первых предложенных лазерных схем. Кроме того, его реализация на практике является весьма сложной, поскольку пары s, которые для обеспечения достаточного давления газа необходимо поддерживать при температуре 175 °С, представляют собой весьма агрессивную среду. Оптическую накачку весьма эффективно можно было бы использовать для полупроводнико- [c.108]

П. в гетерогенных системах (жидкость или распыленное твердое горючее) всегда светящееся и характеризуется значительно большей протяженностью зон I и II, особенно зоны II. Дискретная физич. структура П. сложнее, чем структура П. в газах так, нанр., в П. распыленной жидкости процессы нагрева и горения смеси сопровождаются испарением горючего и диффузионным процессом микроперемешивания его компонентов с кислородом воздуха. П. в гетерогенных системах также разделяют па ламинарные и турбулентные, бунзеновские и диффузионные. Однако в этом случае преобладает тепловое излучение. П., возникающее при горении жидких горючих с открытой поверхности — в сосудах, резервуарах, — относится к тину диффузионных П., т. к. предварительное перемешивание отсутствует, горение происходит в парах горючего вдали от его поверхности, подобно П. свечи. [c.29]

Первая особенность. Основным источником излучения в ЖРД, использующих углеводородные горючие, как и в любых Других топках, является излучение продуктов полного сгорания — одяных паров и углекислого газа. Излучение остальные ПС, [c.45]

Долгое время будут актуальны и поиски новых методов накачки. В этом плане следует упомянуть об изучении особенностей оптической накачки полупроводниковых квантовых генераторов и генераторов на углекислом газе. Настойчиво ведется поиск способов электронного возбуждения генерации излучения парами сложных молекул. Разработан фотодиссоциационный лазер успешно применяется лазер, действующий на основе ионизации молекул электронным ударом. В Институте физики твердого тела и полупроводников АН БССР исследуется возможность создания лазера с накачкой синхротронным излучением. Сотрудники этого института и Белорусского государственного университета разрабатывают теорию отражения света от усиливающих сред. Возможно, что на этом пути будут построены генераторы нового типа. [c.125]

Нагрев с помощью йодных ламп. В последние годы непрерывно расширяется область применения инфракрасных ламп накаливания. Эти лампы отличаются рядом замечательных свойств, благодаря которым они могут быть использованы в нагревательных устройствах большая удельная плотность лучистого потока и его безынерционность (через доли секунды после включения йодной лампы величина потока достигает 99% максимального значения, так как около 80% потребляемой энергии лампа передает излучением). Указанные особенности позволили предположить, что йодные лампы окажутся эффективными нагревателями деталей при диффузионной сварке. Опыты, проведенные в Институте электросварки им. Е. О. Патона, полностью подтвердили это предложение. Например, диффузионную сварку образцов из титановых сплавов выполняли с применением отечественных ламп типа НИК-220-1000 (лампа накаливания инфракрасная кварцевая). Лампа представляет собой кварцевую трубку диаметром 10 мм, длиной 375 мм. Вольфрамовая спираль накаливания по обоим концам лампы соединяется с металлическими контактами-цоколями длиной 22 мм. Лампа наполнена инертным газом (давление до 812 гПа) и иодом (до 2 мг). Пары иода в лампе обеспечивают стабильность энергетического и светового потоков. Номинальная мощность лампы при напряжении 380 В составляет 2,2 кВт. При эксплуатации лампа должна находиться в горизонтальном положении (отклонение от горизонтали не более 5°), что необходимо для обеспечения надежной работы раскаленной воль- фрамовой спирали. Поэтому для диффузионной сварки были приняты трубчатые образцы, расположенные гор 1зонтально. Лампа помещалась внутри трубы, что позволило максимально использовать лучистый поток лампы. Сварку выполняли в специальном зажимном приспособлении за счет разницы коэффициентов термического расширения материалов детали и приспособления. Приспособление помещали в вакуумную камеру, в которой создавалось разрежение 1,3-10 Па (сварка возможна в камере с контролируемой атмосферой). Трубчатые образцы диаметром 25 мм со стенкой толщиной 3 мм из титановых сплавов нагревались до 1223—1273 К за 1,5—2 мин. Сравнительно быстрый нагрев обеспечивает оптимальную структуру и хорошие механические свойства сварочного соединения. Исследователи не обнаружили разницы в механических свойствах аналогичных образцов, выполненных диффузионной сваркой с применением высокочастотного нагрева. Простота и надежность регулирования нагрева, достаточно длительный, срок службы и невысокая стоимость ламп позволяют применять их при диффузионной сварке. [c.94]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...