Излучение нагретых газов

Излучение нагретых газов. Обычно при рассмотрении излучения нагретых газов речь не идет более, как в предыдущем случае, [c.29]

Наличие процессов горения в пламени обусловливает специфические особенности его излучения. Наряду с чисто термическим излучением нагретых газов, характеризуемым равномерным распределением энергии по всем степеням свободы излучающих молекул и атомов газов, в зонах реакции возникает дополнительное излучение, называемое хемилюминесценцией . В этом случае химическая энергия горения непосредственно превращается в излучение, свойства которого существенно отличаются от свойств термического излучения. [c.412]

ИЗЛУЧЕНИЕ НАГРЕТЫХ ГАЗОВ И ФАКЕЛОВ РАКЕТ [c.322]

Излучение светящегося пламени. При горении топлива в камерах сгорания поршневых ДВС, ГТД, реактивных двигателей, топках парогенераторов и т.п. образуется факел пламени и поток продуктов сгорания. Излучение пламени складывается в основном из излучения нагретых газов (в основном Н2О и СО2) и сажевых частиц (светящееся пламя). Светящееся пламя образуется, как правило, при сжигании жидких углеводородных топлив. [c.552]

Оптическая пирометрия не ограничивается рассмотренными методами. Разработаны специальные спектроскопические методы измерения температур на основе исследования спектральных линий в излучении и поглощении. Эти методы используются для измерения температуры нагретых газов и плазмы. Ввиду их сложности и необходимости специальных знаний из области атомной спектроскопии, эти методы рассматривать не будем. [c.152]

Среди молекулярных лазеров значительное место занимают газодинамические лазеры. Для генерации излучения в газодинамическом лазере предварительно нагретый газ очень быстро охлаждают путем приведения его в движение вплоть до сверхзвуковых скоростей. Принципиальная схема газодинамического лазера приведена на рис. 35.18. Вначале рабочий газ в нагревателе 1 нагревают до высокой температуры, затем он поступает в сопло 2, где ускоряется и охлаждается. При этом из-за различных скоростей дезактивации молекул с разным запасом энергии в газе может образоваться инверсия заселенностей уровней энергии, когда концентрация более возбужденных молекул превышает концентрацию менее возбужденных. Далее этот газ попадает в резонатор 3, состоящий из двух зеркал, параллельных потоку. В резонаторе часть энергии, связанная с инверсией заселенностей уровней, превращается в направленное когерентное излучение, которое выходит через] полупрозрачное зеркало 4, образуя лазерный луч 5. [c.292]

Газодинамический метод получения инверсии основан на возможности получения потоков газов с быстро изменяющимися термодинамическими параметрами. Тепловая энергия нагретого газа при быстром охлаждении, например при протекании со сверхзвуковой скоростью через сопло, непосредственно преобразуется в таких системах в энергию электромагнитного моноэнергетического излучения. [c.895]

Если температура Гт не задана, а известна Гж и необходимо предварительно оценить погрешность измерения температуры такого нагретого газа, то необходимо решить (2.35) относительно Тт, а затем найти ДГ-. Как видно из (2.35), погрешность АТ можно снизить, если изготовить чехол термоприемника из материала с низким значением коэффициента излучения 0т, а также по возможности уменьшить разность температур Тт—То. Влияние излучения можно существенно ослабить экранированием термоприемника. [c.85]

При отсутствии внешнего излучения нагретый слой газа ведет себя как излучатель с его граничных поверхностей в окружающее пространство излучается энергия. Последняя складывается из энергий собственного излучения каждого элементарного слоя газового [c.187]

Широкое применение для измерения температуры и плотности потока нагретого газа находят методы спектрально-оптической диагностики. При этом информацию о состоянии газа можно получить, исследуя характеристики его излучения (поглощения) интенсивность излучения и длину волны линий, ширину и форму контура линий, зависимость интенсивности непрерывного излучения от длины волны и т. д. Перед применением того или иного метода измерения необходимо предварительно исследовать спектральные характеристики потока. Лишь после этого можно выбрать определенный оптический метод определения температуры, который обеспечивает достаточную точность измерения. [c.322]

При термических способах подготовки поверхности под напыление используют в качестве рабочей среды нагретый газ (неподвижный или движущийся), ионизированный газ (ионы, электроны) и излучения (инфракрасное, ультрафиолетовое или лазерное). [c.345]

Оценки показывают, что в этих условиях справедливо приближение оптически тонкого слоя. Тогда отношение количеств энергии, отведенных от выделенного объема излучением и конвекцией, для цилиндрического слоя в тракте истечения нагретого газа [c.112]

Сварка различных полимерных материалов осуществляется с применением ручных и механизированных сварочных инструментов и приспособлений, а также установок и машин, среди которых доля оборудования с автоматизированными системами управления весьма незначительна. Специализация оборудования зависит от вида сварки нагретым газом или инструментом экструзионной трением вращения ультразвуковой и высокочастотной инфракрасным излучением. Широкий интервал сварочных параметров позволяет настраивать оборудование на требуемые параметры сварки в зависимости от конкретных соединяемых материалов. [c.404]

Согласно опытным данным открытая металлическая сварочная дуга передает свариваемому металлу 50—60% своей мощности в виде тепловой энергии. При закрытой дуге (под слоем флюса) коэффициент передачи тепловой энергии свариваемому металлу возрастает. Остальная часть мощности дуги рассеивается в окружающем пространстве излучением, парами и конвекционными потоками нагретых газов. [c.47]

В настоящее время применяют сварку с применением теплоносителя (сварка нагретым газом, нагретым инструментом, нагретым присадочным материалом), с нагревом токами высокой частоты, трением, ультразвуком, с помощью инфракрасного излучения и химическую сварку. [c.625]

Передача тепла нагреваемому металлу. Основным видом передачи тепла металлу в пламенных печах является излучение. Нагретые стенки печи и горящие газы при высокой температуре испускают тепловые лучи, которые нагревают металл. С повышением температуры передача тепла металлу сильно возрастает. Конвекция заключается в передаче тепла движущимися рас-каленными газами. Конвекцией передается 5—10% тепла, остальные — излучением. [c.33]

Большинство твердых и жидких тел излучают энергию всех длин волн в интервале от О до оо, т. е. эти тела имеют сплошной спектр излучения. К ним относятся твердые тела и капельные жидкости. Некоторые тела излучают энергию с прерывистым спектром, т. е. только в определенных интервалах длин волн, К ним относятся нагретые газы и пары, [c.160]

Решение системы уравнений гидродинамики и переноса излучения приводит к картине, которую лучше всего пояснить при помош и распределений температуры во фронте ударной волны, показанных на рис. 5, а и 5, б. Первый случай (рис. 5, а) соответствует ударной волне не очень большой амплитуды. Поток излучения, равный примерно где Т температура за фронтом, выходит с поверхности скачка и, погло-ш аясь в холодном газе перед фронтом, нагревает его. Температура газа, естественно, повышается по мере приближения к скачку. За скачком нагретый газ несколько охлаждается за счет потери энергии на излучение, и потому температура за скачком падает, приближаясь к равновесной. [c.220]

Процессы такого типа в идеализированной постановке исследовались в работе Ю. В. Афанасьева, В. М. Кроля, О. Н. Крохина и И. В. Немчинова (1966), Они рассматривали движение поглощающего свет газа, который вначале занимал полупространство, граничащее с вакуумом, если на поверхность падает поток лучистой энергии. Поглощая излучение, газ становится более прозрачным, так как поглощение уменьшается при повышении температуры и свет проникает в более глубокие слои. Нагретый газ разлетается в сторону пустоты. Фронт волны прогревания при этом движется внутрь газа по определенному временному закону, и при некоторых предположениях задача оказывается автомодельной. Решение автомодельных уравнений дает количество испаренной массы, ее начальную температуру и плотность. [c.266]

Рассмотрим теперь вопрос о размерах первоначальной области, из которой развивается гидродинамическое движение газа при сильном взрыве. В условиях, когда первоначальная концентрация энергии очень велика, основным фактором в передаче энергии окружаюш ей среде является излучение ). Коротковолновое излучение, выходяш,ее из нагретой области, интенсивно поглош ается в окружающем холодном газе. Поглощенное излучение нагревает газ до высокой температуры Г, как что он в свою очередь начинает излучать, нагревая следующий слой. Эффективный коэффициент теплопроводности при таком процессе передачи энергии оказывается чрезвычайно высоким. Это обстоятельство приводит к довольно быстрому расширению нагретой области газа. При этом практически можно пренебречь гидродинамическим движением и рассматривать процесс передачи энергии в неподвижной среде с постоянной плотностью ро. [c.277]

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]

За последние десять лет большое внимание уделялось исследованию излучения нагретого воздуха в связи с задачами гиперзвукового полета. В этих условиях слой ударно нагретого газа обычно является оптически тонким, и здесь следует вводить в рассмотрение среднюю непрозрачность Планка. [c.406]

Передача тепла шихте и расплаву в период варки осуществляется излучением от факела пламени, от нагретых газов и от внутренней поверхности футеровки, не закрытой шихтой или толстым слоем расплава, теплопроводностью от внутренней поверхности футеровки, находящейся в соприкосновении с расплавом или шихтой. [c.32]

В настоящее время пластмассы сваривают с применением теплоносителя (нагретого газа, нагретого инструмента, нагретого присадочного материала), с нагревом токами высокой частоты, трением, ультразвуком, с помощью инфракрасного излучения и пр. [c.334]

Величина К характеризует отношение лучистого теплового потока к конвективному. Она определяется параметрами набегаюгцего потока, т.е. высотой полета и скоростью движения тела. Значения К нри = 0.5, Ту = 1500° К и чисел Рейнольдса, подсчитанных но параметрам за прямым скачком и характерному размеру 1 м, приведены на рис. 1 в зависимости от числа и высоты полета Н. Там же нанесена кривая 1, ограничиваюгцая возможность горизонтального полета в атмосфере аппарата, движение которого зависит от аэродинамический и центробежной сил и веса аппарата [3]. Выше кривой 1 вес больше подъемной силы и полет такого аппарата невозможен. Кривая 2 рис. 1 рассчитана нри условии, что лучистый тепловой поток от слоя нагретого газа за ударной волной соизмерим с лучистым тепловым потоком от поверхности затунления обтекаемого тела. При этом использовались значения стенени черноты воздуха, приведенные в [4. Справа от нее необходимо учитывать излучение нагретого газа. При некотором значении К, которое зависит от конкретной формы обтекаемого тела, но близко к 0.5, лучистый тепловой поток становится равным конвективному, и отпадает необходимость донолнительного охлаждения. [c.405]

Излучение и поглощение света. Одно из наиболее характерных явлений, сопровождающих нагревание газа ударной волной до высоких температур,— это свечение газов. При высоких температурах газы, прозрачные в холодном состоянии, излучают и поглощают свет. Излучение нагретых газов в ударной трубе изучалось многими авторами. Особенно много работ посвящено исследованию оптических свойств воздуха. Излучение воздуха в ударной волне, образующейся при движении тела с очень большими скоростями в атмосфере, может давать существенный вклад в нагрев тела, и при достаточно больших скоростях радиационный нагрев оказывается больше аэродинамического. Значительных успехов в теоретическом изучении оптических свойств нагретого воздуха достигла советская школа, возглавляемая Л. М. Биберманом. Обзор работ Л. М. Бибермана и его сотрудников и библиография содержатся в статье Л. М. Бибермана, В. С. Воробьева, Г. Э. Нормана и И. Т. Якубова (1964). [c.230]

При создании новых технологий весьма перспективно применение о.хладителей газа с пульсационными струйными течениями 11-71. Преимуществами указанных устройств являются простота конструкции, эксплуатационная надежность и высокий изоэнтропийный к.п.д. охлаждения газа 60-80% [1]. В основе их принципа действия лежит процесс энергообмена между расширяющейся газовой струей, вытекающей из сопла в полузамкнутую емкость и газом, находящимся внутри последней (рис. 7.1). При размещении входного отверстия полузамкнутой емкости на определенном расстоянии от среза сопла и соосно с ним в струе возникают автоколебания [8 , приводящие к сильному акустическому излучению [9, Ю] и к значительному нагреву газа и стенок от него полузамкнутой емкости. От нагретого газа тепло через стенки полузамкнутой емкости передается окружающей среде. Общая энтальпия газа снижается и на выходе из полузамкнутой емкости газ, расширяясь, охлаждается. [c.175]

Рассмотрим один предельный случай. Допустим , что р2=р . Это возможно, если существует механизм очень быстрого негидродинамического переноса состояния ионизации, который обеспечивает распространение разрыва со скоростью, значительно превышающей скорость звука в нагретом газе. Газ в волне поглощения при этом можно считать покоящимся. В этом случае поток лазерного излучения Р, приходящийся на 1 см поверхности фронта, поглощается массой газа р[0, проникающей сквозь разрыв за время воздействия лазерного излучения- Тогда [c.107]

Гидродинамический режим распространения волны поглощения, вызванной ионизацией за ударной волной, со скоростью, превышающей скорость нормальной детонации (5.34), невозможен. Такому случаю соответствовало бы сжатие за ударной волной до состояния А на ударной адиабате с последующим расширением газа во время поглощения лазерного излучения вдоль отрезка прямой А 1 до точки В на ударной адиабате волны поглощения. Но в состоянии В скорость распространения волны по нагретому газу О оказывается дозвуковой. Расширение нагретого газа за такой волной тотчас бы ослабило и замедлило волну, переводя ее в режим нормальной детонации (из точки В в точку 2). Такой режим аналогичен пересжатбй детонации. Для того чтобы светодетонационная волна распространялась со скоростью большей, чем это может обеспечить поглощение лазерного излучения, должно быть дополнительное выделение энергии. Однако в условиях опытов таких дополнительных факторов нет, и, следовательно, отклонения от режима нормальной детонации невозможны. [c.110]

Обычно при измерении температуры жидкости или газа термопару помещают в чехол или гильзу с целью увеличения ее жесткости и защиты от механических повреждений. Чехол или гильза из-за сравнительно больщих размеров, с одной стороны, искажает картину течения, увеличивает инерционность и, с другой стороны, является источником дополнительных погрещностей при измерении температуры. Например, при течении в трубе нагретого газа собственная температура помещенного в поток термометра будет отличаться от температуры самого газа. Погрещность возникает из-за отвода (или подвода) теплоты от места измерения п о защитному чехлу и проводам термопреобразователя, а также из-за наличия теплообмена излучением между чехлом и стенкой трубы. Последний источник по-. грешности отпадает, если измеряется температура потока жидкости, так как жидкость не является прозрачной средой для теплового излучения. [c.84]

К радиационным поверхностям относятся экраны топок и первые ряды труб котла, освещаемые излучением из топки. Радиационная теплоотдача происходит благодаря лучеиспусканию нагретых газов. Количество передаваемого тепла зависит от разности четвертых степеней абсолютной температуры (в градусах Кельвина — °К), нагревающего и нагреваемого тел. Например, при средней температуре в топке 1 200° С (1 200-f273= 1 473° К) повышение температуры топки с 1 200 до 1 427° С, т. е, примерно на 19%, увеличило бы количество передаваемого тепла почти на 80%- Но загрязнение лучевоспринимающих поверхностей существенно ухудшает радиационный теплообмен. Тепловос-приятие экранных труб при толщине внешних отложений 0,1 мм уменьшается на 15—20%, а при толщине отложений 0,4 мм — до 40%. [c.111]

Предположим, что около черной стенки, имеющей температуру поверхности Гст = 0°К, через щелевидное сопло шириной S вытекает нагретая излучающая газовая струя с температурой Т=Тг. Спектр параллельного луча потока излучения, фиксируемого спектрорадиоме-тром, установленным на пути этого луча (рис. 15-2), будет характеризовать спектр собственного излучения струи газа толщиной S. [c.282]

Иоинзующая У. в. Если за У. в., распространяющейся по неионизованному газу, темп-ра Гг 10 ООО К, газ в У. в. ионизуется на десятые доли и более. (Относит, концентрация ионов резко возрастает с увеличением темп-ры и значительно слабее—с уменьшением плотности газа.) Осн. механизмом является ионизация атомов электронным ударом. Необходимую для этого энергию электронный газ получает при упругих столкновениях электронов с атомами и ионами. Развивающаяся лавина электронная начинается с относительно небольшого кол-ва начальных, затравочных электронов. Они могут появляться при столкновениях атомов (хотя эфф. сечение ионизации атомами очень мало), в результате реакции ассоциативной ионизации типа N-bO+2,8 эВ-> NO е (такой процесс идёт в воздухе), путём фотоионизации атомов перед СУ УФ-излучением, испускаемым нагретым газом за У. в. Неясность в отношении конкретного механизма нач. накопления электронов часто затрудняет интерпретацию эксперим. результатов по структуре ионизационной волны не очень большой интенсивности. В релаксац. зоне темп-ра электронов меньше темп-ры атомов и ионов Г, т. к. электронный газ затрачивает большую по сравнению с feF, энергию на ионизацию атома. Зависимость Г, от Т в релаксац. зоне определяется балансом энергии, затрачиваемой электронами на ионизацию и получаемой при упругих столкновениях с атомами и ионами. Чем более интенсивна У.в., тем больше разность Т— Т ъ релаксац. зоне. В той её части, где состав газа близок к равновесному, становится существенным процесс, обратный ионизации, т. е. электрон-ионная рекомбинация. При достижении ионизац. равновесия выравниваются и темп-ры Г Т. Ширина релаксац. зоны обратно пропорциональна pi- [c.209]

Нагретые газы представляют собою источник инфракрасных лучей. Примером этого является горелка Бунзена, спектр излучения которой, давно изученный Юлиусом (1890 г.), затем Паше-ном (1894), известен более, чем до 20 мкм, благодаря работам Рубенса и Ашкиназа. Этот спектр обладает заметными максимумами при 2,8 и 4,4 мкм. Первый из этих максимумов соответствует излучению водяного пара, а второй, весьма интенсивный и хорошо определенный, излучению углекислого газа. Этот максимум в 4,4 мкм применяется в качестве точки привязки в различных работах по инфракрасным лучам (рис. 7). [c.29]

Этот процесс возможен только в случае, когда энергия возбуждения атома Не превосходит энергию ионизации и последующего иона М+. При газодинамическом возбуждении активной среды инверсная заселенность возникает за счет различия времен релаксации уровней в протекающем через сверхзвуковое сопло нагретом газе. В результате генерации тепловая энергия преобразуется в энергию когерентного излучения. Хотя КПД (1 %) и энергосъем (25 Дж/г) для газодинамических лазеров относительно невелики, их энергетическая перспективность определяется возможностью обеспечения значительного расхода газа и удобством непосредственного использования продуктов сгорания различных топлив. Газодинамические лазеры являются самыми мощными лазерами (200 кВт), работающими на колебательно-вращательных переходах молекул (СО2, NgO, СО2, СО). В последние годы все более широкое развитие получают комбинированные способы создания неравновесной среды в газодинамических лазерах. Можно выделить три направления газодинамическое с селективным возбуждением, электро-газодинамическое. При химическом возбуждении инверсия населенностей создается в результате экзотермических химических реакций, в которых образуются возбужденные атомы, молекулы, радикалы. Газовая среда удобна для химического возбуждения тем, что реагенты легко и быстро перемешиваются и легко транспортируются. Химические лазеры интересны тем, что в них происходит прямое преобразование химической энергии в энергию электромагнитного излучения, без необходимости использования электрической энергии. [c.42]

Следует оценшъ также потери на излучение от самого нагретого газа. [c.112]

При световой сварке используется излучение с длиной волны 0,2-1,0 мкм поэтому принципиально мало чем отличается от ИК-сварки. Ее проводят с присадочным материалом или без него по схемам прямого или косвенного нагрева. Световая сварка с присадочным материалом внешне очень похожа на сварку нагретым газом с присадочным материалом (см. рис. 6.9), только вместо аппарата-источника нагретого газа используется, например, галогено-кварцевая лампа с фокусирующим отражателем. Благодаря высокой степени концентрации энергии при прямом методе сварки (рис. 6.45) пленок из ПЭ можно достичь скоростей процесса до 30 м/мин. [c.415]

Терморадиацион- То же, что и при естественной. Интенсивный нагрев окрашенной поверхности тепловым инфракрасным излучением нагретого тела. Сокращает время высыхания по сравнению с конвекционной сушкой в 3—10 раз Рефлекторные (ламповые) сушила и сушила темного излучения с излучателями (панели, трубчатые излучатели, керамические нагреватели), обогреваемыми газом (горелки внутри панелей или в выносной топке) или электричеством до 400 — 450° С [c.629]

Основным механизмом ионизации является выбивание электронов из атомов электронным ударом. При этом электронный газ черпает свою энергию за счет обмена с ионно-атомным газом. Поскольку электроны затрачивают очень много энергии на ионизацию, электронная температура оказывается довольно низкой по сравнению с температурой тяжелых частиц. Основной вопрос, который так и остался нерешенным в этой работе, да и сейчас еще не вполне ясен,— это вопрос о механизме образования начальных затравочных электронов, с которых начинается электронная лавина. По этому поводу высказывался ряд предположений. Наиболее полное теоретическое исследование ионизации аргона в ударной волне было дано в работе Л. М. Бибермана и И. Т. Якубова (1963). Они пришли к выводу о том, что существенную роль в создании первичной ионизации играет возбуждение атомов перед фронтом ударной волны резонансным излучением, выходящим из нагретого газа за фронтом. Б работе Н. М. Кузнецова (1964) рассматривается режим, в котором первичные электроны появляются за счет фотоионизации. Этот режим может осуществляться в достаточно сильных волнах. [c.230]

Весьма интересный вид взаимодействия возникает при движении параллельно твердой поверхности светящегося фронта сильной ударной волны в газе. На первый взгляд распространение ударной волны при указанных условиях не должно сопровождаться появлением заметных возмущений в течении. Однако в Действительности это не так. Достаточно интенсивное световое излучение, исходящее с поверхности фронта, частично поглощается твердой стенкой впереди ударной волны. В результате около твердой поверхности образуется тонкий слой нагретого газа. Наличие нагретого слоя приводит к возмущению всего течения в целом впереди прямого ударного фронта, распространяющегося вдоль твердой поверхности, появляется косой фронт сильного возмущения, который охватывает постепенно расширяющуюся область перед ударной волной. Указанный эффект наблюдается в ударных трубах (Р. Шреффлер и Р. Кристиан, J. Appl. Phys., 1954, 25 3, 324—331) и при мощных взрывах вблизи поверхности Земли ). М. А. Садовский и А. И. Коротков обнаружили аналогичный эффект в опытах с ударными волнами умеренной амплитуды, создавая нагретый слой на твердой поверхности за счет постороннего источника. [c.310]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...