Излучательная способность и спектральная излучательная способность

Излучение. Локальное монохроматическое испускание лучистой энергии единичным объемом среды в единичном угле в единицу времени назовем объемным коэффициентом излучения и обозначим 1х Если среда находится в термодинамическом равновесии, то параметр связан с коэффициентом поглощения а я, и спектральной излучательной способностью тела во г. зависимостью [95] [c.59]

Методы измерения высоких температур на основе законов теплового излучения (зависимость спектральной и интегральной излучательной способностей от температуры тел) называются оптической пирометрией. Приборы, используемые для этой цели, называются пирометрами излучения. [c.333]

Введем наряду с функцией p(v,T) спектральную излучательную способность абсолютно черного тела e v,T), определив ее как количество энергии, излучаемой с единицы площади поверхности черного тела за единицу времени. Покажем, что e v,T) лишь множителем с А отличается от функции p v,T). Вследствие изотропии черного излучения из каждой точки полости исходит поток энергии, равномерно распределенный по всем направлениям и равный (в расчете на единицу [c.85]

Как известно, поглощение излучения связано с его взаимодействием с частицами (молекулами) тела. Последние в период между столкновениями практически не взаимодействуют друг с другом и их взаимодействие с излучением является индивидуальным . В таком случае степень поглощения излучения должна быть прямо пропорциональной количеству частиц (молекул) тела, находящихся на его пути (гипотеза Бера). Эта гипотеза хорошо подтверждается в средах с малыми концентрациями поглощающего вещества. С ростом концентраций увеличивается вероятность взаимодействий между частица ми (молекулами) поглощающего вещества, что ведет к заметным отклонениям от гипотезы Бера. Если рассмотренная выше излучающая система (слой) находится в состоянии радиационного равновесия, то, очевидно, на основании закона Кирхгофа спектральная излучательная способность (степень черноты) слоя в произвольном направлении равна его спектральной поглощательной способности в том же направлении [c.527]

Рис. 176. Спектральная излучательная способность керамики и никелевого сплава

Зависимость спектральной излучательной способности абсолютно черного тела W к от длины волны X, Вычисленная для диапазона температур 300—6000° К, приведена на фиг. 14.1. Из нее видно, что основная часть излучения, которое может быть использовано для обнаружения большинства тел, оказывается в инфракрасной области спектра (Л = 0,75— 1000 мкм). Тела при температуре выше 1000° К дают достаточное излучение в видимой части спектра и могут быть обнаружены глазом, но для обнаружения тел с более низкой температурой необходимы инфракрасные детекторы. [c.453]

Очевидное различие между излучением, испущенным вольфрамовой лентой, и излучением черного тела связано с зависимостью излучательной способности вольфрама от длины волны (рис. 7.17). Соответственно спектральная яркостная температура оказывается функцией длины волн. Спектральная яркостная температура 7д ленты, имеющей излучательную способность е(к, Т) и наблюдаемой через стекло с коэффициентом пропускания определяется формулой [c.350]

Поскольку излучательная способность зависит кроме температуры также и от частоты, то ее называют спектральной плотностью поверхностного излучения. [c.323]

Определить поверхностную плотность интегрального излучения (излучательную способность) стенки летательного аппарата с коэффициентом излучения с = 4,53 Вт/(м -град К ), если температура излучающей поверхности стенки 1с = 1027 °С. Найти также степень черноты стенки и длину волны, отвечающей максимуму спектральной плотности потока излучения, [c.66]

Значение е изменяется от нуля до единицы. Степень черноты характеризует излучательную способность реального тела по сравнению с абсолютно черным телом. Степень черноты может зависеть от длины волны излучения. Различают спектральную е(Я, Т)=ех(Т) и интегральную г Т) степень черноты. Спектральная степень черноты для длины волны X и температуры Т определяется отношением интенсивности излучения реального тела /х Т) к интенсивности излучения /хо (Т) абсолютно черного тела при той же температуре. Твердые диэлектрики, имеющие шероховатую поверхность, обла- [c.408]

На рис. 6.20 изображено многослойное селективное покрытие и представлена вычисленная для него функция спектрального распределения поглощения заметим, что ось абсцисс отградуирована по логарифмической шкале. Ожидается, что у показанного здесь многослойного покрытия отношение поглощательной способности в видимой части спектра к излучательной способности в инфракрасной области превысит 10 1. [c.143]

X os (s, n)r N-, s )p N, s, s)d % (12-55) где s), s ) и s, s) —соответственно безразмерные спектральные излучательная и отражательная способности поверхности и ее индикатриса от-348 [c.348]

Приведенные кривые спектральных коэффициентов ослабления описывают радиационные свойства частиц углерода в пламенах жидких и твердых топлив, по которым могут быть определены их излучательная, рассеивающая и поглощательная способности. Для перехода от приведенных спектральных величин к интегральным достаточно произвести графическое или численное интегрирование полученных зависимостей по длине волны А и параметру р. При этом для определения локальных эффективных сечений рассеяния и поглощения необходимо знать также фракционный состав частиц углерода в рассматриваемой зоне пламени на заданном расстоянии от горелки. [c.115]

В то время как излучательная способность любого тела зависит только от состояния его поверхности, физических свойств вещества и температуры тела, поглощательная способность тела, помимо этих факторов, зависит также и от спектрального состава излучения, падающего на данное тело. Поэтому поглощательная способность одного и того же тела при заданной его температуре существенно изменяется в зависимости от специфических свойств источника, посылающего излучение на данное тело. Например, если в качестве источника излучения использовать нагретую металлическую пластинку, то определенный для этих условий коэффициент поглощения тела будет заметно отличаться от того значения коэс ициента поглощения, которое имело бы место, если бы в качестве источника излучения использовалась пластинка из диэлектрика при прочих равных условиях. [c.46]

Изучение эмиссионных свойств светящихся пламен велось как путем измерения спектральной излучательной и поглощательной способности самих пламен, так и путем измерения пропускательной способности частиц сажи, выделенных из пламени и осажденных на прозрачных слюдяных пластинках. В обоих случаях, как показал Беккер [Л. 84], зависимость коэффициента ослабления от длины волны получается одна и та же. [c.219]

Неопределенность в использованных оптических характеристиках Н2О и СО2 [5] — основных излучающих компонент продуктов сгорания, по-видимому, незначительна. Существенный вклад в излучательную способность плазмы вносит резонансный дублет калия. Использованные экспериментальные данные [9] для коэффициента поглощения в далеких крыльях линий получены в ограниченной области спектра и при давлении продуктов сгорания, равном атмосферному. Проверка сделанных предположений для большей спектральной области и большего диапазона давления настоятельно необходима. Кроме того, крайне желательны более точные сведения о спектральных оптических свойствах стенок, полученные в условиях, максимально близких к натурным. [c.235]

Селективно излучающие тела (газы, пары и органические вещества) в одних диапазонах спектра не излучают энергию, но в других ведут себя как черные излучатели или излучают только часть черного излучения, изменяющегося с длиной волны. По характеру изменения монохроматического коэффициента излучательной способности все источники делятся на три типа абсолютно черное тело, е (X) = е = 1 серое тело, е (X) = е < 1 селективные излучатели, для которых в (X) изменяется с длиной волны. В ограниченном спектральном диапазоне селективные излучатели иногда рассматриваются как серые тела. [c.322]

Повышение предельной чувствительности спектрального анализа атомов и молекул. С применением интенсивного лазерного излучения стало возможным повышение чувствительности таких спектроскопических методов, как флуоресцентный, оптикоакустический и др. Например, применение в ИК-области вместо монохроматизированного излучения теплового источника со спектральной излучательной способностью , ==4-10 Вт/см -ср (V = 5000 см"1, Аг- = 1 см при Т = 2000° С) лазерного излучения с 10 Вт/см -ср (для лазера на Не—Ме с выходной мощностью 30 мВт с л = 3,39 мкм) позволяет примерно в 10 раз повысить чувствительность флуоресцентного метода, которая прямо пропорциональна Ьх- В результате с этим методом с помощью подобных лазеров можно определять абсолютную концентрацию атомов в газовой фазе до 10" атомов в 1 см и относительную концентрацию молекулярных микропримесей в газах с помощью оптико-акустического метода до 10 %. [c.438]

Бесконтактные методы теплового контроля основаны на использовании инфракрасного излучения, испускаемого всеми нафетыми телами. Инфракрасное излучение занимает широкий диапазон длин волн от 0,76 до 1000 мкм. На практике в ТНК преимущественно используются два спектральных диапазона З...5и8... 14 мкм, совпадающие с окнами максимальной прозрачности атмосферы и являющиеся наиболее информативными. Спектр, мощность и пространственные характеристики этого излучения зависят от температуры тела и его излучательной способности, обусловленной, в основном, его материалом и микроструктурными характеристиками излучающей поверхности. Например, шероховатые поверхности излучают сильнее, чем зеркальные. При повышении температуры мощность излучения быстро растет, а ее максимум сдвигается в область более коротких длин волн. Эта закономерность характеризуется законом смещения Вина [c.531]

Вольфрам наиболее широко применяется как высокотемпературный материал, но даже он изучен недостаточно, данные по некоторым его свойствам у различных исследователей существенно различаются. Например, наиболее надежные данйые по спектральной излучательной способности вольфрама, полученные в работах [1, 2], различаются между собой в видимой области спектра на 2%. Поэтому представляет интерес получить новые данные высокой точности. Это важно также и в том отношении, [c.128]

Предположим, что требуется найти излучательную способность изотермической полости, показанной на рис. 7.5. Величина, которую необходимо вычислить, представляет собой отношение спектральной яркости элемента стенки А5, визируемого в Р, к спектральной яркости черного тела при той же температуре. В свою очередь поток излучения, исходящий из в направлении апертуры а, состоит из двух частей потока, излученного самим элементом А5, и лучистого потока, отраженного тем же элементом А5. Первый зависит только от коэффициента излучения стенки и ее температуры и не зависит от присутствия остальной части полости. Отраженный поток, со своей стороны, зависит от коэффициента отражения поверхности элемента А5 и от лучистого потока, попадающего на А5 из остальной части полости. На значении отраженного потока сказывается влияние а, так как лучистый поток, который в замкнутой полости пришел бы от а в направлении А5, в рассматриваемом случае отсутствует. Именно этот эффект отсутствия падающего потока от а в потоке излучения, отраженного от А5, и необходимо вычислить. Следует также учесть, что отсутствует не только лучистый поток в направлении а- А5, но и лучистый поток от а в направлении остальной части стенок полости. Таким образом, лучистый поток, поступающий в А5 от всей оставщейся части полости, является несколько обедненным. Из всего этого должно быть ясно, что расчет излучательной способности такой полости никоим образом не является тривиальной операцией. Для строгого вычисления необходимо знать в деталях геометрию полости и системы наблюдения, угловые зависимости излучательной и отражательной характеристик материала стенки полости, а также распределение температуры вдоль стенок полости. Температурная неоднородность изменяет поток излучения полости в целом так же, как и наличие апертуры, но с некоторым дополнительным усложнением, которое состоит в том, что изменение потока [c.327]

В прецизионных измерениях спектральной яркости необходимо обеспечивать определенное положение и размер наблюдаемой площадки на ленте. Это вызвано тем, что избежать градиентов температуры и упоминавшихся выше вариаций излучательной способности от зерна к зерну невозможно. И хотя подробности распределения температуры вдоль ленты зависят от ее размера, теплопроводности, электропроводности и полной излучательной способности, результирующее распределение вблизи центра не должно сильно отличаться от параболического. Такие отличия, как это наблюдалось, возникают из-за вариаций толщины ленты и существенны для ламп с широкой и соответственно тонкой лентой. В газонаполненной лампе с вертикально расположенной лентой максимум смещается вверх от центра вследствие конвекции. В вакуумной лампе к заметной асимметрии распределения относительно центра приводит эффект Томсона. Наиболее высокая температура в вакуумной лампе всегда близка к отметке на краю ленты. На рис. 7.23 показаны градиенты температуры, измеренные при двух температурах на ленте лампы, конструкция которой приведена на рис. 7.19. Температурные градиенты на лентах газонаполненных ламп несколько больше, чем градиенты, показанные на рис. 7.23, и имеют асимметричный вид из-за конвекционных потоков. Конвекционные потоки существенно зависят от формы стеклянной оболочки и ее ориентации по отношению к вертикали. При некоторых ориентациях яркостная температура начинает испытывать весьма значительные циклические вариации с периодом порядка 10 с и амплитудой в несколько градусов. Перед градуи- [c.359]

В последние годы возник большой интерес к методам измерения, в которых используется избыточная информация, содержащаяся в спектре излучения нагретых тел. Принцип новых методов основан на утверждении, что если излучательная способность материала пропорциональна длине волны в степени п, то температура может быть получена из относительных измерений спектральной яркости при п + 2 длинах волн. Для п = 0 мы имеем случай двухцветного пирометра или пирометра отношения, в котором излучате,тьная способность не зависит от длины волны. Если п= и излучательная способность с длиной волны меняется линейно, требуется три длины волны. Проблема с двухцветным пирометром, как было показано, состоит в том, что для равенства излучательной способности при двух длинах волн на практике длины волн должны быть расположены рядом. С другой стороны, легко показать, что чувствительность при увеличении расстояния между длинами волн увеличивается. Подобный анализ для трехцветного пирометра показывает, что даже небольшие отличия от предполагаемого линейного соотношения между излучательной способностью и длиной волны могут приводить к большим погрешностям. Свет [81], однако, отметил, что при использовании современных компьютеров метод определения истинной температуры из измерений при т длинах волн на основе предположения, что излучательная способность является функцией п-й степени от длины волны и т>п, имеет ряд преимуществ. Они состоят в том, что избыточная информация, содержащаяся в [т—(п = 2)] измерениях, должна компенсировать недостаток точности в измерениях относительной яркости при т длинах волн. Трудности достижения высокой точности были показаны в работе Коатса [26], где был сделан вывод, что ни один из этих методов, по-видпмому, не приводит к большей точности опреде.ле-ния Т, чем точность, достигаемая пирометром на одной длине волны с использованием известной величины излучательной способности. [c.392]

Большую роль в технике играет понятие о так называемых серых телах и сером излучении. Серым называется неселективный тепловой излучатель, способный излучать сплош1юй спектр, со спектральной излучатель-ностью Mx,th для волн всех длин и при всех температурах, составляющей неизменную долю от спектральной излучательности черного тела Л /,т. е. [c.389]

Большинство твердых и жидких тел имеет сплошной (непрерывный) спектр излучения, т. е. излучают энергию всех длин волн от О до оо. К твердым телам, имеющим непрерывный спектр излучения, относятся непроводники и полупроводники электричества, металлы С окисленной шероховатой поверхностью. Металлы с полированной поверхностью, газы и пары характеризуются селективным (прерывистым) спектром излучения. Интенсивность излучения зависит от природы тела, его температуры, длины волны, состояния поверхности, а для газов — еще от толщины слоя и давления. Твердые и жидкие тела имеют значительные поглощательную и излучательную способности. Вследствие этсго в процессах лучистого теплообмена участвуют лишь тонкие поверхностные слои для непроводников тепла они составляют около 1 мм для проводников тепла — 1 мкм. Поэтому в этих случаях тепловое излучение приближенно мо) но рассматривать как поверхностное явление. Полупрозрачные тела (плавленый кварц, стекло, оптическая керамика и др., газы и пары) характеризуются объемным характером излучения, в котором участвуют все частицы объема вещества. Излучение всех тел зависит от температуры. С увеличением температуры тела его энергия излучения увеличивается, так как увеличивается внутренняя энергия тела. При этом изменяется не только абсолютная величина этой энергии, но и спектральный состав. При увеличении температуры повышается интенсивность коротковолнового излучения и уменьшается интенсивность длинноволнового излучения. В процессах излучения зависимость от температуры значительно большая, чем в процессах теплопроводности и конвекции. Вследствие этого при высоких температурах основным видом переноса может быть тепловое излучение. [c.362]

При расчетах теплообмена в корне пылеугольного факела, расчетах взвешенной сушки, газификации и прогрева пылевидного топлива также необходимо знание поглощательной способности запыленных потоков. Методика расчета излучательной и поглощательной способности запыленных потоков была разработана А. М. Гурвичем, А. Г. Блохом и А. И. Носовицким. Для оценки поглощательной способности запыленного потока в этом методе используется формула (19.18), определяющая спектральную поглощательную способность частично проницаемого тела. В этом случае коэффициент ослабления луча kx оказывается зависящим от отношения размера,частицы d к длине волны падающего излучения А, и от физических свойств поглощающего вещества, а переменная х — F[il, где F — средняя удельная поверхность пыли, — [c.408]

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]

Рубенс [Л. 65] определил кривую спектрального распределения энергии горелки Ауэра, отделив излучение сетчатого колпачка от излучения пламени. Излучение горелки Ауэра отличается от излучения черного тела при той же температуре (1800° К). Так, горелка Ауэра излучает большую часть энергии в видимой области и очень мало между 1 и 5 мкм. После 5 мкм излучательная способность горелки Ауэра все возрастает, становясь весьма высокой при Ъмкм. [c.32]

Пирометры спектрального отношения так же, как и квазимоно-хроматические, поверяются по черному излучателю, поэтому при измерении температуры черного тела показания пирометра соответствуют действительной температуре. У реального физического тела коэффициенты излучательной способности j, j. для длин волн Xj и Xj могут различаться, следовательно, отношение j-lj может отличаться от аналогичного отношения для черного тела при той же температуре. Поэтому показания пирометра спектрального отношения при измерении температуры нечерного тела могут отличаться от действительной температуры. Эта условная температура называется цветовой температуройтела. Цветовая температура реального излучателя, имеющего действительную температуру Т, — это такая температура черного тела, при которой отношение спектральных яркостей J- черного тела равно отношению спектральных яркостей [c.320]

Цветовая температура многих твердых и жидких тел значительно меньше отличается от действительной температуры по сравнению с радиационной или яркостной. Кроме того, поправки для перехода от цветовой к действительной температуре определяются с большой точностью, так как факторы, влияющие на спектральные коэффициенты излучательной способности к у, значительно меньше влияют на изменение отношения данных коэффициентов. Значительно меньше на результаты измерения цветовой температуры влияет неселективное лучепоглощение в промежуточной среде. [c.321]

Смотреть страницы где упоминается термин Излучательная способность и спектральная излучательная способность : [c.49] [c.330] [c.8] [c.81] [c.81] [c.55] [c.303] [c.304] [c.347] [c.164] [c.86] [c.130] [c.130] [c.349] [c.90] [c.284] [c.219] [c.416] [c.7] [c.136] [c.472]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...