Поглощение газом излучения черной поверхности

Поглощение газом излучения черной поверхности [c.111]

Заполним эту полость поглощающим газом с температурой Тг=Тс[- Это не изменит теплового состояния системы, и равенство (16-1) для стенки Ест останется справедливым. Однако при наличии газовой среды поток излучения стенки на себя будет меньше на величину поглощения газа. Обозначив поглощательную способность газового объема по отношению к черному излучению замкнутой поверхности Рст при температуре газа через для поглощенного газом теплового потока [c.277]

В предыдущих главах было показано, что для расчетов процесса излучения необходимо знание оптических характеристик материалов — коэффициентов поглощения, отражения, преломления и т. д. Эти характеристики вряд ли могут быть достаточно полно определены теоретически— уровень развития теории еще недостаточен для описания требуемых процессов, протекающих при излучении реальных поверхностей, в газах и жидкостях, в системе тел и т. д. Поэтому интенсивное развитие получили экспериментальные методы, а также методы, основанные на использовании быстродействующих вычислительных машин, позволяющие производить требуемые расчеты. Имеется определенный прогресс и в традиционной методике перехода от черных тел к реальным, не серым, особенно для зеркальных поверхностей, число которых, в связи с развитием техники обработки поверхности и переходу к напыленным и тонким пленкам, непрерывно растет [78]. Имеются достижения и в области расчетов излучения газов с учетом их структуры. Однако, в общем следует констатировать, что между теорией излучения, экспериментом и требованиями современных методов расчета все еще существует большой разрыв. Объясняется это чрезвычайной сложностью процесса переноса энергии фотонов. Укажем основные. трудности. Во-первых, в расчетных методах должны использоваться спектральные свойства материалов. Связано это с тем, что коротковолновые фотоны взаимодействуют с материалами иначе, нежели длинноволновые фотоны. Вместе с тем, большинство экспериментальных данных относятся именно к интегральным величинам, которые в этом смысле практически могут быть использованы лишь для серых тел. [c.175]

В гл. 6 рассматриваются более подробно вопросы использования солнечной энергии для получения теплоты. В данной главе остановимся только на системах, предназначенных для преобразования солнечной энергии в электрическую. Начнем поэтому с рассмотрения тех характеристик, которые являются наиболее важными при этих процессах, прежде всего— спектр солнечного излучения. На рис. 5.6 показано, как распределена по длинам волн энергия солнечного излучения, падающего в единицу времени на единицу поверхности и приходящегося на единичный интервал длин волн. Спектр, измеренный на верхней границе земной атмосферы, очень хорошо совпадает со спектром излучения абсолютно черного тела при температуре 6000 К. Абсолютно черным телом называется физическое тело, которое излучает энергию во всем спектре и поглощает все падающее на него излучение независимо от длин волн. Таких тел в природе не существует, но существуют тела с очень близкими свойствами. Понятие абсолютно черного тела играет важную роль в физике. Так, решая задачу о распределении излучения абсолютно черного тела по длинам волн, Макс Планк впервые сформулировал принципы квантовой механики. В распределении солнечного излучения по длинам волн, измеренном вблизи поверхности Земли, имеются большие провалы, обусловленные поглощением излучения на отдельных частотах или в отдельных интервалах частот атмосферными газами — кислородом, озоном, двуокисью углерода — и парами воды. [c.95]

Коэффициент поглощения А газового объема, ограниченного стенками, не является физической характеристикой лишь одного газа. Он зависит от спектра падающего излучения, оптических характеристик поверхностей и различен при разных температурах окружающих газ стенок. Лишь при условии равновесия (температуры газа и стенок одинаковы) в соответствии с законом Кирхгофа коэффициент поглощения и коэффициент излучения газового объема равны А = е. Для коэффициента поглощения объема изотермического газа с температурой, ограниченного абсолютно черной стенкой с температурой. были получены следующие эмпирические зависимости [c.260]

Среда в топке и ограждающие ее поверхности не являются абсолютно черными телами. В топке лучистая энергия распространяется в материальной непрозрачной среде, содержащей горящие газы, продукты сгорания, частицы кокса и золы. При этом происходят частичное поглощение средой энергии излучения, переход ее в теплоту, затем вновь излучение вещества в окружающую среду и на ограждающие поверхности. Падающий на ограждающие поверхности поток энергии частично поглощается и частично отражается в окружающую среду топки. Обратное излучение при высокой температуре ограждающих поверхностей, например загрязненных экранов топки, может составлять до 50 % падающего потока энергии. [c.185]

Большой практический интерес имеет задача об определении поглощения газом излучения поверхности при разных температурах поверхности и газа. Будем считать, что излучение поверхности серое или черное и что гипотеза Бугера Беера справедлива при изменении температуры газа. Тогда, согласно формулам (2-65) и (3-60), величину поглощательной способности можно записать в следующем виде [c.111]

Из уравнения (5-21) видно, что с ростом спектральной оптической толщины слоя а 1 суммарная спектральная интенсивность излучения с поверхности(О растет и при i>3 практически достигает спектральной интенсивности излучения абсолютно черного тела /ov при температуре, равной температуре газа в объеме. Вне полос спектра поглощения газа величина ,==0 из соотношения (5-21) следует, что в этих участках спектра излучение газового объема отсутствует. Выражение (5-21) определяет интенсивность излучения по направлению нормали к поверхности плоского слоя. Плотность полусферического излучения с поверхности Е , можно найти, если рассмотреть также иные направления, по которым излучение пересекает граничную поверхность. Выражение для интенсивности излучения в произвольном направлении п (рис. 5-21) определяется тем же уравнением (5-21), если в нем толщину слоя газа I заменить на длину пути луча в этом направлении / =// osO. Если подставить это соотношение в (в), то после вычислений получим [c.174]

Трех- и многоатомные газы обладают способностью к излучению и поглощению лучистой энергии, но в отличие от излучения и поглощения черного и серых тел эта способность относится к лучам не всех, а только определенных длин волн, т. е. спектр излучения и поглощения у гаэов не сплошной, а селективный. Таким образом, лучи некоторых длин волн проходят через слой трехатомного газа, не изменяя своей интенсивности, а другие уменьшают ее, причем уменьшение интенсивности зависит от свойств газа и толщины его слоя. Равным образом, если слой трех- или м ногоатомиого газа движется вдоль поверхности нагрева, то он передает ей тепло не только соприкосновением, но и посылая лучи определенных длин волн. Тепловой поток излучением определяется как свойствами газа, так и толщиной его слоя. [c.56]

На рис. 14.5 показано изменение эффективной отражательной способности поверхности в зависимости от длины волны при различных толщинах осадка СОг на черной подложке. Здесь также при малых толщинах осадка происходит уменьщение отражательной способности вследствие изменения отнооительного показателя преломления. При дальнейшем увеличении толщины осадка отражательная спосо бность увеличивается вследствие рассеяния. Как видно из рисунка, в некоторых областях спектра у осадка имеются полосы поглощения. Однако для солнечного излучения суммарный эффект выражается в увеличении отражательной способности во всем спектре излучения, как это показано в работе [8] для черной подложки. Аналогичные данные для осадка СОг на подложке из нержавеющей стали приведены на рис. 14.6. Как видно из рис. 14.1, полная отражательная способность в видимом диапазоне длин волн пр и увеличении толщины осадка в конце концов перестает зависеть от материала подложки, на которой происходит жонденсация газа. Из сравнения результатов, представленных на рис. 14.5 и 14.6,. можно заключить, что спектраль- [c.335]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...