Плотность энергии и интенсивность теплового излучения

Плотность энергии и интенсивность теплового излучения [c.279]

Методы второй группы ориентированы на непосредственное решение двух уравнений — переноса излучения и сохранения энергии. Поэтому при проведении расчетов используется в том или ином виде итерационный процесс, при котором задается начальное приближение температурного поля, по этому приближению на основе решения уравнения переноса (6.44) вычисляются поля интенсивности /v и плотности радиационного теплового потока найденная плотность радиационного теплового потока подставляется в уравнение энергии и определяется новое приближение температурного поля и т. д. [c.202]

Если бы тепловое излучение Земли распределялось равномерно, то плотность теплового потока была бы 7,3-10- Дж/(см -с). Однако из-за неравномерности излучения есть районы, где имеет место более интенсивный тепловой поток. В одном таком районе, а именно в долине Гейзеров, штат Калифорния, есть Гео-ТЭС, которые используют такой тепловой поток и преобразуют его в электрическую энергию. Суммарная мощность этих электростанций около 400 МВт при КПД 25 %. Предположим, что площадь, занимаемая геотермальным источником, составляет 30 км и только 10 % этой площади непосредственно используется электростанциями. Какова концентрация теплового потока в данном районе [c.44]

Все приведенные энергетические характеристики излучения измеряются в механических единицах, например по производимому ими тепловому действию. Так, в системе СИ лучистый поток измеряется в ваттах (Вт), интенсивность излучения — в ваттах на стерадиан-квадратный метр (Вт/ср м ), объемная плотность лучистой энергии — в джоулях на кубический метр (Дж/м> ). Такие единицы применяются, например, в теории теплового излучения. Однако в видимой области спектра представляет интерес характеризовать излучение по зрительному или световому ощущению, оцениваемому по действию света на глаз человека. Соответствующие характеристики и их единицы называются световыми, или фотометрическими, в отличие от энергетических величин и единиц, [c.146]

Несмотря на эти огромные достижения, классич. А., основанная на спектр, анализе оптич. излучения, была существенно ограничена. Излучение в оптич. диапазоне составляет лишь очень малую часть достигающего Земли спектра эл.-магн. излучения. Более того, области, в к-рых формируется оптич. излучение, обладают, как правило, большой плотностью, и в них быстро устанавливается термодинамич. равновесие. Поэтому в результате спектр, исследований в оптич. диапазоне сформировалась картина мира, в к-рой главенствовали гравитац. силы и равновесные тепловые процессы, а гл. задачей представлялось определение механич. и термодинамич. параметров тех или иных объектов. Так продолжалось почти до сер. 20 в., когда первый серьёзный удар по этим представлениям нанесла начавшая интенсивно развиваться радиоастрономия. Правда, ещё задолго до этого выяснилось, что источником энергии звёзд явл. термоядерные реакции а представление о термояд, синтезе возникло именно в А. На существование н е-равновесных процессов во Вселенной указывали также космические лучи — ч-цы очень высокой энергии (распределение ч-ц косм, лучей по энергиям резко отличается от равновесного, см. Больцмана распределение). [c.34]

Каждая такая спектральная линия не представляет собой, однако, излучения строго определенной длины волны, а является, как уже не раз упоминалось, излучением в очень узком спектральном участке, в котором энергия распределена так, что интенсивность быстро падает от центра к краям. Измерение ширины спектральной линии (см. 158) показывает, что в излучении разреженного газа величина этого участка нередко ограничена сотыми и даже тысячными долями ангстрема. Однако условия возбуждения могут заметно влиять и на эту величину, равно как и на положение центра (максимума) спектральной линии. Внешнее электрическое (или магнитное) поле вызывает расширение (или даже расщепление) спектральной линии, а такие внешние поля (особенно электрические) могут в условиях газового разряда обусловливаться высокой концентрацией ионов в разряде и достигать заметной величины столкновение светящегося атома с соседними во время процесса излучения также ведет к уширению линии й тому же ведет и самый факт теплового движения атома вследствие эффекта Допплера. В специальных условиях, например при мощных разрядах, сопровождающихся сильной ионизацией, или при большой плотности газа эти искажения могут достигать значительной величины. Однако [c.712]

Энергию, излучаемую телом, измеряют плотностью теплового потока, приходящегося на единицу длины волны, и называют эту величину интенсивностью излучения. Она обозначается Д. [c.248]

Рассмотрим работу полупроводникового лазера применительно к положительно смещенной N-p-P двойной гетероструктуре, представленной на рис. 9.12. Для того чтобы смоделировать поведение такой структуры при положительном смещении, допустим, что свободные электроны в активном слое р-области находятся в тепловом равновесии со свободными электронами в iV-области. Это предполагает, что процессы столкновения и рекомбинации, которые поддерживают распределение по уровням, идут настолько интенсивно, что ни высокая плотность тока, ни оптическое излучение не вносят заметных искажений. Тогда вероятность того, что в активной области зона проводимости будет заселена, определяется разницей энергии рассматриваемого состояния Ва и уровня Ферми в iV-области е/ л - Вероятность определяется функцией Ферми (см. (7.2.3)) [c.270]

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]

С точки зрения расчета защиты реактора представляет интерес сравнить интенсивность потоков излучений, выходящих из активной зоны или отражателя различных типов реакторов. Эта интенсивность зависит от мощности реактора, его конструкции, назначения. Однако можно привести некоторые средние цифры. Так, в уран-графи-товом реакторе плотность потока нейтронов, падающих на защиту, достигает (1ч-2)-10 нейтрон/ (см сек), плотность потока энергии у-квантов 2-10 2 Мэв/ см сек)-, до 95% потока нейтронов составляют медленные и тепловые нейтроны. В водо-водяном реакторе плотность потока нейтронов, как правило, не превышает 1X ХЮ нейтрон/ см --сек), интенсивность потока энергии у-квантов 5-10 з Мэе/(см -сек), причем в спектре нейтронов примерно 50% быстрых и промежуточных. В реакторах на быстрых нейтронах плотность потока нейтронов составляет до 5-10 —1-10 нейтрон/ см -сек), плотность потока энергии у-квантов - 10 3 Мэе/ см --сек). Максимум в спектре нейтронов, падающих на защиту, обычно соответствует нейтронам с энергией 50—100 кэв. Для примера на рис. 9. 1 приведен спектр нейтронов, выходящих из быстрого реактора Ферми с натриевым теплоносителем. Он существенно мягче спектра нейтронов в активной зоне этого реактора и мягче спектра нейтронов деления, подробно описанного в 9. 2. [c.9]

Уже в первые годы после открытия лазера такие замечательные свойства его излучения, как исключительно высокие когерентность, направленность и интенсивность излучения, получение значительных плотностей энергии как в непрерывном, так и импульсном режимах, привлекли внимание не только научных работников, занимающихся разработкой и исследованием лазеров, но и инженерно-технического персонала с точки зрения широкого применения лазеров для практических целей в науке и lex нике. Это явилось одной из причин того, что с начала своего возникновения лазерная техника развивалась исключительно высокими темпами. За несколько лет своего существования она достигла весьма высокого уровня развития. С момента создания первого генератора электромагнитных волн основанного на использовании вынужденного излучения активных молекул, предложенного Н. Г. Басовым и А. М. Прохоровым, открылась возможность создания подобных генераторов в широком диапазоне длин волн, включающих в себя всю видимую часть спектра. Впоследствии усилиями ученых различных стран мира было создано весьма большое число различных типов лазеров, работа" ющих в диапазоне от рентгеновской части спектра до длин волн принадлежащих СВЧ диапазону, т. е, включающих всю инфракрасную часть спектра. В настоящее время существует большое число различных типов лазеров, в качестве рабочих тел в которых используются вещества, находящиеся во всех видах агрегатного состояния (твердом, жидком и газообразном). В различных типах лазеров при этом применяются и различные методы накачки оптическая, электрическая, химическая, тепловая и др. Различаются лазеры и по режиму работы, помимо обычных (непрерывного и импульсного) режимов лазеры работают также и в специфических режимах (гигантских импульсов и синхронизации мод). [c.3]

При работе с телескопическим HP достигаются максимальные плотности мощности излучения — 10 -Ю Вт/см . Но не всегда при прецизионной обработке материалов требуются столь высокие плотности мощности. Зато к таким характеристикам излучения, как распределение интенсивности в плоскости фокусировки, стабильность положения оси диаграммы направленности и импульсной энергии, всегда предъявляются высокие требования, так как ими определяется качество обработки. В однозеркальном режиме работы, в отличие от режима с HP, выходное излучение обладает более высокой стабильностью оси диаграммы направленности и импульсной энергии. В режиме с одним выпуклым зеркалом при расходимостях близких к дифракционной ( реал = (2 3)0диф) нестабильность импульсной энергии не превышала 2-3%, а колебания оси диаграммы направленности практически не наблюдались. Заметное снижение нестабильности характеристик излучения при использовании HP достигалось путем герметизации пространства между зеркалами резонатора и выходными окнами АЭ и изоляции АЭ с резонатором от источника питания. Полностью избавиться от влияния механических воздействий и воздушно-тепловых потоков при работе с HP не удавалось, поскольку решение этой проблемы в производственных условиях представляет собой достаточно сложную техническую задачу. Распределение интенсивности в дальней зоне [c.128]

Ватт иа квадратный метр — [ Вт/м W/m ] - единица поверхностной плотности теплового потока, плотности потока энергии (интенсивности) волн (ф-ла , 33 в разд. V.3), интенсивности (силы) звука (ф-ла V.3.26 в разд. V.3), вектора Пойнтинга (фла V.4.94), поверхностной плотности потока излучения (лучистого потока, интенсивности излучения) (ф-ла V.5.12 в разд. V.5), энергетической светимости (иэлучательности), а т. ч. тепловой (ф-ла V.5.14 в разд. V.5), энч>гет. освещенности (облученности) (ф-ла V.5.15 в разд. V.5), плотности потока энергии (интенсивности) ионизирующего излучения (ф-лы V6.13, V.6.14, в разд. V.6).e H. По ф-ле У.2.2б в разд. V.2 при Ф= 1 Вт, 5 = 1 м имеем 4j= 1 Вт/м . 1 Вт/м2 равен поверхностной плотности теплового потока, при к-рой через поверхность площадью 1 м проходит равномерно распределенный тепловой поток, равный 1 Вт (т. е. за 1 с переносится энергия 1 Дж). К применению рекомендуются кратные ед. мегаватт (киловатт) на кв. метр — (МВт/м MW/m ], [кВт/м kW/m ] и дольные ед. милливатт (микроватт, пиковатт) на кв. метр — (мВт/м mW/m ], [мкВт/м /LtW/m ], (пВт/м pW/m ]. [c.244]

Электрический взрыв проводника представляет собой резкое изменение физического состояния металла в результате интенсивного выделения энергии в нем при пропускании импульсного тока большой плотности [128]. Электровзрыв сопровождается генерацией ударных волн и создает возможность быстрого нагрева металлов со скоростью более 110 К/с до высоких температур Т > 10" К. Способность электрически взрываемых проводников резко изменять свои свойства и эффективно преобразовывать первичную электрическую или магнитную энергию накопителей в другие виды энергии (тепловую, энергию излучения образующейся плазмы, энергию ударных волн и др.) нашла применение для получения, в частности, тонкодисперсных порошков. [c.44]

Па гидродинамической стадии воздействие ядерного взрыва на грунт осуществляется непосредственной передачей энергии от заряда грунтовой среде за счет прогрева грунта излучением и действия на грунт разлетающегося вещества конструкции. Па этой стадии происходит интенсивное перераспределение энергии взрыва между грунтом и воздухом. В грунте формируется характерная для ядреного взрыва возмущенная область с чрезвычайно высокими температурой и давлением. Развитие этой области определяется энергосодержанием, плотностью и составом грунта и не зависит от прочностных свойств грунта. В воздухе в это время формируются тепловая и воздушная ударные волны. По мере развития взрыва температ)фа и давление в возмущенной области уменьшаются, и только начиная с момента времени, когда давление снизится до значения 10 атм, существенную роль начинают играть прочностные свойства грунта. Развитие взрыва переходит во вторую стадию - упругопластическую стадию. В результате действия эпицентрального источника и воздушной ударной (тепловой) волны в грунте формируются сейсмовзрывные волны и воронка выброса. [c.274]

Улучшить ситуацию можно за счет снижения интенсивности абляции воздействием на атмосферу в окрестности трассы полета. Это может быть достигнуто, например, с помощью интенсивного лазерного или СВЧ излучения, создающего перед летящим телом тепловой канал с пониженной плотностью среды. Расчеты [12] показывают, что так можно увеличить эффективную дальность полета на 30-50%, но технически этот способ труднореализуем и энергоемок. Другое возможное решение - использование области пониженной плотности за ударной волной, образующейся при достаточно протяженном цилиндрическом или плоском взрьше. Решение задачи о сильном взрыве [13] показывает, что в окрестности взрыва существует область с характерным размером = (Ео1р1У , в которой справедливо автомодельное решение (здесь о -энергия взрыва, р - величина внешнего противодавления, V = 1, 2, 3 - показатель симметрии задачи, плоской, цилиндрической или сферической соответственно). В части этой области имеет место понижение плотности среды на 1-2 порядка. Даже при сравнительно небольших энергиях взрыва 4 10 Дж, что соответствует примерно 0.1 кг обычного взрывчатого вещества на 1 погонный метр, протяженность зоны пониженной плотности в направлении движения ударной волны составляет порядка 1-3 м, что существенно превосходит возможности формирования теплового канала за счет СВЧ излучения. Что касается протяженности зоны низкой плотности в продольном направлении, то она ограничивается только конфигурацией и способом развертывания заряда взрьшчатого вещества. [c.197]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...