![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Особенности излучения газов
Одно- и двухатомные газы прозрачны для теплового излучения. Излучающей и поглощающей способностью обладают трех- и многоатомные газы. В практике теплотехнических расчетов наиболее распространенными трехатомными газами являются углекислый газ (СО2)и водяные пары (Н2О). Газы излучают и поглощают энергию каждой молекулой, число которых прямо пропорционально давлению газа и толщине газового слоя (в отличие от твердых тел, где излучает и поглощает только поверхностный слой молекул). Таким образом, излучение и поглощение газов зависит от температуры (Т), давления (р) и толщины газового слоя, характеризуемого длиной пути луча ( Газы излучают и поглощают энергию только в определенных интервалах длин волн (∆ λ), называемых полосами излучения. Для лучей других длин волн, вне этих полос, газы прозрачны. В табл. 4.1 приведены полосы излучения для СО2 и Н2О. Таблица 4.1
Из табл. 4.1 видно, что полос для Н2О больше и они шире. С ростом температуры излучение газов смещается в коротковолновую область, где ширина полос меньше. Следовательно, интенсивность излучения газов с ростом температуры уменьшается. Степень черноты газа (eг) – это отношение собственного излучения газов к излучению абсолютно черного тела при температуре газа:
Степени черноты для СО2 и Н2О определяются по номограммам
где Степень черноты газовой смеси СО2 и Н2О находится по формуле
где Длина пути луча для газовых объемов рассчитывается по уравнению
где V, м3 – объем газа; F, м2 – площадь поверхности, омываемой газом. Для пучков труб, омываемых излучающими газами, длина пути луча рассчитывается по формуле
где d2 - наружный диаметр трубы; s1, s2 - поперечный и продольный шаги труб. Номограммы для определения Уравнения для расчета собственного излучения газов и их смеси согласно (4.31) – (4.33) запишутся в виде
где eс, Fc – степень черноты и площадь поверхности стенки, омываемой газом; Аг – поглощательная способность газа при температуре поверхности (Тс), которая рассчитывается по формуле
где Контрольные вопросы, задания и задачи 1. Сравните степени черноты снега и сажи. Поясните результат сравнения.
2. Рассчитайте плотность теплового потока, передаваемого излучением (q, Вт/м2 ) от батареи отопления с температурой поверхности tc= 60oC и степенью черноты eс =0, 9. Температура окружающего воздуха tж= 20oC. Ответ: q= 251, 4 Вт/м2.
3. Рассчитайте плотность теплового потока (q, Вт/м2 ), передаваемого через ваккуумированный зазор двойной стенки колбы термоса при условии, что температуры поверхностей стенок t1= 100oC, t2= 20oC, степени черноты поверхностей e1 = e2= 0, 05. Какой толщины должен быть слой тепловой изоляции из войлока (λ в= 0, 0524 Вт/м∙ К ), чтобы компенсировать потери тепла излучением? Ответы: q= 17, 43Вт/м2, δ из =239 мм.
4. Проанализируйте формулы для eпр (4.25) и (4.30) при наличии между поверхностями одного экрана и ответьте на вопрос: как зависит лучистый поток от расстояния между нагретой поверхностью и экраном: а) для двух параллельных плоских поверхностей; б) для системы тел, одно из которых расположено внутри другого?
5. Через стенку толщиной δ (рис. 4.9) теплота передается теплопроводностью (q т, Вт/м2 ), от поверхности стенки в окружающую среду – путем конвективного теплообмена (q к ,) и излучением (q л ,).
Запишите формулы для расчета тепловых потоков q т, qк , qл q=q т =qк+qл. 6. От каких факторов зависит излучение (поглощение): а) твердых тел; б) газов?
|