Большая техническая энциклопедия
2 3 6
A N P Q R S U
А Б В Г Д Е Ж З И К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я
ИГ ИД ИЗ ИМ ИН ИО ИС ИЮ

Излучательные способности

 
Нижевычисленные излучательные способности для СО сравниваются с экспериментальными значениями и рассматриваются возможные причины наблюдаемых расхождений.
Излучательные способности металлических проводников оказываются весьма низкими и пропорциональными абсолютной температуре; при этом коэффициент пропорциональности для различных металлов изменяется как квадратный корень из их удельного электрического сопротивления при стандартной температуре. Однако сравнение различных металлов по этому признаку возможно лишь при условии полного отсутствия следов окисления или повреждения полированной поверхности. Излучательная способность плохо отполированной поверхности может в несколько раз превышать теоретическую величину.
Фактически полусферические и нормальные излучательные способности обычно отличаются незначительно.
Когда экспериментальные излучательные способности при данной температуре были нанесены таким образом, обнаружилось, что они довольно хорошо могут быть представлены ( фиг.
Если излучательные способности стенки и материала не равны между собой, в расчет вводится отношение площадей поверхности стен и материала.
Твердость по Мейеру некоторых материалов. Если излучательные способности поверхностей et и е2 не известны, следует предположить, что они равны единице, чтобы получить контакт максимальной термической проводимости.
Вычислим отдельно парциальные излучательные способности для выбранных диапазонов волновых чисел.
Очевидно, экспериментально определенные излучательные способности хорошо представляются функцией EFI ( Г / 300), для которой нельзя дать теоретического обоснования.
При очень малых значениях X расчетные излучательные способности несколько меньше экспериментальных данных, но более надежны, так как они в значительной степени зависят от численного значения аьв. Однако ясно, что по мере увеличения X свыше 90 см-атм е должно приближаться к 0 4, а затем при дальнейшем увеличении X до чрезвычайно больших значений будет очень медленно возрастать.
В связи с тем что излучательные способности реальных тел очень разнообразны и зависят от температуры, длины волны и состояния поверхности тел, производить градуировку пирометров излучения по реальным телам не представляется возможным. Поэтому практически все пирометры излучения градуируются по черному излучателю, излучательные свойства которого близки к свойствам абсолютно черного тела. При измерении температуры реальных тел пирометры, отградуированные по черному излучателю, показывают какую-то условную псевдотемпературу, причем отличие псевдотемпературы от действительной тем больше, чем больше отличаются излучательные способности реального тела от излучательных способностей абсолютно черного тела. Рассмотрим, в какой взаимосвязи находятся псевдотемпературы и действительные температуры тела при различных методах измерения. В квазимонохроматическом пирометре температура тела определяется по спектральной энергетической яркости излучения. Предположим, что Т - действительная температура измеряемого реального нечерного тела.
В работе [2] установлено, что излучательные способности, найденные с помощью (14.10), совпадают с точностью до множителя 2 с результатами, полученными при более точном решении задачи, которое будет обсуждаться в разд.
В табл. П-10 и П-11 сведены излучательные способности для теплового излучения источников, указанных в таблице. Обычно имеется расхождение между величинами излучательных способностей, полученными различными авторами, но приводимые здесь являются вполне надежными.
Скрытая теплота парообразования воды как функция температуры. Конечно, важны также температуры и излучательные способности окружающих сред.

Из этого сравнения следует, что излучательные способности различных пористых материалов сильно отличаются друг от друга.
Степень черноты водяного пара в смеси с азотом или воздухом. Когда парциальное давление рр не равно единице, излучательные способности, взятые на большом графике, следует умножить на малого графика.
Следовательно, мы приходим к важному заключению, что излучательные способности, вычисленные по спектроскопическим данным, находятся в пределах точности измерений в хорошем количественном согласии с экспериментальными результатами. Для оптических плотностей свыше 2 см-атм вычисленные излучательные способности оказываются слишком большими, что является результатом несостоятельности предположения об отсутствии перекрывания вращательных линий.
Как было отмечено выше, если оптическая плотность увеличивается, экспериментальные излучательные способности в конце концов превышают вычисленные, так как в переносе теплового излучения начинают участвовать некоторые из более слабых вращательных линий, лежащих вне пределов определенной ширины полосы. Эти положения полностью подтверждаются сравнением вычисленных и экспериментальных [14] излучательных способностей для СО, приведенных на фиг. При самой большой оптической плотности, для которой имеются экспериментальные данные ( 183 см-атм), рассчитанные и измеренные излучательные способности находятся в хорошем согласии ( фиг. По мере уменьшения оптической плотности до 61 и затем до 6 1см - атм расхождение между рассчитанными и измеренными излучательными способностями увеличивается [ рассчитанные значения становятся слишком большими ( ср.
В этой связи особо важно отметить, что показатели поглощения Рш для газовых смесей складываются, однако ни спектральные, ни суммарные излучательные способности не могут быть сложены. Это следствие того требования, что для равновесного излучения ни еи, ни е не могут превышать единицу. В следующих главах будут рассмотрены методы теоретического расчета ем и е по спектроскопическим данным для однородных газов.
В последних трех) фавнениях индекс 1 относится к нагревателю, 2 - к нагреваемому изделию, 3 - к стенке печи; da, с з, 32 - приведенные излучательные способности, Вт / ( м2 - К4); Fi2, FIS, F32 - взаимные поверхности облучения, м2, - чисто геометрические параметры, определяемые в зависимости от размеров и формы тел, участвующих в теплообмене, и их взаимным расположением в пространстве.
А - площадь, сг - постоянная излучения, равная 1 37 - 10 - 12 кал: г - град [4], Tw, Тс и sw, вс - температуры и удельные излучательные способности соответственно теплой и холодной поверхностей. Формула представляет достаточно хорошее приближение и для других конфигураций поверхностей, если при этом расстояние между ними мало по сравнению с их средним радиусом кривизны.
График результатов измерений коэффициента ослабления луча kr и пограничного слоя Д / на фоне цилиндра. Толщина такого слоя может находиться в широких пределах в зависимости от параметров потока и размеров зонда. Излучательные способности, определенные на основе опытов, сравнивались с рассчитанными по экспериментальным графикам X.
Наконец, установили, что наилучшие масштабные множители Дсо ( Г) и X / XU SMVM при Т равны 609 см-г и 0 573 см-атм соответственно. Экспериментальные и теоретические излучательные способности водяного пара показаны, на фиг.
Следовательно, мы приходим к важному заключению, что излучательные способности, вычисленные по спектроскопическим данным, находятся в пределах точности измерений в хорошем количественном согласии с экспериментальными результатами. Для оптических плотностей свыше 2 см-атм вычисленные излучательные способности оказываются слишком большими, что является результатом несостоятельности предположения об отсутствии перекрывания вращательных линий.
Так как спектральная излучательная способность однородно нагретых газов не может превышать спектральной излучателыюй способности черного тела при той же температуре, выражение (11.101) будет, очевидно, для чрезмерно больших значений X приводить к неправильным результатам. В этой связи полезно сослаться на предельные излучательные способности, вычисленные в разд.
СО и НС1 в условиях, при которых получаются завышенные значения излучательной способности, если для интегрального показателя поглощения и вращательной полуширины будут использованы соответствующие численные значения. Для больших значений оптической плотности приближение, основанное па неперекрывающихся вращательных линиях, становится очень грубым, так как, в частности, могут быть получены спектральные излучательные способности больше единицы. Поэтому удобно использовать известные предельные излучательные способности ( см. разд.
В практических измерениях яркостной температуры корректность определения зависит, главным образом, от правильности определения монохроматической излучательной способности объекта. В большинстве случаев яркостные пирометры работают на длине волны Я 0 65 мкм. Излучательные способности пирометра на этой длине волны отличаются от интегральных.

СО и НС1 в условиях, при которых получаются завышенные значения излучательной способности, если для интегрального показателя поглощения и вращательной полуширины будут использованы соответствующие численные значения. Для больших значений оптической плотности приближение, основанное па неперекрывающихся вращательных линиях, становится очень грубым, так как, в частности, могут быть получены спектральные излучательные способности больше единицы. Поэтому удобно использовать известные предельные излучательные способности ( см. разд.
Как было отмечено выше, если оптическая плотность увеличивается, экспериментальные излучательные способности в конце концов превышают вычисленные, так как в переносе теплового излучения начинают участвовать некоторые из более слабых вращательных линий, лежащих вне пределов определенной ширины полосы. Эти положения полностью подтверждаются сравнением вычисленных и экспериментальных [14] излучательных способностей для СО, приведенных на фиг. При самой большой оптической плотности, для которой имеются экспериментальные данные ( 183 см-атм), рассчитанные и измеренные излучательные способности находятся в хорошем согласии ( фиг. По мере уменьшения оптической плотности до 61 и затем до 6 1см - атм расхождение между рассчитанными и измеренными излучательными способностями увеличивается [ рассчитанные значения становятся слишком большими ( ср.
Соответственно нецелесообразно основывать расчеты на предположении, что имеется значительное перекрытие вращательных линий. Можно ожидать, что результаты будут применимы, например, при комнатной температуре для полных давлений несколько выше 1 атм. Так как весьма вероятно, что действительная область применимости результатов охватывает больший диапазон полных давлений, мы покажем, что вычисленные излучательные способности довольно хорошо совпадают с экспериментальными данными, полученными [22] при 1 атм и температуре 300 и 600 К.
В связи с тем что излучательные способности реальных тел очень разнообразны и зависят от температуры, длины волны и состояния поверхности тел, производить градуировку пирометров излучения по реальным телам не представляется возможным. Поэтому практически все пирометры излучения градуируются по черному излучателю, излучательные свойства которого близки к свойствам абсолютно черного тела. При измерении температуры реальных тел пирометры, отградуированные по черному излучателю, показывают какую-то условную псевдотемпературу, причем отличие псевдотемпературы от действительной тем больше, чем больше отличаются излучательные способности реального тела от излучательных способностей абсолютно черного тела. Рассмотрим, в какой взаимосвязи находятся псевдотемпературы и действительные температуры тела при различных методах измерения. В квазимонохроматическом пирометре температура тела определяется по спектральной энергетической яркости излучения. Предположим, что Т - действительная температура измеряемого реального нечерного тела.
В этой связи интересно отметить, что при повышении температуры из-за диффузии воздуха внутрь высокотемпературной камеры, содержащей окись углерода [14], возникали большие трудности. В работе, цитируемой в задаче 12.5, предпочтение отдается расчетным излучательным способностям, а не данным Ульриха. В заключение еще раз отметим, что с помощью очень простого метода, описанного в разд. Соответствующие предельные излучательные способности обозначены символом eL и показаны на фиг. То обстоятельство, что для наименьших оптических плотностей е /, не очень сильно отличается от расчетных значений е, следует из того, что приближенное рассмотрение, данное в разд.
Главный источник ошибок при технич. R том, что в то время как все законы излучения относятся к абсолютно черному телу, на практике же приходится иметь дело лишь с большим или меньшим приближением к нему. Черное тело обладает наибольшей поглощательной, а следовательно и испу-скательной способностью. При обозначении этой способности единицей, излучательные способности всех других тел выразятся величинами менее единицы. Печное пространство с равномерно нагретыми стенками и небольшим отверстием довольно близко подходит к условиям черного излучения.
Наряду с изучением радиационных характеристик топочных сред исследовались излучательные и поглощательные способности конструкционных и теплоизоляционных материалов, используемых в котельной и печной технике [27, 113-116, 37, 119], а также шлаков [113,117,118] и зо-ловых отложений [42, 48-50, 119], образующихся в топочных камерах. Результаты работ этого направления показывают, что поглощателъная способность теплоизоляционных материалов, золовых отложений и шлаков при температурах 600 - 1300 С характеризуется более низкими численными значениями, чем это считалось во многих методах расчета теплообмена в топочных камерах. Указанный диапазон изменения температур соответствует средним значениям температур различных зон поверхностей нагрева топок паровых котлов. В подавляющем большинстве вышеупомянутых работ определялись интегральные поглощательные или излучательные способности различных топочных сред и материалов.
Наиболее важными из этих компонент являются N2, 02, NO, N02, N, О, О, N, 0, N0, N % 0, С0а, СО и CN. Определение излучательной способности ( для технических расчетов) с учетом всех компонент представляет вычислительную задачу огромной сложности, которая в настоящее время не выполнима, поскольку нет еще всех необходимых спектроскопических постоянных. Из имеющихся экспериментальных измерений излучательной способности воздуха [1], нагретого ударными волнами, видно, что как спектральная, так и общая излучательные способности для малых значений оптической толщины составляют обычно величину, значительно меньшую 5 % от соответствующей излучательной способности черного тела.
При достаточно низких давлениях спектральные линии могут рассматриваться как полностью разделенные; при достаточно высоких давлениях они сливаются, образуя более или менее непрерывную область, в которой спектральный показатель поглощения меняется приблизительно, как показано на фиг. В случае разделенных спектральных линий могут быть развиты простые аналитические методы [4, 5] для оценок как еи, так и Е; полученные результаты применимы к таким молекулам, как НС1 и HF, при давлениях вплоть до нескольких атм для оптических плотностей порядка нескольких см-атм и меньше. Для важных химических соединений, встречающихся в камерах сгорания, оказывается полезным аналитический метод [1, 6-10], заключающийся в том, что каждую колебательно-вращательную полосу приближенно представляют в виде прямоугольника, ширину которого можно вычислить ( эффективная ширина полосы), с соответствующим образом определенным средним показателем поглощения. Для областей перекрытия полос средние показатели поглощения складываются. Следует ожидать, что точность анализа, в котором используются средние показатели поглощения и эффективная ширина полос, при повышенных давлениях будет выше. Вообще для заданных значений оптической плотности излучателъные способности с ростом полного давления увеличиваются, приближаясь и затем медленно превышая результаты, вычисленные с использованием принятых значений эффективной ширины полос. При достаточно высоких полных давлениях рассчитанные излучательные способности оказываются слишком малыми, так как отдельные линии расширяются настолько, что их крылья выходят далеко за пределы вычисленных ширин полос.
 
Loading
на заглавную 10 самыхСловариО сайтеОбратная связь к началу страницы

© 2008 - 2014
словарь online
словарь
одноклассники
XHTML | CSS
Лицензиар ngpedia.ru
1.8.11