ваються у вузьких смугах довжин хвиль.
Вид спектра поглинання водяної пари типовий і для інших газів. Випускання і поглинання в дуже вузьких смугах довжин хвиль значні, але в сусідніх суміжних смугах вони можуть падати до нуля. Гази з симетричною будовою молекул, такі, як O 2 , N 2 і Н 2 , не відносяться до сильно поглинає або випромінюючим. У більшості випадків при температурі, меншій температури іонізації цих газів, випромінюванням газів з симетричною будовою молекул можна знехтувати. З іншого боку, випромінювання і поглинання газів з несиметричною структурою молекул можуть бути значними. Найбільш важливими для техніки газами з несиметричною структурою є Н 2 0, CO 2 , CO, SO 3 , NH 3 і вуглеводні. Обмежимося розглядом властивостей двох з них: Н 2 0 і СО 2 .
Ще одна важлива відмінність між радіаційними властивостями непрозорих твердих тіл і газів полягає в тому, що форма газового обсягу впливає на його властивості, тоді як властивості непрозорого твердого тіла не залежать від його форми. Товсті шари газу поглинають більше випромінювання, ніж тонкі, і пропускають менше випромінювання, ніж тонкі. Тому крім загальноприйнятих властивостей, що визначають стан газу, таких, як температура і тиск, необхідно ще вказати характерний розмір маси газу, перш ніж визначати його радіаційні властивості. Характерний розмір в газі називається середньою довжиною шляху променя. Середні довжини шляху променя в обсягах газу різних простих геометричних форм дано у таблиці 3.1.
В
Таблиця 3.1 - Середня довжина шляху променя в обсягах газу різних геометричних форм
Форма об'єму газу
L
Сфера Нескінченний циліндр Нескінченні паралельні пластини
2/3 діаметра Діаметр Два відстані між пластинами
напівнескінченної циліндр, випромінюючий на центр основи
Діаметр
Прямий кругової циліндр з висотою, що дорівнює діаметру випромінюючий на центр основи випромінюючий на всю поверхню Нескінченний циліндр напівкруглого поперечного перерізу, випромінюючий на точку в середині плоскої сторони
Діаметр 2/3 діаметра Радіус
Прямокутні паралелепіпеди куб 1:1:4, випромінюючий на межу 1 X 4 випромінюючий на межу 1 X 1 випромінюючий на всі грані
2/3 сторони 0,9 меншого ребра 0,86 меншого ребра 0,891 меншого ребра
Простір поза пучка нескінченних труб з центрами в вершинах рівностороннього трикутника діаметр труби дорівнює проміжку між трубами діаметр труби дорівнює 1/2 проміжку між трубами
3,4 проміжку 4,44 проміжку
Для інших геометричних форм, не перелічених в таблиці, середня довжина шляху променя в газі може бути наближено визначена за формулою
(3.1)
де V- обсяг газу, S -площа поверхні газу. p> У роботах Хоттела виміряні залежності випромінювальної здатності ряду газів від температури, повного тиску і середньої довжини шляху променя. Криві для випромінювальних здібностей парів Н 2 О і CO 2 показані на малюнку 3.1 і 3.2. На цих двох графіках і - парціальні тиску газів. Повне тиск для обох випадків 0,10133 МН/м 2 (1атм). У разі коли повний тиск газу не одно 0,10133 МН/м 2 , значення і з малюнків 3.1 та 3.2 повинні бути помножені на поправочні коефіцієнти. Поправочні коефіцієнти і представлені на малюнках 3.3 і 3.4.
В
Малюнок 3.1 Випромінювальна здатність водяної пари при повному тиску 0,10133 МН/м 2 (1 атм). br/>
Випромінювальні здібності Н 2 О і СО 2 при повному тиску Р Т , відмінному від 0,10133 МН/м 2 (1 атм), визначаються виразами
В В В
У випадку, коли обидва газу, Н 2 О і СО 2 , утворюють суміш, випромінювальну здатність суміші можна розрахувати як суму випромінювальних здібностей газів, визначених при допущенні, що кожен газ існує окремо, за вирахуванням коефіцієнта De, який враховує випромінювання в перекриваються спектральних смугах. Коефіцієнт De для Н 2 Про і СО 2 , представлений на малюнку 3.5. Випромінювальна здатність суміші Н 2 Про і СО 2 тому визначається виразом
e см = + - De (3.2)
В
Малюнок 3.2 Випромінювальна здатність вуглекислого газу при повному тиску 0,10133 МН/м 2 (1 атм). <В
Малюнок 3.3 Поправочний коефіцієнт для випромінювальної здатності водяної пари при тисках, відмі...
