Главная Процесс переноса теплоты



Интервал селективного поглощения для соз и hgo

Таблица 18-1

№ интервала

х„ мкм

хя. мкм

д1, мкм

х,, мкм

js. мкч

2,4 4,0 12.5

3,0 4.8 16.5

0,6 0,8 4.0

2,2 4,8 12

2.0 3,0 8,5

0,3 0,8 3.7 18

глощате-пьная способность уменьшается, так как уменьшается плотность газа. Влияние расширения полос преобладает над влиянием уменьшения поглощательной способности так, что в результате имеет место повышение энергии излучения с увеличением Температуры газа.


Рис. 18-4. Степень черноты в зависимости от температуры для н2о.



Плотность собственного интегрального излучения по опытным данным выражается соотношениями

£со =3.5 ipir-" ; £„.0=3.5 iplyH. (18-38)

Согласно (18-38) излучение СО2 растет пропорционально и (р1)0<>. Следовательно, СО2 может иметь заметное собственное излу-


Рис 18-5 Степень черноты в зависимости от температуры для со2

чение при относительно малой толщине слоя. Излучение медленно увеличивается с ростом толщины слоя и быстрее с температурой.

Парциальное давление [р) и толщина слоя (/) оказывают большее влияние на излучение Н2О, чем на излучение СО2. Поэтому при малых толщинах слоя преобладает влияние излучения СО2, а при больших - излучение Н2О.

Зависимости (18-38) показывают, что излучение газов существенно отклоняется от закона четвертых степеней температуры Стефана- Больцмана. На рис. 18-4 и 18-5 приведены графики экспериментальных данных для степени черноты СО2 и Н2О в зависимости от температуры и параметра {р1). На рис. 18-6 представлены данные по предельному значению степени черноты этих газов при р1->-оо. График показывает, что даже в предельном случае степень черноты существенно меньше



единицы; предельная степень черноты водяного пара в несколько раз больше, чем для двуокиси углерода.

Для газовых смесей вследствие частичного совпадения спектров степень черноты оказывается несколько меньше, чем сумма степеней черноты отдельных компонентов (рис. 18-7).


т 800 1Ш Температура газаС

Рис. 18-6. Предельная степень черноты COj и НаО в зависимости от температуры.

В камерах сгорания ракет и других системах продукты сгорания могут находиться прн высоких температурах и давлениях; степень чер-


--ш>

й.г I1.K 0.6 1,0

Рис, 18-7. Поправка Де, на взаимное поглощение. J50-общее давление газа.


сг а* о,с 0,8 f.o

ЙОТЫ ДЛЯ этих условий по экспериментальным данным приводится в [Л. 4, 64].

Кроме того, степень черноты газов может быть найдена теоретическим путем. К теоретическим методам относятся методы статистической физики, квантовой механики, молекулярной спектроскопии и др. [Л. 154, 206].

18-6. ЛУЧИСТЫЙ ТЕПЛООБМЕН МЕЖДУ ГАЗОВОЙ СРЕДОЙ И ОБОЛОЧКОЙ

Предположим, что газ имеет постоянную температуру 7"г, а стенка 7"о. Примем, что газ и стеика являются серыми телами. Излучение стенки (оболочки) характеризуется сплошным спектром. Газовая среда имеет селективно-серое излучение в виде отдельных полос eigi; £22 (рис. 18-8). В общем случае число таких полос для различных газов может быть различным.

Газовая среда обменивается лучистыми потоками со стенкой только в пределах этих полос. Вне спектральных полос отдельные элементы стенки обмениваются лучистыми потоками только между собой.

Для изотермической стенки результирующий поток для этого теплообмена будет равен нулю. Тогда лучистый поток от газа к стенке



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 [143] 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161


0.0173