Cтраница 3
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. [31]
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. [32]
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. [33]
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. [34]
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. [35]
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. [36]
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. [37]
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. [38]
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. [39]