ределяются из эксперимента и приво-
дятся в справочниках.
Процесс распространения лучистой
энергии в газовой (незапыленной) среде
имеет много общего с вышеописанным
процессом в запыленной среде. Роль пы-
линок играют здесь молекулы газа, кон-
центрация которых увеличивается
с ростом давления газа.
Различные газы обладают различной
способностью излучать и поглощать
энергию. Одно- и двухатомные газы
'(кислород, азот и др.) практически про-
зрачны для теплового излучения. Значи-
тельной способностью излучать и погло-
щать энергию излучения обладают мно-
гоатомные газы: диоксид углерода СО2
и серы SO2, водяной пар НгО, аммиак
NH
3
и др. Наибольший интерес представ-
ляют сведения об излучении диоксида
углерода и водяного пара, образующих-
ся при сгорании топлив. Интенсивностью
их излучения в основном определяется
теплообмен раскаленных газообразных
продуктов сгорания с обогреваемыми те-
лами в топках.
Газы являются селективными излу-
чателями. Участки спектра, в которых
газ излучает и поглощает энергию, на-
зывают п ол ос а м и излучения (по-
глощения). Ниже приведены основ-
ные полосы поглощения X, мкм, для СОг
и Н
2
0:
плотность потока излучения £
Н0
~Г
3
, 7-3,5
со„
СОг
2—3
4—4,9
12,5—16,5
Н
г
О
2,2—3
4,8—8,5
12—30
Видно, что в световой (видимой)
части спектра СОг и пары
Н2О
не излу-
чают и не поглощают. В коротковолно-
вой части спектра газы поглощают и из-
лучают хуже, чем в длинноволновой.
С ростом температуры, когда макси-
мум излучения смещается в область ко-
ротких волн, степень черноты уменьша-
ется. Поскольку степень черноты газа е
г
существенно зависит от температуры,
«закон четвертой степени» Стефана—
Больцмана строго не выполняется. Так,
а £
Выше отмечалось, что излучение га-
зов носит объемный характер. Способ-
ность газа излучать энергию изменяется
в зависимости от плотности и толщины
газового слоя. Чем выше плотность излу-
чающего компонента газовой смеси, оп-
ределяемая парциальным давлением р,
и чем больше толщина слоя газа /, тем
больше молекул принимает участие в из-
лучении и тем выше его излучательная
способность и коэффициент поглощения.
Поэтому степень черноты газа е
г
обычно
представляют в виде зависимости от про-
изведения pi или приводят в номограм-
мах [15]. Поскольку полосы излучения
диоксида углерода и водяных паров не
перекрываются, степень черноты содер-
жащего их топочного газа в первом при-
ближении можно считать по формуле
8
г
= е
С
о
2
+ ен
2
о- (11.31)
Излучение чистых газов
(Н2О,
СО2
и др.) находится в инфракрасной части
спектра. Имеющиеся в продуктах сгора-
ния раскаленные твердые частицы (зола
и т. п.) придают пламени видимую ок-
раску, и его степень черноты может быть
большой, достигая значений 0,6—0,7.
Поэтому при факельном сжигании твер-
дых топлив, а при выделении сажи (при
сжигании с недостатком воздуха) —
и жидких, и газообразных основное ко-
личество теплоты в топках передается
излучением пламени. Излучение горяще-
го пламени (факела) при теплообмене
в топках рассчитывается по специальным
формулам [15].
Контрольные
вопросы и
задачи
11.1.
Сколько экранных алюминиевых
полированных пластин следует поставить
в системе вакуумно-многослойной изоляции
сушильного шкафа для уменьшения теплового
потока излучения не менее чем на 99,4 %?
Сушильный шкаф работает при температуре,
не превышающей 200 °С.
11.2.
Почему с увеличением содержания
углекислого газа в атмосфере Земли (при сжи-
гании больших количеств органического топ-
лива в процессе производственной деятельно-
сти человека) возможно потепление климата?