Излучение газов. Его особенности и закономерности.

Газы обладают свойством излучать энергию. Излучение газов обусловлено колебательными движениями атомов в молекулах, возникающими при соударении молекул.

Особенности излучения газов:

1).1-но- и 2-хатомные газы практически не излучают и не поглощают лучистую энергию; 3-х и более атомные газы энергию и поглощают, и излучают.

2).Если спектральное излучение твердого тела является сплошным, то спектральное излучение газов состоит из отдельных полос, т.е. газы излучают и поглощают лучистую энергию только определенных длин волн.

3).Особенность заключается в том, что, если тв.тела излучают и поглощают энергию в поверхностном слое, то газы излучают энергию в объеме.

Излучательная способность газов Е является функцией абсолютной температуры Т, длины луча l и парциального давления Р: ; Pl – сила поглощения.

Излучающий газ в технических устройствах всегда окружен оболочкой (стенками, поверхностями нагрева), степень черноты которой ε_с<1.

Собственное излучение газов на единицу поверхности стенок за 1 сек можно определить по формуле: , Вт/м².

Однако из этого количества излучения только часть поглощается стенкой, а другая отражается о стенки в газовый объем, частично поглощается им и снова падает на стенку и т.д. Собственное излучение стенки составляет: , Вт/м².

Теплообмен между газом и оболочкой, окружающей этот газ, определяется уравнением типа Стефана-Больцмана: ,

ε’_w – приведенная степень черноты поверхности стенки: ,

где ε_w – степень черноты поверхности.

ε_g - степень черноты газа: .

Для защиты от излучения, т.е. для уменьшения лучистой теплоотдачи, применяют экраны. На (рис.1) экран вставлен между 2мя параллельными плоскостями. Допуская, что степени черноты одинаковы для обеих плоскостей, излучательная способность уменьшается в 2 раза, т.е. при наличии экрана тепла передается вдвое меньше.

,

где ε_пр – приведенная степень черноты; .

При наличии n экранов тепловой поток уменьшается в (n+1) раз. Для увеличения эффективности действия экрана следует применять экраны с малым значением степени черноты из алюминиевых гладких листов, фольги и других материалов.