logo
КАСАТКИН

7. Передача тепла конвекцией (конвективный теплообмен)

275

в отличие от твердых тел газы излучают не с поверхности, а из объема слоя газа. При излучении двух газов в одной и той же полосе спектра излучение одного из газов частично поглощается другим.

Энергии, излучаемая газом, пропорциональна толщине его слоя I, концентрации или парциальному давлению излучающего газа в газовой смеси р и температуре газа Тг °К- Таким образом, для каждой из полос спектра ДЯ количество излучаемой газом энергии

ЕАК = П1-Р-Т г)

Общая лучеиспускательная способность газов (суммарная для всех полос спектра) не пропорциональна 4-й степени его абсолютной температуры, как в случае твердых тел. Так, для паров воды Е ~ Г3, для двуокиси углерода Е ~ Г3,5 и т. д. Однако в технических расчетах принимают, что газы следуют закону Стефана—Больцмана (отклонения учиты­вают степенью черноты газа ег). Тогда

£г==егС°(-щг)4 (уп-25)

где ег = Р (TTpt) —отношение общего количества энергии, излучаемой газом, к той же величине для абсолютно черного тела при температуре газа.

Значения ег для различных газов в виде графиков зависимости ег от температуры Т и параметра pl приводятся в справочной и специальной литературе.

Уравнение (VI 1,25) получено для излучения газа в пустоте при О °К- В действитель­ности газ окружен поверхностью твердого тела — оболочкой, обладающей собственным излучением, некоторая доля которого поглощается излучающим газом. Поэтому количество тепла, излучаемого газом, определяют по приближенному уравнению

*=<A[4w)‘-.4,(w)‘] (VI 1,26)

где Ат — поглощательная способность газа при температуре твердой поверхности (стенки), причем Аг г« ег при той же температуре; ест = 0,5 (ест -г 1) — эффективнаи степень черноты стенки, учитывающая частичное поглощение лучей газом, ест — степень черноты стенки; Гст — температура стенки, °К.

Формула (VI 1,26) получена для случая, когда длина пути всех лучей до поглощающего энергию элемента стенки одинакова. В других случаях в расчет следует вводить эквивалент­ную толщину слоя, равную учетверенному объему слоя 4V', деленному на поверхность F стенки 1ЖВ — 4V/F. При переменной температуре газа учитывается его среднегеометри­ческая температура Т = VТНТК, °К, где Тя и Тк — начальная и конечная температуры газа.

Приведенные выше зависимости относятся к чистым газам. Промышленные газы часто бывают загрязнены пылью, частицами сажи и механических примесей. Этн частицы обла­дают значительной поверхностью и собственным спектром излучения, что приводит к весьма существенному возрастанию количества тепла, передаваемого газом путем излучения. Методика расчета теплойлучения запыленных газов изложена в специальной литературе *.

  1. Yandex.RTB R-A-252273-3
    Yandex.RTB R-A-252273-4