Излучения попадающего

Газы являются селективными излучателями. Участки спектра, в которых газ излучает и поглощает энергию, называют п о л ос а м и излучения (поглощения). Ниже приведены основные полосы поглощения Я, мкм, для СОг и Н20:

Выше отмечалось, что излучение газов носит объемный характер. Способность газа излучать энергию изменяется в зависимости от плотности и толщины газового слоя. Чем выше плотность излучающего компонента газовой смеси, определяемая парциальным давлением р, и чем больше толщина слоя газа /, тем больше молекул принимает участие в излучении и тем выше его излучательная способность и коэффициент поглощения. Поэтому степень черноты газа е, обычно представляют в виде зависимости от произведения pi или приводят в номограммах [15]. Поскольку полосы излучения диоксида углерода и водяных паров не перекрываются, степень черноты содержащего их топочного газа в первом приближении можно считать по формуле

Зная законы излучения, поглощения и отражения, а также зависимость излучения от направления, можно вывести расчетные формулы для лучистого теплообмена между непрозрачными телами. К решению поставленной задачи можно подойти по-разному. Если тело рассматривать обособленно от других, то в этом случае задача сводится к определению количества энергии, теряемого телом в окружающую среду. Составляя энергетический баланс, получаем (см. рис. 5-3):

Зная законы излучения, поглощения и отражения, а также зависимость излучения от направления, можно вывести расчетные формулы для лучистого теплообмена между непрозрачными телами. К решению поставленной задачи можно подойти по-разному. Если тело рассматривать обособленно от других, то в этом случае задача сводится к определению количества энергии, теряемого телом в окружающую среду. Составляя энергетический баланс, получаем (рис. 5-3):

Широкое применение для измерения температуры и плотности потока нагретого газа находят методы спектрально-оптической диагностики. При этом информацию о состоянии газа можно получить, исследуя характеристики его излучения (поглощения): интенсивность излучения и длину волны линий, ширину и форму контура линий, зависимость интенсивности непрерывного излучения от длины волны и т.д. Перед применением того или иного метода измерения необходимо предварительно исследовать спектральные характеристики потока. Лишь после этого можно выбрать определенный оптический метод определения температуры, который обеспечивает достаточную точность измерения.

Например, при световом моделировании объемного излучения среды в топках и печах топочное пространство разделяют на две характерные зоны: зону горения (факел) и зону потухших продуктов сгорания. Факел воспроизводится в модели описанным выше способом в виде светящейся поверхности, замыкающей геометрически подобный объем зоны горения. Продукты сгорания, занимающие остальной объем топочной камеры, моделируются с помощью чисто рассеивающей среды, исходя из допущения, что они находятся в состоянии, близком к локальному радиационному равновесию. При этом оптические характеристики светящегося факела моделируются посредством создания поглощательной способности его поверхности заданной величины. Коэффициент рассеяния моделирующей среды выбирается таким образом, чтобы выполнялось условие равенства критериев Бугера в модели и образце. Описанный прием светового моделирования излучающего топочного объема является простым и удобным. Он успешно использовался в [Л. 27]. Однако к его недостаткам следует отнести те погрешности, которые возникают при замене объемного излучения, поглощения и рассеяния факела поверхностной светимостью, поглощением и отражением его модели, а также погрешности от принятия допущения в среде локального радиационного равновесия.

В связи с этим более точным можно считать метод зонального моделирования объемного излучения [Л. 186], согласно которому весь излучающий объем условно делится на определенное число зон в виде кубов или параллелепипедов. Далее объем заполняется ослабляющей средой с такими значениями коэффициентов поглощения и рассеяния, чтобы выполнялось равенство критериев Бугера и Шустера в модели и в образце. Затем поочередно на место каждой условной объемной зоны помещается соответствующих размеров куб или параллелепипед, грани которого делаются светящимися, и определяются локальные разрешающие коэффициенты облученности от каждой такой зоны на рассматривае-

В книге излагаются физические основы законов излучения, поглощения и пропускания для твердых и газообразных тел. На этой базе рассматриваются инженерные методы и приемы решения задач лучистого теплообмена в системах твердых тел, разделенных луче-прозрачной и поглощающей (излучающей) средами. Приводятся решения прикладных задач лучистого теплообмена, формулируемые применительно к рабочим, .топочным и радиационным камерам различных огнетехнических установок. Решения иллюстрируются физическими и принципиальными геометрическими схемами, описаниями особенностей теплообмена, практическими выводами из его анализа, числовыми примерами.

Углубленное понимание физических основ законов излучения (поглощения), умение пользоваться ими при решеаии прикладных задач лучистого теплообмена позволяет осуществлять более надежное проектное прогнозирование и определение основных путей дальнейшей интенсификации работы огнетехнических установок.

Поглощательная способность реального тела, в общем случае характеризуемого наличием зависимости А\ от А,, по отношению к излучению любого источника в принципе может быть определена на основе известных спектральных характеристик излучения (поглощения) тела и источника из уравнения '

В настоящее время отсутствуют данные по спектральным характеристикам излучения несерых тел, достаточные для того, чтобы широко использовать в инженерных расчетах приведенные выше уравнения. Однако эти уравнения уже сейчас открывают возможность проведения более детального анализа лучистого теплообмена в системах тел на основе известных качественных моделей спектров излучения (поглощения) тел. Кроме того, они стимулируют исследования по определению спектральных коэффициентов и характеристик реальных тел.

С регистратора электрический сигнал поступает на вторичный прибор (измерительный, самопишущий, регистрирующий), показания которого пропорциональны интенсивности излучения, попадающего в детектор. Вторичные приборы, как правило, выбирают из приборов общепромышленного применения.

Интенсивность излучения определяется энергией излучения, попадающего в единицу времени на единицу площади, расположенной перпендикулярно к направлению распространения излучения. Уравнение ослабления интенсивности излучений при прохождении вещества было рассмотрено выше. Исходя из определения понятия интенсивности, можно сделать вывод о том, что энергия излучения определяет его проникающую способность, выявляе-мость дефектов и длительность просвечивания. Уравнение интенсивности (2) описывает закон ослабления узкого, параллельного и моноэнергетического пучка лучей. При дефектоскопии сварных соединений, литья и других изделий используют широкие пучки. В этом случае на пленку (детектор) попадают не только те кванты, направление движения которых совпадает с начальным, но и кванты, испытавшие многократное рассеяние в контролируемом изделии.

Устойчивая работа электромагнитных реле достигается сглаживанием пульсаций в сеточной и анодной цепях лампы с помощью емкостей, гистерезисом управления по току срабатывания и отпускания реле и геометрией расположения радиоактивной стрелки, экрана и счетчика. Минимальные взаимные расстояния стрелки, экрана и счетчика, а также применение р-излучения создают большой градиент изменения потока излучения, попадающего на счетчик, на границе экрана при перемещении стрелки на доли миллиметра но шкале. Электрическая схема работает устойчиво при изменении напряжения в сети на + 15%.

Необходимо отметить, что в расчете мы совершенно не учитывали влияния рассеянного излучения, которое, как следует из работ [1] и [2], существенно влияет на чувствительность дефектоскопа. К сожалению, содержащиеся в этих работах данные не позволяют установить сколько-нибудь точную количественную зависимость фактора рассеяния от геометрии дефектоскопа. Качественно можно оценить влияние рассеянного излучения следующим образом. При увеличении телесного угла входного окна счетчика увеличивается область разрешенных углов рассеяния для излучения попадающего на счетчик, и, следовательно, фактор рассеяния увеличивается, что в конечном счете приводит к дополнительному уменьшению W2m при увеличении Ь.

Интенсивность излучения, попадающего на индикатор, зависит от толщины металла, помещенного между источником и индикатором. Сигнал индикатора усиливается усилителем 7 и подается на блок записи 8, представляющий собой шлейфовый осциллограф, который производит запись на осциллографической бумаге в поперечном направлении в виде отдельных строк. Из блока записи бумага поступает в блок проявления и фиксирования 9.

зуется изотропный лазер /. Одна из плоскополяризованных волн проходит через поляризатор 8, попадает на подвижное зеркало 7, отражается от него и возвращается в лазер усиливая или ослабляя волну с той же самой плоскостью поляризации в зависимости от оптического пути до зеркала 7. Волна с ортогональной плоскостью поляризации поглощается поляризатором 8 и не попадает на подвижное зеркало 7. В результате при перемещении зеркала плоскость поляризации лазерного излучения, попадающего на анализатор 3, будет периодически меняться, что вызовет периодическое изменение интенсивности излучения, попадающего на фотодетектор 4. Точность измерения такого устройства может быть повышена, если вместо поляризатора 2 использовать четвертьволновую пластинку.

и средние коэффициенты облучения f° (М, F°j) и которые характеризуют собой отношение количества энергии излучения, попадающего на зону / (за счет эффективного излучения зоны i), к полному количеству энергии, испускаемой зоной i.

сматриваемом направлении. Величина спектрального эффективного излучения единицы объема среды складывается из собственного излучения этого объема т)^ соб и излучения, попадающего в данный объем из других точек среды и рассеянного в рассматриваемом направлении, %,расс:

Примесями, вызывающими коррозию в остаточном нефтепродукте, являются натрий, ванадий и сера. Ни один из них не оказывает значительного коррозионного воздействия на безникелевые-стали при температуре <620°С. При более высокой температуре скорость коррозии очень чувствительна к отношению V/Na и будет увеличиваться при изменении отношения от 1 до 3. Скорость коррозии очень чувствительна к температуре осадков на поверхности трубы и поэтому сильно зависит от температуры газа или1 теплового излучения, попадающего на перегреватель. Легирование никелем делает сталь очень чувствительной к коррозии в присутствии серы, особенно если нет защитного зольного осадка. Поэтому аустенитные стали обладают очень малыми преимуществами перед ферритными для перегревателей станций, использующих: нефть, и их применение ограничивается очень узким температурит

Вращающийся сектор представляет собой металлический диск с несколькими срезанными сегментами. Диск вращается вокруг своего центра так, что пучок света прерывается 30 — 40 раз в 1 сек. Если 6 — полный суммарный угол срезанных участков, то интенсивность излучения, попадающего на пирометр, уменьшается в е/2* раза. Из уравнения Вина следует,

Вращающийся сектор представляет собой металлический диск с несколькими срезанными сегментами. Диск вращается вокруг своего центра так, что пучок света прерывается 30 — 40 раз в 1 сек. Если 6 — полный суммарный угол срезанных участков, то интенсивность излучения, попадающего на пирометр, уменьшается в е/2* раза. Из уравнения Вина следует,