 |
ЕСО2 = 3,5×( Р× )0,33×( Т / 100 )3,5; ЕН2О = 3,5×Р0,8× 0,6×( Т / 100 )3.
|
|
|
|
ЕСО2 = 3, 5× ( Р× )0, 33× ( Т / 100 )3, 5; ЕН2О = 3, 5× Р0, 8× 0, 6× ( Т / 100 )3.
Таким образом, излучательная и поглощательная энергия газов является функциями парциального давления газа, длины пути луча (толщины слоя) и температуры
Е = f ( P, ℓ, T ); A = j ( P, ℓ, T ). (39)
Опытные данные показывают, что степень черноты СО2 и Н2О уменьшаются с увеличением их температуры.
Расчет теплообмена между газом и окружающими его стенками обычно начинают с определения степени черноты газового объема eГ. Поскольку eГ является аналогично уравнения (39) функцией Р, ℓ и Т, то необходимо их знать или вычислить.
Парциальное давление излучающих газов определить легко, т. к. их состав бывает известен либо из химического анализа либо из расчетов горения топлива.
Сложнее найти эффективную длину пути луча ℓ ЭФ в рассматриваемом газовом объеме. Если рассматривать излучение по одному лучу, то его эффективная длина совпадает с действительной. Но если рассматривать излучение, например, газа на под печи, то излучение падает на лучевоспринимающую поверхность под разными углами, и соответствующая толщина излучающего слоя будет разной. Тогда для расчётов вводится понятие эффективная длина пути луча, характерная для данного объёма, которая может быть определена из соотношения
, см;
где V - объём излучающего газа
F - площадь всех стен ограничивающих объём;
yэф - коэффициент эффективности газового излучения.
Величина yЭф зависит от формы газового объёма и от степени черноты газов.
Рекомендуется для технических расчётов при ℓ ЭФ > 100 см принимать yЭф = 0, 9, при ℓ ЭФ < 100 см принимать yЭф = 0, 85.
После вычисления ℓ ЭФ определяется произведение Р× ℓ ЭФ, имеющее размерность м× Па.
|
|
|
Затем по известной температуре Т и произведению Р× ℓ ЭФ с помощью графиков В. Н. Тимофеева и Э. С. Карасиной, полученных на основе обработки экспериментов, определяется степень черноты газов.
Так как опытами установлено, что для излучения водяного пара влияние парциального давления на степень черноты, сказывается сильнее, чем эффективная длина луча, то для определения истинной величины eН2О приходится вводить поправку, которая определяется с помощью графика.
Величина поправки b будет при одном и том же парциальном давлении Р тем больше, чем меньше произведение Р× ℓ ЭФ.
Суммарную величину взятых раздельно степеней черноты можно вычислить из выражения
eГ = eСО2 + b× eН2О,
где eСО2 и eН2О - величины, определяемые по графикам.
Если в дымовых газах содержаться, кроме того и другие газы, такие как SO2 и СО, то степень черноты определяется как
eГ = eСО2 + b× eН2О + eСО + e SO2
Для определения eСО и eSO2 в литературе имеются соответствующие графики.
В действительности степень черноты смеси газов СО2 и Н2О меньше степени черноты этих газов, взятых раздельно
eСО2+Н2О < eСО2 + b× eН2О.
Уменьшение степени черноты смеси газов связано с тем обстоятельством, что в силу наличия общих спектральных полос СО2 и Н2О часть энергии, излучаемой углекислым газом, поглощается водяным паром в тех областях спектра, где их полосы совпадают, и, наоборот, часть энергии излучаемой водяным паром, поглощается углекислым газом.
Тогда суммарная степень черноты смеси газов может быть определена по формуле
eГ = eСО2 + b× eН2О - De.
Максимальная величина поправки De при больших значениях Р× 
составляет примерно 10% от суммарной степени черноты смеси газов.
Однако, поскольку точность расчётов и опытных данных невелики, то поправку De можно вообще не вводить.
|
|
|
При расчете степени черноты смесей СО2 - Н2О образующихся при сжигании энергетических топлив, можно воспользоваться методикой разработанной А. М. Гурвичем и В. В. Митором.
Согласно этой методике степень черноты смеси газов определяется по формуле
eГ = 1 - е-10× К× Р× ℓ ЭФ;
где К - коэффициент ослабления лучей в смесях СО2 - Н2О;
Р - суммарное парциальное давление СО2 и Н2О.
Коэффициент ослабления лучей К рассчитывается по формуле построенной на основании переработки экспериментальных графиков Хоттеля и Экберта.
|
|
|
