uf Z.24. Графики для определения коэффициента излучения углекислого газа.

Коэффициент излучения воды близок к единице. Практически слой воды, толщиной более 0,2...0,3 мм, можно считать абсолютно черным телом. Это справедливо для углов визирования до 50...60 . При больших углах имеет место сильное уменьшение коэффициента излучения.

Прн рассмотрении излучения газовых факелов различных промышленных объектов (двигатели, печи топки и т. п.) следует различать три случая.

1. Излучение несветящегося пламени. Основной особенностью излучения несветящегося пламени является селективность, т. е. способность излучать энергию только в определенных полосах электромагнитного спектра. Наибольшее значение имеет излучение трехатомных газов таких, как углекислота (COg) и водяной пар (НаО); излучение йвухатомных газов мало.

Для удобства расчетов считают, что суммарная мощность излучения тел с селективным излучением так же, как и серых тел, пропорциональна четвертой степени абсолютной температуры, а под коэффициентом излучения понимают условную величину, которая, помимо излучательной способности данного тела, учитывает также температурную поправку. Коэффициент излучения несветящегося пламени

ер = f (Т. pi. О,

где Pi - давление газа; / - толщина слоя газа.

На рис. 2.24 и 2.25 приведены графики для определения коэффициента излучения углекислоты (СОа) Ву и водяного пара Вцц в зависимости от абсолютной температуры Т и произведения pil [32, 33]. В определенный из графика рис. 2.25 коэффициент излучения водяных паров необходимо ввести поправочный коэффициент Р, который определяют для заданных значений Рва1 в зависимости от давления водяного пара рвп по графику рис. 2.26. Суммарный коэффициент излучения смеси газов несколько ниже суммы коэффициентов излучения составляющих компонентов, взятых раздельно:

Вг < бу -Ь Ревп. (2.5)

Это

к о заио с взаимным перекрытием полос поглощения и излучения углекислоты и паров воды, так что

Вг = Sy -f Ревд - Ае.

Рис. 2.25. Графики для определения коэффициента излучения водяного пара.

Абсолютная величина поправки мала и не превышает 5% от значения Ер. С достаточной для практических расчетов точностью^ можно считать

Ег = 6у + Реп. (2.6)

Коэффициенг излучения дымовых газов энергетических топлив, сжигаемых в воздухе, рассчитывается по формуле [20, 32]

0,8+1,6Гвп

Х(1-0,38.10-зГ), (2.7>

где Рп = Ру + Рвп - суммарное парциальное давление углекислоты и водяных паров; Гвп - объемная доля водяных паров. Формула (2.7) применима для значений (р/)у =0,78.10-6 ... 1,62 . 10- Па ; м, (р/)вп = = 0,38 . IO-S ... 1,27 X Х10-3 Паш н Т= 720... 1920 К. Предполагается также, что длина пути луча / во всех направлениях одна и та же, т. е. рассматривается излучение газовой полусферы.

В практике встречаются газовые объемы самой различной формы; излучение таких объемов заменяют излучением эквивалентной полусферы, радиус которой /эфф при встречающихся иа практике значениях рп может быть рассчитан по приближенной формуле

эфф 3,6 , (2.8>

где V к F - соответственно объем газового тела н площадь окружающей оболочки.

2. Излучение светящегося пламени. Оно связано с наличием в пламен большого количества мельчайших сажистых частиц, температура которых

близка к температуре несущего их газа. Светящееся пламя излучает энергию во всем диапазоне спектра абсолютно черного тела.

При расчете суммарной плотности излучения светящегося пламени его рассматривают как однородную мелкодисперсную среду с постоянными па всему объему среды температурой и коэффициентом излучения. Исходными параметрами для расчета являются цветовая {t и яр костная (у температуры пламени, которые одновременно

Рнс. 2.26. Поправка иа парциальное давление водяных паров.

РИС. Z.27. 1рафик зависимости суммарной плотности из-яучення светящегося пламени от цветовой If и яркостной tB температуры.

могут быть измерены оптическим яркостно-цветовым пирометром.

Цветовой температурой пламени называют температуру абсолютно черного тела, при которой отношение спектральных яркостей излучения абсолютно черного тела для двух длин волн %1 и % такое же, как и для данного пламени. Цветовая температура tp всегда несколько ниже истинной температуры пламени t.

flpKocmnou температурой пламени называют температуру абсолютно черного тела, при которой его спектральная яркость равна спектральной яркости пламени. Яркостная температура всегда значительно ниже истинной температуры пламени t.

На рис. 2.27 представлен график зависимости суммарной плотности излучения светящегося пламени от его цветовой и яркостной температуры. В случае абсолютно черного тела цветовая и яркостная температуры равны истинной. Этому условию соответствует пунктирная кривая, проведенная на рис. 2.27.

3. Излучение запыленных потоков. Под запыленными потоками понимают потоки газа, несущие взвешенные твердые частицы, размеры которых значительно превышают длину волны излучения. В дымовых газах содержатся частицы золы или угольной пыли, размеры которых колеблются в среднем от 5 до 130 мкм.

Для количественной оценки плотности излучения дымовых газов вводится понятие эффективного излучающего объема , под которым понимают изотермический объем, имеющий одинаковый коэффициент излучения. Эффективный излучающий объем принимают равным объему конуса, диаметр основания которого равен диаметру выхлопного отверстия, а высота h определяется по следующей формуле;

ft = tl3(V2D)l/4 м.

(2.9)

где Db - диаметр выхлопного отверстия, м; t]? - поправочный коэффициент, зависящий от температуры уходящих газов и определяемый по графику на рис. 2.28; Vp - скорость истечения газов, м/с, рассчитываемая по формуле

900jiD

(2.10)

отходящих газов, м^ч. Коэффициент излучения газового объема зависит от эффективной толщины /дфф газового объема, температуры, среднего диаметра частиц золы d, запыленности g и определяется по номограмме, приведенной на рис. 2.29.

эфф принимают приближенно равной 0,5 Db- Средний диаметр газов^ч У^РВПен сортом используемого топлива и степенью очистки запыленность отходящих газов зависит от зольности топлива, объема пЕ.,5 ° сгорания, степени очистки газов; запыленность g ориентировочно принимается равной (Н/м^):

очисткой о'о8° о 1(Г сжигания топлива без очистки 0,12...0,13; с

ой QlTlt способе сжигания топлива без очистки 0,25...0,30; с очист-Примёр Х.

средии м^п^ коэффициент излучения запыленного газового потока со г им диаметром частиц d = 40 мкм. Температура уходящих газов =