Как видно из таблиц, у металлов с ростом их температуры степень черноты увеличивается, а у огнеупоров – уменьшается, хотя и незначительно. Но следует учесть, что уровни температур в таблицах неодинаков, поэтому глубоких выводов о температур-ной зависимости излучения этих материалов делать нельзя. Но теплотехникам это обстоятельство нужно учтывать.
Механизм поглощения и излучения электромагнитной энер-гии связан с вполне определенными типами взаимодействия структурных элементов вещества и излучения. Знание этих меха-низмов и типов взаимодействия позволяет прогнозировать радиационные характеристики и проектировать материалы с заданными свойствами.
Степень черноты окисленной металлической поверхности за-висит от отражательной способности самого металла, отражательной и пропускательной способности оксидной пленки. Последняя же по своим свойствам приближается к диэлектрикам. И чем она толще, тем меньше влияние самого металла на степень черноты его поверхности.
При выборе степени черноты по справочным материалам следует иметь в виду, что из-за неопределенности в классифика-ции состояния поверхности принятое численное значение может оказаться сильно отличающимся от действительного. Особенно большие расхождения могут быть в оценках слабо окисленных поверхностей. В связи с этим при выполнении точных расчетов необходимо специально определять степени черноты конкретных поверхностей.
По ходу лучистого потока в полупрозрачной среде происхо-дит его постепенное уменьшение. При определенной поглощательной способности среды изменение величины потока должно быть пропорциональным значению его величины на входе в поглощающий слой и длине пути луча в этом слое.
Для монохроматического излучения величина ослабления в слое толщиной dx dJl = -kl× Jl×dx.
Jl - спектральная интенсивность излучения в сечении x;
kl - коэффициент пропорциональности, называемый коэффи-циентом ослабления луча. Этот коэффициент определяет интенсивность поглощения луча и характеризует поглощательную способность среды.
Считая среду однородной, то есть имеющей постоянный ко-эффициент kl по всей длине пути луча в этой среде, и разделив переменные, после интегрирования вышеприведенного выражения для dJl получим
ln(Jlк / Jlн) = - kl× l или ( Jlк / Jlн) = exp (- kl×l) .
Здесь Jlк , Jlн – конечное и начальное значения интенсивности излучения на внешних границах поглощающего слоя толщиной l .
Полученное уравнение можно записать в виде
(Jlн – Jlк ) / Jlн = 1- exp (- kl× l) .
Разница в скобках - это поглощенная часть (Jl)пог = Al× Jlн . Следовательно, поглощательная способность среды
Al = 1 – exp(- kl× l) .
Это выражение называют законом Бугера. Он строго справедлив лишь для монохроматического излучения. Но по этой формуле можно определять А и в области интегрального серого излучения.
Логика подсказывает, что поглощательная способность среды должна также зависеть и от концентрации поглощающего вещества. Опыт подтверждает логическое предположение , но толь-ко при малых концентрациях. Влияние концентрации учитывается законом Бугера –Бера
Аl = 1 - exp (- kl×m× l).
Он является типичным законом малых концентраций, когда взаимодействием частиц друг с другом можно пренебречь. При больших концентрациях поглощающего вещества коэффициент ослабления луча также оказывается зависящим от концентрации. Тем не менее, в определенных пределах параметров закон Бугера- Бера можно использовать для расчетов поглощательной способности ( степени черноты) газов при сером интегральном из-лучении.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.