Тепломассообмен (физико-математические основы): Учебное пособие, страница 12

     а_n  1,0

Р_н2о = 0,202 Мпа,

Р_со2 =  1,010 Мпа,

Т  =  2250 К

0              10             20              30               40              50              60

n=1/l

      Рисунок  4. -  Полосы  поглощения  СО₂  (          )  и  Н₂О   (             )   в    инфракрасной  области  спектра.

К  излучающим  и  поглощающим  также  относятся  запыленные (двухфазные) газы,  в  группу  которых  входит  светящееся  пламя (факел). 

Частицы твердого вещества  или  капли  жидкости  могут  быть  взве – шены  в  лучепрозрачном  или  в  частично  поглощающем  газе.  Размеры  частиц  могут  быть  от нескольких микрометров  до  миллиметров.  В  большинстве  случаев  они  намного  больше  средней  длины  волны  теплового  излучения.

В  светящемся  пламени  взвешены  частицы  сажи.  Их  размеры     соизмеримы с длинами  волн  теплового  излучения. Характерной  особенностью  таких  сред  является  значительное  рассеяние  проходящего  через  них  излучения.  Эта  особенность   ещё  сильнее  усложняет  изучение  процессов  теплообмена  в  газах. Дело  в  том,  что  полупрозрачные  среды,  если  они  хотя  бы  частично  поглощают,  способны  и  сами  излучать,  причем  излучение,  как  и  поглощение,  происходит  в  объёме.  А  так  как  расстояние  между  молекулами  газов  сравнительно  велико,  то  излучение  внутренних  областей  объёма  частично  выходит и за его пределы.  Таким  образом,  излучение,  распространяющееся  в  газовой  среде,  в  общем  случае  ослабляется,  вследствие  поглощения и  рассеяния,  и  усиливается  за  счет  собственного  излучения.  В  смесях,  содержащих  лишь  двух-   и  трехатомные  газы,  рассеяния  практически  нет,  поэтому  продукты  горения  топлива  без  твердых  частиц  являются  лишь  поглощающими  и  излучающими.

1.3.   Теплопроводность

Теплопроводность  -  это  процесс  переноса  энергии  на электронно – молекулярном  уровне  во  всех  телах,  в  любом  их  агрегатном  состоянии;  нет  таких  тел,  которые  бы  не  проводили  тепла.

При  нагревании  любого  тела  кинетическая  энергия  его  микрочастиц возрастает за счет скорости их  линейного  и  колебательного  движения.  Благодаря  силам  взаимодействия  между  микрочастицами  энергия  постепенно  распределяется  между  ними  по  всему  объему  тела  и  передается  другим  телам,  контактирующим  с  данным  телом. 

Способность  тел  проводить  тепло  характеризуется  коэффициен-  том  теплопроводности – физической  характеристикой,  зависящей  от  природы  вещества,  его  структуры,  температуры  и  давления.

Из-за  относительно  большого  расстояния  между  молекулами  газа  силы  взаимодействия  между  ними  очень  слабы,  и  перенос  энергии  в  них   наиболее  медленный.  В  чистом  виде  теплопроводность  газов  возможна  только  в  очень   тонких  прослойках,  когда  силы  адсорбции  и  трения  о  стенки  велики  и  препятствуют  движению  молекул.

Наиболее  высокой  теплопроводностью  из  газов  обладает  водород,  несколько  ниже  она  у  гелия,  еще  ниже  у  неона;  самая  низкая – у  криптона  и  ксенона.   Теплопроводность  воздуха  по  сравнению  с  ксеноном  раза  в  четыре  выше,  но  все  равно  она  не  высока,  поэтому  воздушные  прослойки,  как  наиболее  доступные,  используют  в  качестве  теплоизоляции.

Молекулы  жидкостей  располагаются  более  плотно,  они  совершают,  наряду  с  поступательным,  еще  и  колебательное  движение.  Поэтому  теплопроводность  жидкостей,  в  среднем,  выше   чем  у  газов.  Наиболее   низкая  теплопроводность  у  углеводородных  жидкостей  типа  масел;  наибольшая – у  воды  и  металлических  расплавов.