В пламенных печах процессы теплообмена в главной мере определяются излучением газов, образующихся от горения топлива и от физико-химических превращений перерабатываемого материала. Наибольшей излучательной и поглощательной способностью обладают многоатомные газы (CO2,H2O, SO2), заметное излучение имеет СО. В отличие от твёрдых тел со сплошными спектрами излучения, газы излучают излучают и поглощают лучистую энергию только в определённых интервалах длин волн, т. е. имеют полосчатые спектры излучения и, следовательно, обладают селективным (выборочным) излучением.
газ | l1-l2 | l3-l4 | l5-l6 |
мкм | |||
СО2 | 2,4-3,0 | 4,0-4,8 | 12,5-16,5 |
Н2О | 2,2-3,0 | 4,8-8,5 | 12,0-30,0 |
Выводы по таблице: 1 и 3 полосы накладываются друг на друга, 2 соседствуют. У Н2О 3 полоса значительно шире, чем у СО2.
Исследования показывают, что для газов закон Стефана-Больцмана неточен, т. к. плотность излучения зависит от температуры не в 4 степени, а меньше.
СО2 –Т3,5
Н2О - Т3,0
Плотность собственного интегрального излучения СО2 и Н2О по экспериментальным данным выражается формулами:
|
|
;
,
где р – парциальное давление; l – средняя эффективная длина луча в данном объёме.
Для удобства технических расчётов и возможности применения формул единого вида, излучение газа также рассчитывают по закону Стефана-Больцмана, а возникающее при этом отклонения учитывают степени черноты газа.
.