Основы теплопередачи - Крейт Ф.
Скачать (прямая ссылка):
асм = ан20 + асо2 — Аа'
где ан2о и «со2 определяются по уравнениям (6.130) и (6.131) соответственно, a Aa = Ae оценивается по рис. 6.39 при температуре 7Y
Пример 6.15. Определить поглощательную способность смеси O2 и водяного пара с полным давлением 0,2 МН/м2 и температурой 400 К. Средняя Длина пути луча для газов 1,5 м, а падающее излучение испускается поверхностью с температурой 800 К. Парциальное давление H2O составляет °>02 МН/м2.
Решение. Считаем, что кислород не поглощает заметного количества падающего излучения и поглощательная способность смеси равна поглощатель-°и способности водяного пара. Поглощательная способность H2O определяет* ^ Уравнением (6.130):
aHzO — Ch2O8H2O \J~tT~ J
338 Глава 6
Параметры, используемые для определения СНа0 и 6^2O следующие:
PH2OZ, = 0,03 (МН/м2)м, (1/2) (Яг + РН2о) = 0,11 (МН/м*)м,
Ph2°l Khr)=0,06 (МН/м2)м-
По графику с рис. 6.37 находим
^h2O-1.45,
3 по графику с рис. 6.35 находим
8H2O я
Поглощательная способность водяного пара, следовательно, равна
(400 \о.45
350.
6.10. СОЛНЕЧНОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ
Солнце — это маленькая звезда в нашей Галактике, которая выделяет энергию в результате термоядерных реакций. Подсчитано, что поток энергии излучения Солнца составляет 3,8» 1026 Вт,
1,04
m
ЙФМАМИИАСОН Месяц
Д
Рис 6.40. Изменение отношения плотности потока внеатмосферного солнеч* ного излучения к солнечной постоянной и плотности потока внеатмосферного излучения в зависимости от времени года.
из которого около 1,7•1O17 Вт достигают Земли. Средняя плотность потока энергии солнечного излучения, падающего на внешнюю границу земной атмосферы, при среднем расстоянии между Землей и Солнцем 1,495•1O11 м (1 а. с.) называется солнечной постоянной. Солнечная постоянная приблизительно равна 1353 Вт/м2. Благодаря движению Земли вокруг Солнца по эллиптической орбите солнечное излучение, падающее на атмосферу, изменяется по временам года (рис. 6.40). В начале января, когда Солнце ближе всего к Земле, внеатмосферное солнечное излучение возрастает до 1,43 кВт/м2, а в июле, когда
Таблица 6.3
Внеатмосферное солнечное излучениеа [29]
А, - А, А,
мкм Вт/[м2'мнм) % MHM Bw(m2* мнм) % MHM Вт/(м2-мнм) %
0,115 0,007 IX КГ4 0,43 1639 12,47 0,90 891 63,37
0,14 0,03 5 X КГ"4 0,44 1810 13,73 1,00 748 69,49
0,16 0,23 6XlO"4 0,45 2006 15,14 1,2 485 78,40
0,18 К25 1.6ХИГ3 0,46 2066 16,65 IA 337 84,33
0,20 10,7 8,1 X КГ* 0,47 2033 18,17 1,6 245 88,61
0,22 57,5 0*)5 0,48 2074 19,68 W 154 91,59
0,23 0,24 66,7 0,10 0,49 1950 21,15 2,0 103 93,49
63,0 0,14 0,50 1942 22,60 2,2 79 94,83
0,25 70,9 0,19 0,51 1822 24,01 2,4 62 95,86
0,26 130 0,27 0,52 0,53 1833 25,38 2,6 48 96,67
0,27 232 0,41 1842 26,74 2,8 39 97,31
0,28 222 0,56 0,54 1783 28,08 3,0 31 97,83
0,29 482 <Щ 0,55 1725 29,38 3,2 22,6 98,22
0,30 514 ?21 0,56 1695 30,65 3,4 16,6 98,50
0,31 689 1,66- 0,57 1712 31,91 3,6 13,5 98,72
0,32 830 2,22 0,58 1715 33,18 3,8 11,1 98,91
0,33 1059 2,93 0,59 1700 34,44 4,0 3,5 99,06
0Д4 1074 3,72 0,60 1666 35,68 4,5 5,9 99,34
0,35 1093 4,52 0,62 1602 38,10 5,0 3,8 99,51
0,36 1068 5,32 0,64 1544 40,42 6,0 1,8 99,72
0,37 1181 6,15 0,66 1486 42,66 7,0 1,0 99,82
0,38 1120 7,00 0,68 1427 44,81 8,0 0,59 99,88
0,39 1098 7,82 0,70 1369 46,88 48,86 10,0 0,24 99,94
0,40 1429 8,73 0,72 1314 15,0 0,0048 99,98
0,41 1751 9,92 0,75 1235 51,69 20,0 0,0015 99,99
0,42 1747 11,22 0,80 1109 56,02 50,0 0,0004 100,00
а Солнечная постоянная равна 1353 Вт/м2.
б ^—среднее значение плотности спектрального потока солнечного излучения в узком интервале длин воли с центром, соответствующим Л.
в ^Я —Доля (в %) солнечной постоянной, соответствующая длинам волн, меньшим К
340 Глава 6
Поглощение
Отражение от атмосферы в космос
2-ю;
Рассеяние,
%
Суммарное^ у поглощение \ /
Солнце дальше всего от Земли, оно уменьшается до 1,33 кВт/м2.
Солнце излучает приблизительно как черное тело при температуре 5762 К. Для точных вычислений в табл. 6.3 приведены стандартные значения плотности спектрального потока солнечного излучения, падающего на внешнюю границу атмосферы,
для среднего расстояния от Солнца до Земли (по данным NASA). Приблизительно 99% прямого солнечного излучения приходится на интервал длин волн 0,1—4 мкм. Однако при прохождении солнечного излучения через атмосферу часть энергии рассеивается и поглощается атмосферой. Солнечное излучение, достигающее земной поверхности, таким образом, состоит из прямого пучка лучей и диффузного (рассеянного) излучения. Сумма прямого и диффузного излучения называется полным (или глобальным) солнечным излучением, а поток солнечного излучения, получаемый горизонтальной поверхностью, называют инсоляцией.
При прохождении солнечного излучения сквозь земную атмосферу его интенсивность снижается за счет
1) поглощения и рассеяния молекулами сухого воздуха, называемого релеевским рассеянием;
2) поглощения и рассеяния пылью;
3) селективного поглощения водяным паром, окисью углерода и углекислым газом;
4) отражением и поглощением излучения слоями облаков.
На рис. 6.41 иллюстрируются эти процессы в условиях ясного неба; на рис 6.42 показаны спектр излучения черного тела , при температуре 5762 К и спектральное распределение инсоляции в верхней атмосфере и на поверхности земли для массы атмосферы, равной 1. Массой атмосферы называется длина пути излучения в атмосфере, она равна единице на уровне моря, когда Солнце расположено прямо в зените. Точное значение количества излучения, получаемого на Земле, зависит от высоты над уровнем моря и положения Солнца на небе относительно
