Лучистый теплообмен между газовой средой и оболочкой.

Предположим, что газ имеет постоянную температуру Т_Г, а стенка Т_С. Примем, что газ и стенка являются серыми телами. Излучение стенки (оболочки) характеризуется сплошным спектром. Газовая среда имеет селективно-серое излучение в виде отдельных полос e₁g₁; e₂g₂ (рис. 18.8). В общем случае число таких полос для различных газов может быть различным.
Рис 18.8. К лучистому теплообмену между селективно-серым газом и серой стенкой.
Газовая среда обменивается лучистыми потоками со стенкой только в пределах этих полос. Вне спектральных полос отдельные элементы стенки обмениваются лучистыми потоками только между собой.

Для изотермической стенки результирующий поток для этого теплообмена будет равен нулю. Тогда лучистый поток от газа к стенке можно выразить зависимостью

(18.39)

Расчетное уравнение для лучистого потока Q_{Г, С} Вт, передаваемого от газовой среды к стенке:

(18.40)

Интегральные значения степени черноты (коэффициента поглощения) для смеси газон, как указывалось выше, в общем случае не равны сумме значений их для отдельных компонентов смеси. Так, для смеси Н₂О и СО₂ степень черноты и коэффициент поглощения меньше суммы их значений для Н₂О и СО₂, что объясняется частичным совпадением их спектров излучения:
(18.41)

Степени черноты пара и двуокиси углерода берутся из графиков (18.4), (18.5) по температуре газа при соответствующих произведениях парциального давления на длину пути луча (pl). Приближенно средняя длина пути луча определяется из соотношения
(18.42)
где V — объем газового тела; m = 0, 9 — поправочный коэффициент.
Данные по средней длине пути луча для газовых тел различ-ной геометрической формы приводятся в литературе. Поправка на отклонение от закона аддитивности для газовых смесей за счет взаимного поглощения излучения компонен-тами берется изграфиков на рис. 18.7. Предельные степени черноты газа при Т_Г и Т_С берутся из графика рис. 18.6.

Если газ является селективно-черной средой, а стенка черной поверхностью, то расчетное уравнение упрощается:

(18.43)

Рассмотренный метод расчета теплообмена излуче-нием относится к газовым средам, не содержащим взвешенных твердых частиц несгоревших продуктов сгорания. В камерах сгорания топок и печей газовые потоки содержат указанные твердые частицы. Для расчета лучистого теплообмена в топках и печах существуют различные методики, приведенные в специальной литературе.