Интегральный коэффициент поглощения СО2 и С2Н4 (область фазового перехода и закритическое состояние)

• Автор: Бударин, Павел Иванович
• Шифр специальности: 05.14.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 143 c. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА I. МЕТОДЫ РАСЧЕТА КОЭФФИЦИЕНТОВ ПОГЛОЩЕНИЯ ГАЗОВ.

1.1. Некоторые закономерности поглощения теп лового излучения газами.

1.2. Модели полос поглощения

1.3. Применение некоторых моделей полос для описания коэффициентов поглощения газов

при давлениях выше атмосферного

1.4. Эмпирические методы расчета коэффициента поглощения газов.

1.5. Некоторые закономерности влияния давления

на радиационные свойства газов.

Выводы по первой главе

ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИГДЕНТАЛЬНЫЕ МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ПОГЛОЩЕНИЯ ГАЗОВ.
2.1. Экспериментальные установки для измерения
коэффициентов поглощения.
2.1.1. Метод встречных потоков
2.1.2. Метод ограничивающих окон
2.2. Экспериментальная установка для измерения
интегрального коэффициента поглощения газов вблизи фазового перехода и закритическом состоянии.
2.2.1. Описание конструкции установки для измерения инфракрасного коэффици ента поглощения.
2.2.2. Система подачи газов.
2.2.3. Измерение температур.
2.2.4. Регистрация тепловых потоков
2.2.5. Методика измерений интегрального коэффициента поглощения.
2.3. Установка для измерения эквивалентной ширины основных полос поглощения угле кислоты и этилена
2.3.1. Описание конструкции измеритель
ной ячейки
2.3.2. Методика измерения.
2.4. Оценка погрешности эксперимента.
Выводы по второй главе.
ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИЗМЕРЕНИЙ ИНТЕГРАЛЬНОГО КОЭФФИЦИ ЕНТА ПОГЛОЩЕНИЯ ЭКВИВАЛЕНТНОЙ ШИРИНЫ ОСНОВНЫХ ПОЛОС С и С2Н4 ВБЛИЗИ ФАЗОВОГО ПЕРЕХОДА И ЗАКРИТИНЕСКОЙ ОБЛАСТИ .
3.1. Результаты измерений интегрального коэффициента поглощения
3.1.1. Обсуждение экспериментальных данных.
3.2. Результаты измерений эквивалентной ширины основных полос углекислоты и этилена
и их обсуждение
3.3. Расчеты интегрального коэффициента по глощения и эквивалентной ширины полос
С и С2Н4.
3.3.1. Интегральный коэффициент поглощения этилена.
3.3.2. Интегральный коэффициент поглоще
ния двуокиси углерода
3.3.3. Эквивалентная ширина , и
6, мкм полос поглощения этилена.
3.3.4. Эквивалентная ширина полос погло
щения двуокиси углерода
Выводы по третьей главе.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА


Показано, что в настоящее время эти методы не могут быть использованы для расчета коэффициентов поглощения сжатых газов. Во второй главе рассматриваются существующие методы измерения. Для решения нашей задачи выбирается наиболее приемлемый метод измерения, в котором исследуемый слой газа создается с помощью окон прозрачных в инфракрасной области спектра. В третьей главе приводятся результаты измерения интегральных коэффициентов поглощения и эквивалентной ширины полос двуокиси углерода и этилена в диапазоне параметров, охватывающих фазовые переходы и закретическую область. Здесь также приведены результаты обработки опытных данных, которые позволили получить уравнения для расчета коэффициентов поглощения двуокиси углерода и этилена при повышенных давлениях. Автор выражает глубокую благодарность своему научному руководителю, д. Айтугану Гарифовичу Усманову и к. ТОТ КХТИ К. Б.Панфиловичу за повседневную помощь и ценные советы при выполнении настоящей работы. X - температура источника излучения. Индексы А , V ,СУ указывают, что величина относится к определенной длине волны, частоте и волновому числу. К настоящему времени разработан ряд методов расчета интегральных и спектральных коэффициентов поглощения и излучения газов. Они основаны на представлениях квантовой механики, статистической физики и некоторых полуэмпирических закономерностях изменения радиационных характеристик. В настоящей главе будут рассмотрены возможности теоретических расчетов, модели полос поглощения и эмпирические методы представления опытных данных. Обсуждается их применимость к реальным газам вблизи фазового перехода и закритической области. Число линий в спектре, соответствующих таким переходам, велико и может достигать десятков и сотен тысяч, причем каждая спектральная линия может быть уширена. К- | 0-е"к“х) СІШ. Энергия поглощаемая и излучаемая в одиночной линии, полосе или во всем интервале частот спектра находится с помощью вышеуказанных уравнений. Спектральные показатели поглощения определяются профилем линии. Принято считать, что при умеренных температурах и не высоких давлениях, контур спектральной линии является дисперсионным [4,5 ] . Теоретический расчет спектрального показателя поглощения требует знания полуширины линии и интегрального показателя поглощения. В соответствии с уравнениями (1-1),(1-6),(1-7) влияние давления на радиационные свойства газов связано с профилем спектральной линии. Последний при высоких давлениях изучен недостаточно. ХтП}УтП)2тп - матричные элементы кошонент дилольного момента. Сумма квадратов матричных элементов компонент дилольного момента может быть определена для любой квантовой системы, если известны ее волновые функции. В монографии [ 2 ] получены соотношения для матричных элементов компонент дилольного момента в простых случаях одномерного гармонического осциллятора, трехмерного жесткого ротатора, двухатомных молекул. Для расчета волновых функций необходимо знать потенциал межьядерного взаимодействия. Ы(г) = 9[<-ехр - а (г-ге)]2. Детальные расчеты для СО2 приведены в справочном издании [7] только при атмосферном давлении. Влияние давления на радиационные свойства различных газов практически не изучено. Это послужило причиной для разработки упрощенных способов нахождения излучения и поглощения газов, базирующиеся на моделях полос. В них используются параметры, усредненные по узкому участку спектра (узкополосные модели) или по полосе (широкополосные модели). Константы, входящие в аналитические зависимости для моделей полос, определяются на основе опытных измерений спектров поглощения газов. Наиболее распространенными узкополосными моделями являются регулярная и статистическая, к широкополосным относятся модель прямоугольной полосы и экспоненциальная модель. Регулярная модель Эльзассера разработана в предположении, что все спектральные линии имеют одинаковую ширину и высоту и равномерно расположены на рассматриваемом участке спектра. Показатель поглощения в каждой точке суммируется из вкладов отдельных линий и является периодической функцией с периодом, равным расстоянию между линиями [4,6 ] .