實(shí)際物體向外的輻射力和同溫度下黑體的輻射力之比稱為實(shí)際物體的黑度。黑度是表征物體輻射特性的一個(gè)重要參數(shù)。黑度取決于物體的性質(zhì)、物體的溫度、表面狀態(tài)、射線波長(zhǎng)和方向。黑度只與發(fā)射輻射的物體本身有關(guān),而不涉及外界條件。不同種類物質(zhì)的黑度各不相同,同一物體的黑度又隨溫度而變化。表面狀況對(duì)黑度有很大影響,尤其是對(duì)于金屬,粗糙表面和光滑表面,其黑度相差甚多,而對(duì)于大部分的非金屬材料,他們的黑度值都很高.且與表面狀況的關(guān)系不大。
發(fā)射率亦稱“黑度”、“黑率”、“輻射率”。表征物體輻射力的物理量。是實(shí)際物體的輻射力與同溫度下黑體輻射力的比值,是一個(gè)小于1的值。取決于物質(zhì)的種類、溫度、波長(zhǎng)、方向,以及表面狀況等條件。磨光金屬表面的發(fā)射率低,而表面粗糙或氧化后則顯著提高。大多數(shù)建筑材料的發(fā)射率在0.8—0.95之間。其值根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)定。
物體分類
物體可按其輻射特性分為黑體、灰體和選擇性輻射體(非灰體)三大類。其中黑體是能發(fā)射全波段的熱輻射,在相同的溫度條件下,輻射能力最大。黑體的輻射能力為斯蒂芬-玻爾茲曼定律。
在一定溫度下,將灰體的輻射能力與同溫度下黑體的輻射能力之比定義為物體的黑度,或物體的發(fā)射率,用ε表示,ε介于0~1之間。
物體表面的黑度與物體的性質(zhì)、表面狀況和溫度等因素有關(guān),是物體本身的固有特性,與外界環(huán)境情況無(wú)關(guān)。通常物體的黑度需實(shí)驗(yàn)測(cè)定。
凡是將輻射熱全部反射的物體稱為絕對(duì)白體,能全部吸收的稱為絕對(duì)黑體,能全部透過(guò)的則稱為絕對(duì)透明體或熱透體。在應(yīng)用科學(xué)中,常把吸收系數(shù)接近于1的物體近似的當(dāng)作黑體。
輻射光譜曲線的形狀與黑體輻射光譜曲線的形狀相似,且單色輻射本領(lǐng)不僅小于黑體同波長(zhǎng)的單色輻射本領(lǐng),兩者的比例不大于1的常數(shù),這類物質(zhì)稱之為灰體。
煙氣的黑度
氣體的煙氣黑度的分級(jí)是指用一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的林格曼卡(Ringelmann Card)與肉眼觀測(cè)從煙囪內(nèi)排出的煙羽進(jìn)行對(duì)比,由此來(lái)評(píng)價(jià)煙羽是否滿足要求的一種指標(biāo)。
19世紀(jì)末,法國(guó)科學(xué)家林格曼將煙氣黑度分為從0級(jí)(全白色)到5級(jí)(全黑色),共六級(jí),此即林格曼數(shù)(Ringelmann number)。
林格曼數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)形式是由6個(gè)不同黑度的長(zhǎng)方形小塊(14cm×21cm)組成,其中除全白、全黑分別代表煙氣黑度的0級(jí)和5級(jí)外,其余4個(gè)級(jí)別是根據(jù)黑色條格占整塊面積的百分?jǐn)?shù)來(lái)確定。評(píng)價(jià)煙氣黑度的圖稱為林格曼煙氣黑度濃度圖,其6個(gè)級(jí)別稱為林格曼級(jí)。
0級(jí)——全白。
1級(jí)——黑色條格的面積占整塊面積的20%。
2級(jí)——黑色條格的面積占整塊面積的40%。
3級(jí)——黑色條格的面積占整塊面積的60%。
4級(jí)——黑色條格的面積占整塊面積的80%。
5級(jí)——全黑。
煙氣黑度的測(cè)試
煙氣黑度的測(cè)試通常有對(duì)照法、測(cè)煙望遠(yuǎn)鏡觀察和光電儀三種方式。
對(duì)照法
對(duì)照法是用林格曼煙氣黑度濃度圖與煙囪排出的煙氣,按一定的要求比較測(cè)得。
測(cè)煙望遠(yuǎn)鏡觀察
測(cè)煙望遠(yuǎn)鏡具有體積小、便于攜帶、觀察方便等特點(diǎn)。使用測(cè)煙望遠(yuǎn)鏡觀察時(shí)可將煙氣與鏡片內(nèi)的黑度圖比較測(cè)定。
光電儀
光電儀是一種能夠在儀器內(nèi)部標(biāo)定,自動(dòng)測(cè)定煙氣黑度等級(jí)的儀器。光電儀通過(guò)光學(xué)系統(tǒng)處理,把光信號(hào)變成電信號(hào)輸出,由此顯示出煙氣的黑度等級(jí)。用光電測(cè)煙儀測(cè)試比較客觀準(zhǔn)確,但需要避免在多云、大風(fēng)或雨霧天觀測(cè)。
降低煙氣黑度的辦法
煙氣里可燃?xì)怏w、炭粒及炭黑含量越高,其黑度就越大。根據(jù)燃燒的原理可知,降低煙氣黑度的辦法就是使燃料在爐膛中得到完全燃燒,這樣既可以提高鍋爐的熱效率,又可以減少黑灰的產(chǎn)生,減小對(duì)環(huán)境的污染。為此,降低煙氣黑度可以從以下幾個(gè)方面進(jìn)行:
(1)選擇適宜的燃燒爐排結(jié)構(gòu);
(2)選用分層燃燒裝置;
(3)普及工業(yè)型煤;
(4)可以采用汽化燃燒;
(5)采用水煤漿技術(shù);
(6)提高司爐工的運(yùn)行操作水平。