Министерство образования и науки России Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Казанский национальный исследовательский технологический университет» К. Б. Панфилович ГАЗЫ: ВРАЩАТЕЛЬНАЯ РЕЛАКСАЦИЯ ГИПОТЕЗА ПРИЛИПАНИЯ ПАРАДОКС КНУДСЕНА АНАЛОГИЯ ЯВЛЕНИЙ ПЕРЕНОСА В ВАКУУМЕ Монография Казань Издательство КНИТУ 2016 1 УДК 533.5 ББК 22.365 Панфилович К. Б. <...> Газы: вращательная релаксация, гипотеза прилипания, парадокс Кнудсена, аналогия явлений переноса в вакууме : монография / К. Б. Панфилович; М-во образ. и науки России, Казан. нац. исслед. технол. ун-т. <...> ISBN 978-5-7882-1877-9 Разработан метод расчета полуширины отдельных спектральных линий газов. <...> Определены вероятности вращательно-поступательного обмена энергией при столкновениях молекул СО, HCL, NH3, CH4 при комнатной температуре и СО - при температурах до 1500 К с атомами и молекулами уширяющих линию газов. <...> Спектральный и интегральный коэффициенты поглощения спектральной линии . <...> Контур и полуширина спектральной линии молекулярных газов. <...> Расчет полуширин отдельных спектральных линий и вероятностей переходов при вращательно-поступательной релаксации в газах. <...> Вероятности вращательно-поступательных переходов при столкновениях молекул . <...> Влияние приведенной молекулярной массы и симметрии молекул на вероятности RT переходов энергии при столкновениях молекул . <...> Некоторые закономерности влияния давления на радиационные характеристики газов . <...> Аналогия явлений переноса в разреженных газах . <...> 79 3 СПИСОК ОСНОВНЫХ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ А – эквивалентная ширина полосы Аn,m – коэффициент Эйнштейна для спонтанного излучения а – коэффициент уширения в уравнении (1.12), сумма молекулярных радиусов (2.2), const Вm,n - коэффициент Эйнштейна для вынужденного поглощения b - полуширина линии, уширенная столкновениями b0 – константа bD – доплеровская полуширина линии bN - естественная полуширина линии Сj,j-1 – вероятность перехода квантовой системы <...>
Газы_вращательная_релаксация,_гипотеза_прилипания,_парадокс_Кнудсена,_аналогия_явлений_переноса_в_вакууме__монография_.pdf
УДК 533.5
ББК 22.365
Панфилович К. Б.
Газы: вращательная релаксация, гипотеза прилипания, парадокс
Кнудсена, аналогия явлений переноса в вакууме : монография / К. Б. Панфилович;
М-во образ. и науки России, Казан. нац. исслед. технол. ун-т. – Казань :
Изд-во КНИТУ, 2016. – 84 с.
ISBN 978-5-7882-1877-9
Разработан метод расчета полуширины отдельных спектральных линий
газов. Определены вероятности вращательно-поступательного обмена
энергией при столкновениях молекул СО, HCL, NH3, CH4 при комнатной
температуре и СО - при температурах до 1500 К с атомами и молекулами
уширяющих линию газов. Обоснованы гипотеза прилипания и парадокс
Кнудсена.
Предназначена для широкого круга научных работников и
специалистов, занимающихся разработкой промышленного теплообменного
технологического оборудования, а также для преподавателей, аспирантов и
студентов.
Печатается по решению редакционно-издательского совета Казанского
национального исследовательского технологического университета
Рецензенты:
д-р техн. наук, проф. Ю. Ф. Гортышов
д-р техн. наук, проф. Р. Р. Зиганшин
ISBN 978-5-7882-1877-9 © Панфилович К. Б., 2016
© Казанский национальный исследовательский
технологический университет, 2016
2
Стр.2
СОДЕРЖАНИЕ
Список основных условных обозначений ........................................ 3
Предисловие ......................................................................................... 7
Часть 1. ВРАЩАТЕЛЬНАЯ РЕЛАКСАЦИЯ В ГАЗАХ .................. 9
Глава 1. Методика расчета вращательной релаксации
в газах .................................................................................................... 9
1.1. Уравнение переноса энергии теплового излучения ....................... 9
1.2. Спектральный и интегральный коэффициенты
поглощения спектральной линии ......................................................... 12
1.3. Контур и полуширина спектральной линии
молекулярных газов.............................................................................. 14
1.4. Влияние состава смеси газов. Коэффициент уширения
давлением ............................................................................................. 25
Глава 2. Расчет полуширин отдельных спектральных линий
и вероятностей переходов при вращательно-поступательной
релаксации в газах.............................................................................. 29
2.1. Вероятности вращательно-поступательных переходов
при столкновениях молекул ................................................................. 29
2.2. Оксид углерода ...................................................................... 32
2.3. Хлористый водород ............................................................... 41
2.4. Аммиак и метан ..................................................................... 46
2.5. Влияние приведенной молекулярной массы и симметрии
молекул на вероятности RT переходов энергии при столкновениях
молекул ................................................................................................. 51
2.6. Некоторые закономерности влияния давления на
радиационные характеристики газов ................................................... 54
Часть 2. ОСОБЕННОСТИ ЯВЛЕНИЙ ПЕРЕНОСА
ПРИ НИЗКИХ ДАВЛЕНИЯХ ........................................................... 60
Глава 3. Гипотеза прилипания и парадокс Кнудсена .................... 60
3.1. Гипотеза прилипания ............................................................ 60
3.2. Проводимость каналов и парадокс Кнудсена ....................... 62
Глава 4. Аналогия явлений переноса в разреженных газах .......... 70
4.1. Молекулярные течения газов по каналам ............................. 70
4.2. Молекулярный теплообмен в разреженных газах ................ 72
4.3. Аналогия молекулярного теплообмена, молекулярных
течений и теплообмена излучением ..................................................... 74
Заключение .......................................................................................... 77
Список литературы ............................................................................ 79
3
Стр.3