实际物体向外的辐射力和同温度下黑体的辐射力之比称为实际物体的黑度。黑度是表征物体辐射特性的一个重要参数。黑度取决于物体的性质、物体的温度、表面状态、射线波长和方向。黑度只与发射辐射的物体本身有关,而不涉及外界条件。不同种类物质的黑度各不相同,同一物体的黑度又随温度而变化。表面状况对黑度有很大影响,尤其是对于金属,粗糙表面和光滑表面,其黑度相差甚多,而对于大部分的非金属材料,他们的黑度值都很高.且与表面状况的关系不大。
发射率亦称“黑度”、“黑率”、“辐射率”。表征物体辐射力的物理量。是实际物体的辐射力与同温度下黑体辐射力的比值,是一个小于1的值。取决于物质的种类、温度、波长、方向,以及表面状况等条件。磨光金属表面的发射率低,而表面粗糙或氧化后则显著提高。大多数建筑材料的发射率在0.8—0.95之间。其值根据实验测定。
物体分类
物体可按其辐射特性分为黑体、灰体和选择性辐射体(非灰体)三大类。其中黑体是能发射全波段的热辐射,在相同的温度条件下,辐射能力最大。黑体的辐射能力为斯蒂芬-玻尔兹曼定律。
在一定温度下,将灰体的辐射能力与同温度下黑体的辐射能力之比定义为物体的黑度,或物体的发射率,用ε表示,ε介于0~1之间。
物体表面的黑度与物体的性质、表面状况和温度等因素有关,是物体本身的固有特性,与外界环境情况无关。通常物体的黑度需实验测定。
凡是将辐射热全部反射的物体称为绝对白体,能全部吸收的称为绝对黑体,能全部透过的则称为绝对透明体或热透体。在应用科学中,常把吸收系数接近于1的物体近似的当作黑体。
辐射光谱曲线的形状与黑体辐射光谱曲线的形状相似,且单色辐射本领不仅小于黑体同波长的单色辐射本领,两者的比例不大于1的常数,这类物质称之为灰体。
烟气的黑度
气体的烟气黑度的分级是指用一个标准的林格曼卡(Ringelmann Card)与肉眼观测从烟囱内排出的烟羽进行对比,由此来评价烟羽是否满足要求的一种指标。
19世纪末,法国科学家林格曼将烟气黑度分为从0级(全白色)到5级(全黑色),共六级,此即林格曼数(Ringelmann number)。
林格曼数的标准形式是由6个不同黑度的长方形小块(14cm×21cm)组成,其中除全白、全黑分别代表烟气黑度的0级和5级外,其余4个级别是根据黑色条格占整块面积的百分数来确定。评价烟气黑度的图称为林格曼烟气黑度浓度图,其6个级别称为林格曼级。
0级——全白。
1级——黑色条格的面积占整块面积的20%。
2级——黑色条格的面积占整块面积的40%。
3级——黑色条格的面积占整块面积的60%。
4级——黑色条格的面积占整块面积的80%。
5级——全黑。
烟气黑度的测试
烟气黑度的测试通常有对照法、测烟望远镜观察和光电仪三种方式。
对照法
对照法是用林格曼烟气黑度浓度图与烟囱排出的烟气,按一定的要求比较测得。
测烟望远镜观察
测烟望远镜具有体积小、便于携带、观察方便等特点。使用测烟望远镜观察时可将烟气与镜片内的黑度图比较测定。
光电仪
光电仪是一种能够在仪器内部标定,自动测定烟气黑度等级的仪器。光电仪通过光学系统处理,把光信号变成电信号输出,由此显示出烟气的黑度等级。用光电测烟仪测试比较客观准确,但需要避免在多云、大风或雨雾天观测。
降低烟气黑度的办法
烟气里可燃气体、炭粒及炭黑含量越高,其黑度就越大。根据燃烧的原理可知,降低烟气黑度的办法就是使燃料在炉膛中得到完全燃烧,这样既可以提高锅炉的热效率,又可以减少黑灰的产生,减小对环境的污染。为此,降低烟气黑度可以从以下几个方面进行:
(1)选择适宜的燃烧炉排结构;
(2)选用分层燃烧装置;
(3)普及工业型煤;
(4)可以采用汽化燃烧;
(5)采用水煤浆技术;
(6)提高司炉工的运行操作水平。