Техногенные источники инфракрасного излучения

Введение

Инфракрасное излучение было открыто в 1800 году английским астрономом У. Гершелем. Занимаясь исследованием Солнца, Гершель искал способ уменьшения нагрева инструмента, с помощью которого велись наблюдения. Определяя с помощью термометров действия разных участков видимого спектра, Гершель обнаружил, что «максимум тепла» лежит за насыщенным красным цветом и, возможно, «за видимым преломлением». Это исследование положило начало изучению инфракрасного излучения.

Инфракра́сное излуче́ние — электромагнитное излучение, занимающее спектральную область между красным концом видимого света (с длиной волны λ = 0,74 мкм) и микроволновым излучением (λ ~ 1—2 мм).

Сейчас весь диапазон инфракрасного излучения делят на три составляющих:

§ коротковолновая область: λ = 0,74—2,5 мкм;

§ средневолновая область: λ = 2,5—50 мкм;

§ длинноволновая область: λ = 50—2000 мкм;

Последнее время длинноволновую окраину этого диапазона выделяют в отдельный, независимый диапазон электромагнитных волн — терагерцовое излучение(субмиллиметровое излучение).

Инфракрасное излучение также называют «тепловым» излучением, так как инфракрасное излучение от нагретых предметов воспринимается кожей человека как ощущение тепла. При этом длины волн, излучаемые телом, зависят от температуры нагревания: чем выше температура, тем короче длина волны и выше интенсивность излучения. Спектр излучения абсолютно чёрного тела при относительно невысоких (до нескольких тысяч Кельвинов) температурах лежит в основном именно в этом диапазоне. Инфракрасное излучение испускают возбуждённые атомы или ионы.

Источники инфракрасного излучения бывают природные и техногенные.

К природным относятся: излучение Солнца, действующие вулканы, термальные воды, процессы тепломассопереноса в атмосфере, лесные пожары, все нагретые тела.

К техногенным относятся: газоразрядные лампы, угольные и электрические дуги, электрические плиты со спиралью, электронагревательные приборы, плазменные установки, печи, двигатели, генераторы, атомные реакторы, инфракрасные лазеры.

В производственных условиях выделение тепла возможно от:

- плавильных, нагревательных печей и других термических устройств;

- остывания нагретых или расплавленных металлов;

- перехода в тепло механической энергии, затрачиваемой на привод основного технологического оборудования;

- перехода электрической энергии в тепловую и т.п.

Около 60% тепловой энергии распространяется в окружающей среде путём инфракрасного излучения. Лучистая энергия, проходя почти без потерь пространство, снова превращается в тепловую. Тепловое излучение не оказывает непосредственного воздействия на окружающий воздух, свободно пронизывая его.

Производственные источники лучистой теплоты по характеру излучения можно разделить на четыре группы:

1. с температурой излучающей поверхности до 500°С (наружная поверхность печей и др.); их спектр содержит инфракрасные лучи с длиной волны 1,9-3,7 мкм;

2. с температурой поверхности от 500 до 1300°С (открытое пламя, расплавленный чугун и др.); их спектр содержит преимущественно инфракрасные лучи с длиной волны 1,9-3,7 мкм;

3. с температурой от 1300 до 1800°С (расплавленная сталь и др.); их спектр содержит как инфракрасные лучи вплоть до коротких с длиной волны 1,2-1,9 мкм, так и видимые большой яркости;

4. с температурой выше 1800°С (пламя электродуговых печей, сварочных аппаратов и др.); их спектр излучения содержит, наряду с инфракрасными и видимыми, ультрафиолетовые лучи.

Дата добавления: 2014-01-04