Полезное:
Как сделать разговор полезным и приятным
Как сделать объемную звезду своими руками
Как сделать то, что делать не хочется?
Как сделать погремушку
Как сделать так чтобы женщины сами знакомились с вами
Как сделать идею коммерческой
Как сделать хорошую растяжку ног?
Как сделать наш разум здоровым?
Как сделать, чтобы люди обманывали меньше
Вопрос 4. Как сделать так, чтобы вас уважали и ценили?
Как сделать лучше себе и другим людям
Как сделать свидание интересным?
Категории:
АрхитектураАстрономияБиологияГеографияГеологияИнформатикаИскусствоИсторияКулинарияКультураМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОхрана трудаПравоПроизводствоПсихологияРелигияСоциологияСпортТехникаФизикаФилософияХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника
Теплообмен излучением. Основные законы
|
|
Теплообмен излучением связан с двойным превращением: внутренняя энергия тела порождает поток электромагнитных колебаний (лучистой энергии), в свою очередь, поток энергии электромагнитных колебаний при поглощении их другим телом вновь превращается во внутреннюю энергию. Электромагнитные колебания возникают вследствие сложных внутриатомных и молекулярных процессов.
Количество энергии, излучаемое поверхностью тела во всем интервале длин волн (от λ=О до λ=∞) в единицу времени, называется полным (интегральным) лучистым потоком Q (Вт). Излучение, соответствующее узкому интервалу длин волн, называется монохроматическим. Количество энергии, интегрального излучения с поверхности тела dF в единицу времени, называется лучистым потоком dQ (Вт). Лучистый поток, исходящий с единицы поверхности излучающего тела по всем направлениям полупространства называется плотностью интегрального излучения E (Вт/м2)
Из уравнения (1) следует, что лучистый поток, исходящий со всей поверхности излучающего тела равен
Плотность интегрального излучения, отнесенная к рассматриваемому диапазону длин волн, называется спектральной интенсивностью излучения 
(Вт/м3)
Лучистый поток, падающий на тело Q, частично им поглощается QA, частично отражается QR, частично проходит сквозь тело QD
Q = QA + QR + QD.
Разделив обе части равенства на Q и обозначив QA/Q=A; QR/Q=R, получим:
1 = A+R+D.
Коэффициенты А, R, D характеризуют соответственно поглощательную, отражательную и пропускную (прозрачность) способности тела. В связи с этим они именуются коэффициентами поглощения, отражения и пропускания. Эти коэффициенты для различных тел могут меняться от 0 до 1.
Тела, которые всю падающую на них лучистую энергию поглощают, QA=Q и А=l (R=D=01), называются абсолютно черными. Тело, которое всю падающую на него лучистую энергию отражает, QR=Q; R=1 (А=D =О), называют абсолютно белым или зеркальным. Тело, которое всю падающую на него лучистую энергию пропускает, QD=Q; D=1 (А=R=О), называют абсолютно прозрачным. В природе абсолютно черных, белых и прозрачных тел не существует.
1. Закон Планка устанавливает зависимость интенсивности излучения
абсолютно черного тела E0λ от длины волны λ и абсолютной температуры
где с1 = 3,7·10-16 (Вт·м2) - постоянная; с2 = 0,0144 (м·К) - постоянная; е – основание натурального логарифма.
2. Закон смещения Вина гласит – длина волны, которой соответствует максимальное значение интенсивности излучения (E0λ=max), обратно пропорциональна абсолютной температуре
3. 3акон Стефана - Больцмана формулируется следующим образом: плотность суммарного излучения абсолютно черного тела прямо пропорциональна абсолютной температуре в четвертой степени
где σ0, c0 – коэффициенты пропорциональности (постоянные излучения); σ0 = 5,67·10-8 Вт/(м2 ·K4); c0 = 5,67 Вт/(м2 ·K4).
4. 3акон Кирхгофа формулируется так: отношение плотности полусферического интегрального излучения к поглощательной способности одинаково для всех тел имеющих одинаковую температуру и равно плотности интегрального полусферического излучения абсолютно черного тела при той же температуре, т. е.
Е1/А1= Е2/А2=…=Еn/Аn =Е0 =f(T)
40. Теплообмен излучением между телами.
На основании законов излучения получено расчетное уравнение лучистого теплообмена между телом 1 произвольной формы и поверхностью другого, большего и охватывающего его тела 2
где Q1,2 – тепловой поток, передаваемый излучением телом 1 телу 2, Вт;
ε1,2 – приведенная степень черноты тел 1 и 2, определяемая из выражения
F1 и F2 – площади поверхностей тел, м2; Т 1 и Т2 — абсолютная температура поверхностей тел, К.
Такой случай еще называют теплообменом излучением между телом и его оболочкой; внутреннее тело всегда тело 1.
Частный случай рассмотренного теплообмена – теплообмен между двумя параллельными неограниченными стенками. Когда F1 = F2 = F, применяют расчетное уравнение теплообмена излучением, а приведенная степень черноты определяется из выражения
Уравнение (1.195)можно использовать для расчета лучистого теплообмена между двумя телами любой формы и произвольного их расположения, только в каждом частном случае для определения приведенных степени черноты и поверхности (для ε1,2 и F1,2) имеются свои расчетные выражения.
Для уменьшения лучистого теплообмена между телами применяют экраны. Установка одного экрана между двумя параллельными стенками уменьшает теплообмен излучением примерно в 2 раза, установка двух экранов — в 3 раза и т. д., в общем случае при постановке n экранов (степени черноты тел и экранов равны) 
где q(1,2)э и q1,2 — плотности передаваемого тепла излучением при наличии экранов и без них соответственно.
Эффективность экранирования возрастает, если применять экраны из материалов с малой степенью черноты.
Экраны широко применяются для ограждения людей, работающих около поверхностей с высокими температурами, от действия тепловых лучей; для защиты спаев термопар, когда с их помощью измеряют температуру газов вблизи горячих или холодных поверхностей и т. д.
41.Лучистый теплообмен – передача теплоты осуществляется в пространстве за счёт энергии электромагнитных волн.
Закон Стефана-Больцмана: 
, где 
- интенсивность излучения АЧТ
Уравнение Ньютона-Рихмана: 
, где 
- коэффициент лучистого теплообмена.
Date: 2015-09-18; view: 4443; Нарушение авторских прав