Теплообмен излучением.

Как известно, носителями лучистой энергии являются электромагнитные колебания с длиной волны от малых долей микрометра до многих километров.

В теплотехнике наибольший интерес представляет так называемое тепловое излучение (с длинами волн от 0,8 до 800 мкм).

Тепловое излучение свойственно всем телам – каждое из них непрерывно излучает и поглощает лучистую энергию. В результате этих явлений, связанных с двойным взаимным превращением энергии (тепловой энергии – в лучистую и, затем, вновь в тепловую) и осуществляется процесс лучистого теплообмена.

Одним из основных законов лучистого теплообмена, как известно, является закон Стефана – Больцмана, устанавливающий зависимость между плотностью потока интегрального излучения какого-либо тела Е (Вт/м²) и его температурой Т (К):

E = ε · С_о · , (29)

где ε – степень черноты тела; С_о = 5,67 Вт/(м²·К⁴) – излучательная способность абсолютно черного тела*. Степень черноты различных (так называемых «серых») тел определяется их природой, состоянием поверхности и температурой.

На основании уравнения Стефана-Больцмана результирующий тепловой поток лучистой энергии Qл (Вт), поступающий с поверхности одного тела на поверхность другого тела определяется по уравнению:

Q_л = ε_п · С_о · , (30)

где F – лучевоспринемающая поверхность, м²; ε_п – приведенная степень черноты системы тел, между которыми происходит процесс лучистого теплообмена.

Плотность лучистого теплового потока q_л(Вт/м²) между газообразной средой и окружающими ее стенками рассчитывается по уравнению:

q_л = ε_п · С_о · , (31)

*) Абсолютно черным называется тело, полностью поглощающее всю падающую на него лучистую энергию.

где ε_п – приведенная степень черноты системы, в которой осуществляется лучистый теплообмен; Тг – температура газообразной среды, К;Тс – температура стенок, К.

Интенсивность лучистого теплообмена между газовой средой и окружающими ее стенками характеризуется коэффициентом теплоотдачи излучением a_л(Вт/(м²·К)), который определяется в зависимости от степеней черноты и температур газообразной среды и окружающих ее стенок.

Дата добавления: 2015-07-18