|
|
Большая Советская Энциклопедия (цитаты)
|
|
|
|
|
Лучистый теплообмен | Лучистый теплообмен (далее Л), радиационный теплообмен, осуществляется в результате процессов превращения внутренней энергии вещества в энергию излучения, переноса энергии излучения и ее поглощения веществом. Протекание процессов Л определяется взаимным расположением в пространстве тел, обменивающихся теплом, свойствами среды, разделяющей эти тела. Существенное отличие Л от других видов теплообмена (теплопроводности, конвективного теплообмена) заключается в том, что он может протекать и при отсутствии материальной среды, разделяющей поверхности теплообмена, так как осуществляется в результате распространения электромагнитного излучения.
Лучистая энергия, падающая в процессе Л на поверхность непрозрачного тела и характеризующаяся значением потока падающего излучения Qпад, частично поглощается телом, а частично отражается от его поверхности (см. рис.).
Поток поглощенного излучения Qпогл определяется соотношением:
Qпогл = А Qпад,
где А — поглощательная способность тела. В связи с тем, что для непрозрачного тела
Qпад = Qпогл + Qoтр,
где Qoтр — поток отраженного от поверхности тела излучения, эта последняя величина равна:
Qoтр = (1 — А) Qпад,
где 1 — А = R — отражательная способность тела. Если поглощательная способность тела равна 1, а следовательно, его отражательная способность равна 0, то есть тело поглощает всю падающую на него энергию, то оно называется абсолютно черным телом.
Любое тело, температура которого отлична от абсолютного нуля, испускает энергию, обусловленную нагревом тела. Это излучение называется собственным излучением тела и характеризуется потоком собственного излучения Qсоб. Собственное излучение, отнесенное к единице поверхности тела, называется плотностью потока собственного излучения, или лучеиспускательной способностью тела. Последняя в соответствии со Стефана — Больцмана законом излучения пропорциональна температуре тела в четвертой степени. Отношение лучеиспускательной способности какого-либо тела к лучеиспускательной способности абсолютно черного тела при той же температуре называется степенью черноты. Для всех тел степень черноты меньше 1. Если для некоторого тела она не зависит от длины волны излучения, то такое тело называется серым. Характер распределения энергии излучения серого тела по длинам волн такой же, как у абсолютно черного тела, то есть описывается Планка законом излучения. Степень черноты серого тела равна его поглощательной способности.
Поверхность любого тела, входящего в систему Л, испускает потоки отраженного излучения Qoтр и собственного излучения Qcoб; суммарное количество энергии, уходящей с поверхности тела, называется потоком эффективного излучения Qэфф и определяется соотношением:
Qэфф = Qoтр + Qcoб.
Часть поглощенной телом энергии возвращается в систему в виде собственного излучения, поэтому результат Л можно представить как разность между потоками собственного и поглощенного излучения. Величина Qpeз = Qcoб — Qпогл называется потоком результирующего излучения и показывает, какое количество энергии получает или теряет тело в единицу времени в результате Л Поток результирующего излучения можно выразить также в виде Qpeз = Qэфф — Qпад, то есть как разность между суммарным расходом и суммарным приходом лучистой энергии на поверхности тела. Отсюда, учитывая, что Qпад = (Qcoб — Qpeз) / А, получим выражение, которое широко используется в расчетах Л:
 .
Задачей расчетов Л является, как правило, нахождение результирующих потоков излучения на всех поверхностях, входящих в данную систему, если известны температуры и оптические характеристики всех этих поверхностей. Для решения этой задачи, помимо последнего соотношения, необходимо выяснить связь между потоком Qпад на данную поверхность и потоками Qэфф на всех поверхностях, входящих в систему Л Для нахождения этой связи используется понятие среднего углового коэффициента излучения, который показывает, какая доля полусферического (то есть испускаемого по всем направлениям в пределах полусферы) излучения некоторой поверхности, входящей в систему Л, падает на данную поверхность. Таким образом, поток Qпад на какие-либо поверхности, входящие в систему Л, определяется как сумма произведений Qэфф всех поверхностей (включая и данную, если она вогнутая) на соответствующие угловые коэффициенты излучения.
Л играет значительную роль в процессах теплообмена, происходящих при температурах около 1000 °С и выше. Он широко распространен в различных областях техники: в металлургии, теплоэнергетике, ядерной энергетике, ракетной технике, технологии, сушильной технике,
Лит.: Невский А. С., Теплообмен излучением в металлургических печах и топках котлов, Свердловск, 1958; Блох А. Г., Основы теплообмена излучением, М. — Л., 1962; Исаченко В. П., Осипов В. А., Сукомел А. С., Теплопередача, М., 1969.
В. А. Арутюнов.
|
Для поиска, наберите искомое слово (или его часть) в поле поиска
|
|
 |
 |
 |
|
