Основы теории теплообмена Кутателадзе С.С. (1013620), страница 69
Текст из файла (страница 69)
Е. Накоряковым для сферы, имеет вид з г Д =0,416 $~ (24.6.4) ФоРмУлы (24.6,14) и (24.6.4) были пРовеРены экспеРиментально А. П. Ъурдр ковым. СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОР1 ЛИТЕРА ТУРБ! !. Бурдуков А. П., Накоряков В. Е. Теплообмен от цилиндра в звуковом поле при чзсл»г Грасгофа, стремящихся к нулю.— «Журн. прикл. механ. и техн. физ», 1965, № 1, с. 119.
2. Бурдуков А. П., Накоряков В. Е. О переносе масса звуковом поле. — «Журн. правд механ. и техн, физ», 1965, № 2, с. 62. 3. Бурдуков А. П., Накоряков В. Е. Влияние колебаний на массоотдачу от сферы паз больших числах Прандтля. — <Журн. принл. механ. и техн, физ.», !967, №З,с. !51 4. Графов В. Н.
К расчету диффузионного потока на вибрирующий электрод. — «Элекг. рохимия», 1967, т. 3, вып. 8, с. 935. 5. Кацнельсон Б. Д., Тимофеева ф. А. Исследование конвективного теплообменз мекп частицами и потоком в нестационарных условиях.— «Тр. ЦКТИ», 1949, ки. 12, с. 1!4 6. Нестационарный теплообмен. М., «Машиностроение», 1973.
Автл В. К. Кош«зн, Э. К. Калинин, Г. А. Дрейцер, С. А. Ярхо. 7. Тепломассообмен в звуковом поле. Под ред. С. С. Кутателадзе. Новосибирск, 1971, Автл В. Е. Накоряков, А. П. Бурдуков, А. М. Болдарев, П. Н. Терлеев. 8. Сэсс Р. Д. Теплообмен при ламинарном обтекании плоской пластины с нестационарао1 температурой поверхности.— «Тр. амер. об-ва инж.-мех. Сер. С. Теплопередачы, 1961, № 3, с.
56. 9. Шлнхтннг Г. Теория пограничного слоя. Пер. с нем. М., «Наука», 1974, с. 396. 10. Мадогуадоч ч'. уе, Впгапдоч А. Р., Во1багеч А. М. ЕПес1 о1 зоппд ч!Ьга!!оп оп Ьеа! 1гап»1ег. — «Неа1 Тгапмег !970». Ргос. 4-1Ь 1п1егп. Неа1 Тгап»1ег Соп1., Четка!!!е«, 1970, ч. 3. Рама, 1970, р. РС. 9.4. 11. И!сьагбзоп Р. П. Неа1 !тапа!ег !гоги а с!гоп!аг суппбег Ьу а«оп»1!с з1геаш!п — «! Р!и!б. Месь.», 1967, ч. 30, Н 2, р. 337.
12. Зраггов Е. М., Пгейа Ь. Е. Ыоп»!езду зцг!асе 1егпрега1пге ейесгз оп 1огсед сопчесиоп Ьеа1 1гап»1ег. — «Л. Аегоп. Эс!.», 1957, ч. 24, р. 776. 13. Яраггом Е. М. Сош1ппед епес1з о1 ппз1еаду !!!8Ь! че!оспу апд зцг!асе 1ешрега1пге оа Ьеа1 1«апз1ег. — «уе1 Ргорп!з!оп», 1958, ч. 28, р. 403. Глппп ОСНОВНЫЕ ЗАКОНЫ ТЕПЛОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ ЗЗЛ. ПРИРОДА ТЕПЛОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ Перенос тепла кондукцией и конвекцией характеризуется вектором, которнй вполне определяется в каждой точке среды локальным градиентом температуры. В противоположность этому плотность лучистого потока в произвольном, относительно малом объеме прозрачной среды не зависит от температуры ~того объема, а определяется излучением внешних источников. Поэтому векюр, характеризующий перенос тепла излучением, определяется интегрально.
Тепловое излучение, являющееся по своей природе процессом распространения электромагнитных волн, характеризуется спектром частот, который соответствует энергетическому уровню структурных частиц вещества при расгматриваемой температуре. Интегральное тепловое излучение тел одинаковой температуры определяется их атомной и молекулярной структурой, а также формой и состоянием поверхности тел, т.
е. физическими свойствами среды. Носителем теплового излучения являются электромагнитные волны, которые распространяются в однородной изотропной среде или вакууме со скоростью света в соответствии с законами оптики. Электромагнитные волны характеризуются длиной волны Л и частотой колебаний ч, которые связаны между собой соотношением Лт = с, (25.1.1) а энергия одного кванта е=йч. (25.1.2) Здесь с — скорость света, равная в абсолютном вакууме 2,997925 10' м/с, а й = 6,626196 х к 10-'4 Дж с — постоянная Планка. Распределение энергии по длинам волн и частотам в спектре излучающего тела связано с температурным уровнем и физической структу рис.
зал. Модель абсолютного рой тела. Существует некоторое распределение черного тела энергии, соответствующее максимально возможному тепловому излучению тела при заданной температуре. Тело, обладающее таким спектром, называется абсолютно черным. Абсолютно черное тело поглощает полностью любое падающее на него тепловое излучение. Свойства реальных тел в большей или меньшей степени отклоняются от свойств абсолютно черного тела. Распределение энергии излучения абсолютно черного тела соответствует условиям термодинамического равновесия и однозначно определяется лишь его температурой. В связи с этим излучение абсолютно черного тела иногда называют равновесным излучением. Моделью абсолютно черной излучающей поверхности является отверстие полости, оболочка которой равномерно прогрета (рис.
25.1). Отверстие в оболочке настолько мало (г,!Р ч(; 1), что выход излучения через него не в состоянии нарушить термодинамическое равновесие в полости. Эта конструкция является одновременно моделью абсолютно черного тела для поглощения излучения. Как видно из схемы на рис. 25.1, многократное отражение луча, вошедшего в полость через малое отверстие, обеспечивает практически полное его поглощение стенками полости даже при их значительной отражательной способности.
В природе подобные условия достаточно хорошо моделируются кавернами и углублениями в пористых и рыхлых поверхностях сыпучих сред. В настоящее время принято считать, что тепловое излучение занимает широкую область длин волн — от 0,72 до 1000 мдм, расположенную между крас- 343 ной границей видимого спектра и границей коротковолновой части миллкнср. рового диапазона электромагнитных волн.
В табл. 25.! представлено усзовзсс разбиение инфракрасного спектра на три области. Там же приведены в соотвс!. ствии с интервалом длин волн диапазоны температур абсолютно черного тсзз, имеющего максимум излучения при указанной длине волны. Таблица Б.1 Дпапззоны длпп волн теплового пзлучеивн п соответствующие пм дпвппзопы температур абсолютно чейного тела Длима волн, мкм Длина волн, мкм Температура, К темпеоатуиа, к Излучение Излучение Далекое инфракрасное пзлучеппе Мпллпметровые волны Более 4144 Видимый свет Близкое инфракрасное пзлуче.
ппс Среднее инфракрасное пзлуче- ппе 0,3 — 0,72 5,6 †10 1000 п выше 533 — 273 4144 †19 0,72 — 1,5 1922 †5 1,5 — 5,6 Тепловое излучение представляет собой колебательный процесс в плоское. тях, перпендикулярных направлению излучения. При этом обычно невозмож.
но выделить плоскость преимущественного направления колебаний. В свззк с этим тепловое излучение принято считать неполяризованным. Исключе. ние составляет излучение блестящих металлических поверхностей, для ко!о. рых удается выделить плоскость с наибольшей энергией колебаний (полярх. зованное излучение). Спектр излучения твердых тел является непрерывным; спектр излучении газов — прерывистым, т. е. излучение селективно. Селективным излучением и поглощением обладают также некоторые твердые тела (например, кварц), имею.
щие наиболее выраженный объемный характер высвечивания или поглощепиз. У большинства твердых тел поглощение и излучение происходят в весьма тоз. ком пограничном слое. Зто даетоснование в феноменологической теории излучзтельные характеристики приписывать непосредственно геометрическим поверю ностям тел. Поверхность тела в общем случае частично поглощает, частичнс отражает и частично пропускает тепловое излучение, падающее из окружаю. щего пространства. Поглощенное излучение превращается в тепловую энергию тела, которая, будучи трансформирована в лучистую, вновь участвует в соб.
ственном излучении данного тела. 25.2. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ Под плотностью излучения подразумевается лучистый поток, проходящий через единицу поверхности. Если теплообмен рассматривается в пределах телесного угла ь1 = 2п, то вводится понятие полусферического или поверх. постного излучения Е = с((~7с(Е, Втlмв, (25.2.!) где !',! — лучистый поток, Вт. Плотностью объемного излучения называют лучистый поток, испускаемый единицей объема среды в пределах телесного угла 42 = 4п: ч! = е(97с(1', Втуз.
(25.2.2) 344 Неравномерность облучения или излучения элементарной площадки с(Е по направлениям в пространстве характеризуется интенсивностью или яркостью излучения. Под яркостью излучения следует понимать лучистый поток, прохо- дящий через единицу поверхности, ортогональную к направлению излучения, н отнесенный к единице телесного угла: РЕ Вт/(м'ср). (25.2.3) ~У'и гдй ЛР соз О~И В елучае лучистого взаимодействия двух элементарных площадок с(Рм и с(Рм (рис. 25.2) интенсивность излучения в направлении 5 определяется выражением 1 = сЩ'(г(Рм соз ОмгИ), где Жз = ггРм соз Омlгз — элементарный телесный угол, образованный площадкой дРм и вершиной М на площадке дРм.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
