Исаченко В.П. - Теплопередача (1074332), страница 81
Текст из файла (страница 81)
Спектральная поглощательная способность Аь в общем случае может изменяться с длиной волны различным образом. В частном случае она может не зависеть от ллпны волны. Тела, для которых спектральная поглощательиая способность не зависит от ллины волны, называются серыми телами (рнс. 16-2). Для серых тел А„=сопя(чС1, так как серые тела поглощают не всю падающую на них лучистую энергию. Часть падающей энергии будет отражаться или пропускаться (проходить) через массу этих тел.
Часть вадаюшей энергии, которую понерхпость данного тела отражает обратно окружающим его телам, носит название потока отр аж сии ого излучения, Плотность потока отраженного излучения Еюо Вт/ма, равна: Пб-15) где Р— интегральная отражательная способность тела.
Селя процессы отражения от поверкности полчиняются законам геометрической оптики и Я=1, то поверхность тела называют аеркальной (блестящей); црп идеально диффузном отражеивч ее называют з бсолютно белой. При «деальво диффузном (изотроппом) отражении энергия отражается телоы равномерно по всем направлением независимо от направления падающего на поверхность излучения.
Часть падающей энергии излучения, прохавишая сквозь тело, называется плотностью потока пропускаемого излучения Е,„„, Вт/мз: Е„=/)Е„ (16-16) где Х! — интегральная пропуск ательная способность тела. Тела, имеющие интегральную пропускательную сгюсобность, равную единице, называются проарачными нлн диатермичными (тонкие слон с)кого воздуха, слон одиоатомных газов). Тела, характеризующиеся величиной 0:СО(1, назьаают полупроз р а ч ными (стекло, кварц, сапфир). Для многих твердых и жидких тел интегральная пропускательная способность принимается равной нулю, так как они практи<ески яеляютси непрозрачными.
Совместные процессы взаимного ис- Е пускания, поглощения, отражении н пропускании энергии излучении в системах различных тел называются лучистым теплооб меном, причем тела, входищне в данную излучающую систему, могут иметь одинаковую температуру. Для тела, участвующего в лучвстом теплообмене с другими галами, согласно закону сохранения энергии можно составить следующие уравнении теплового баланса (рис. 16-3): Е л=Е +Еюр+Ещ (16-!7) нли Л+Е-~-Р=!, если эзепсиносль (16-17) поделить ва Е,я в учесть предыдущие соотношения.
Суммарная величина плотностей по. токов собственного и отраженного излучении, испускаемого поверхностью данного тела. называется п л отно стьюю эффективного излучения !(рнс. 163): Е,э Е+Е о=Е-)-ЕЕ я. (! 6-18) Эффективное излучение зависит не только от физических свойств и температуры данного тела, но и от фнзичесюгх свойств н температуры окружающих его тел. Кроме того, оно зависит от формы, размеров и относительного рас- а э э положения тел в пространстве.
Вследствие этих факторов физические свойства эффектнвноп< и г ' )( собственного излучений различны. Различными г оиаэываютсв и спектры нх излучения, Если по. верхность тела имеет идеально дпффузионнпе излучение И идеально диффуаионное отраженно, то его эффективное излучение будет также ндеально диффузионным. Понятое эффективного нч- 4( ). лучення впервые было введено О. Е. Власовым ) (1929 г.).
Лучистый теплообмеи между телами определяется потоком реаультируюпгего рэс.!ач. д еяэелелеэям излучения. па ааа реэуаюяэуммегО Результирующее излучение представляет со- чэагчеяяя. бой разность между лучистым потоком, получаемым данныи телом, и лучистым потоком, к<у<орый она посылает в окружающее его пространство. Результирующий поток может быть найден различными способами в зависимости от расположения условной расчетной поверхности (рис. 16-4). В первом способе (Нуссельта) поток результирующего излучения определяется иэ теплового баланса относительно поверхности а — а, 366 расположенной внутре тела вблнзн его поверхности с учетом, что Ею, =бе дг,=Š— Е =Š— АЕ мь (16-19) Второй способ (О.
Е. Власова) состоит в определении др„ из баланса относительно воображаемой поверхностн б †, находящейся вне тела, но збляэн его поверхности (Л. 23): дрю=Ееэ Ееее. (16-20) В этом случае вследствие малого расстояния энергия излучении от тела полностью доходит до условной поверхности б — б. В общем случае платность потока результирующего излучения опрелеляетсн разностью, встречных потоков излученля, падающих на условную поверхность а — а (Ю. А. Суринов [Л. 175)): (16-21) Результирующий поток излучения может быть величиной положительной, отрицательной и равной нулю (при равновесном излучения). Мегдду плотиостямн потоков резулЬтнрующего н эффективною излучений может быть установлена математяческая зависимость, если нз (16-20) выразить Е,р=д„е+Е л, (16-22) а нз (!6-19) (16-!В» Е А *! подставив (16-23) в (16-22), получим: Е ь = де (1 —,! )+ АС (! б.24) нлн л й Ею= л — —,ч д Для черного тела А — -1 п Д э=Ее.
т. е. эффективное излучение вырождается в собственное. Ив нзложенного следует, что поверхностные плотностн всех видов полусферического излучения, кроме собственного нзлученвя, являются линейными функцнямн падающего язл)чения. Собственное излучение объсдяняетсн н увязывается с другими викамн излучения через эффективное излученИе. Объемное излученкс.
Для среды, которая заполняет некоторый объем системы н может быть излучающей, поглошающей и рассенваюшей. характерными явлнютсн объемные плотности потоков излучения' Аналогично изложенному н в этом случае можно говорить об объемных плотностнх собственного, поглощенного, рассеннного н других видах излучения.
Интегральной я монохроматнческой объемными плотностями потоков собственного излучения называтотся лучгсстые потоки,испускаемые ' Овым ае г атее харе тернзтетсе тале еаьемнс» и отиестью звертив езлучеиея а. дж/и*. еднннцей объема среды в единицу времени но всем различным направлениям в пределах пространственного угла м — —.4к: лЦ . лйт "=н' Ч=а ' Ч и Ч„измеряются в Вт/мз. Лучистые потоки, отнесенные ко всему объему, выразятся зависимостями Я=-~хор) (г„=-~избу. (16-2о6) Патоки монохроматического и интегрального излучений связаны соотношением (16-23) д=~(),ба= ~~Ч„дздр. (16-27) (16-32) з з г Плотность поглощенного объемного излучения Чз гз=цц м (16-26) и плотность р всосанного об ь ем и о го излучения Чз =РЧ а (16-29) прелставляют собой, как и в эависимостзх (16-14) н (16-16), некоторые доли плотности палающего объемного излучения т! з.
Величины и и Р называются соответственно коэффициентами поглощения и рассеяния. Сумма этих величии назмвается коэффвциентом ослабленвя Среды (й). Аналогично аависимостям (16-18) плотностью э ф ф е к т н в н о г о объемного излучения называется суммарная величина плопюстеа потоков собственного и рассеянного излучений: Ч ф=ц+Чэзи=з)+ртЩал. (16-30) Следовательно, в случае объемного излучения раль отраженного излучения играет рассеннное излучение, а роль поглощательной н отражательной способностей — коэффициенты поглощения и рассеяния.
Па аналогии с (16-19) плотность потока результирующего объемного излучения выражается вависимостью Ч!и. =Ч -Ччюп =Ч цтзмг. (16л31) Последние две зависимости могут быть использованы дл» получаиия увавигинй, связывающих плотности потоков результирующего н эффективного объемных излучений, аналогичных (16-24): же= Чзм з (В3331 Рассмотренные виды поверхностных и объемных плотностей потоков излучения ивляютсн основными характеристиками лучистого теплообмеиа иа граничных поверхностях и в объеме среды, заполняющей излучающую систему. Полн плотностей различных видов излучения зависит от геометричеекой конфигурации излучаюпгей системы, от распреиеления темпе- 368 ратуры, а также от распределения оптических свойств как по обьему среды, так и на границах системы.
Вектор излучения. Вектор излучения (радиации) определяет направление наиболее интенсивного переноса лучистой энергии в рассматриваемОй точке поля излучения. Численно он равен патоку результирующего излучения, переносимого в единицу времени через единицу поверхности, ортогональной провэвольному направлению переноса излучения, т. Е. равен разности значений потоков нзлучешгя, папающнх с двух сторон иа уназанную поверхность.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
