ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Основные принципы. излучения из "Лучистый теплообмен в печах и топках " Если на какое-нибудь тело падает лучистый поток, то одна его часть поглощается в теле, другая отражается и третья пропускается через него. Возникающие при зтом отраженные и пропущенные лучистые потоки получаются в результате сложных явлений отражения, поглощения и преломления энергии, которые происходят для непрозрачных тел вблизи их поверхности, а для полупрозрачных — в их глубине. Если температура тела поддерживается постоянной, то его физические свойства не должны зависеть от наличия других лучистых потоков и величины самого падающего лучистого потока. Поэтому величины поглощательной, отражательной и пропускательной способностей не будут зависеть от величины и распределения падающих лучистых потоков. Как следствие этого получается, что возникающие в излучающей системе лучистые потоки распространяются независимо один от другого. В этом заключается принцип независимости явлений излучения. [c.68] Если распространяющиеся в каком-нибудь пространстве лучистые потоки не зависят один от другого, то суммарный лучистый поток будет равен сумме составляющих его лучистых потоков независимо от того, идет ли речь о совпадающих локально лучистых потоках или о не совпадающих. В результате этого получается, что когда в излучающей системе имеется несколько источников излучения, то возникающие при этом в каждой точке пространства лучистые потоки равны сумме лучистых потоков, получаемых от отдельных источников. В этом заключается принцип аддитивности излучения. [c.68] Если интенсивность источников излучения в системе увеличивается во сколько-нибудь раз, то соответствующие ему лучистые потоки также увеличиваются во столько же раз. Это положение является следствием принципа аддитивности. [c.68] Оёа принципа — независимости и аддитивности — выражают по существу одно и то же свойство излучения и не могут рассматриваться как независимые друг от друга. [c.68] Приведенное рассуждение показывает, что если располагать несколькими вариантами излучающей системы с заданными источниками излучения на границах и в объеме, то в системе, в которой поля температур и яркости излучения на границах внутрь системы определены по формулам (2-199) и (2-200), поля яркостей в объеме также определятся равенством (2-199). [c.69] Представим себе теперь, что на всех границах систем или на части их расположены поверхности, частично отражающие падающие на них лучистые потоки, й что радиационные характеристики этих поверхностей постоянны. Кроме того, для результирующей системы поля температур на поверхности определяются равенством (2-200). При таком условии эффективные лучистые потоки этих поверхностей будут определяться равенством (2-199). ПЬэтому сделанный выше вывод остается справедливым и для систем, ограниченных отражающими поверхностями. [c.69] Нетрудно видеть, что высказанные соображения представляют собой принцип ашитивности. Таким образом, этот принцип получился как следствие уравнения переноса при постоянных радиационных характеристиках тел. [c.69] Полученный вывод сделан для излучающих систем сзаданным полем температур в объеме и для ограничивающих поверхностей. Этот вывод можно обобщить на излучающие системы с произвольным заданием условий однозначности. Такое обобщение будет логическим следствием линейности лучистых потоков всех видов и единственности решения системы уравнений. Формулировка этого положения была уже дана в работах [5 7], где она была названа правилом сложения корней уравнений излучения. Ниже приведена более общая формулировка этого положения. Имеется несколько геометрически одинаковых излучающих систем с одинаковыми полями коэффициентов поглощения в объеме и одинаковыми радиационными свойствами ограничивающих поверхно-. стей. В одной из таких систем поля лучистых потоков, определяющих единственность состояния системы, определяются по полям лучистых потоков других систем равенством (2-201). В таком случае и поля всех остальных видов лучистых потоков будут определяться этим же равенством. [c.69] Представим себе какую-нибудь излучающую систему, разделенную на объемные зоны и зоны поверхности с заданными температурами. [c.69] Значение Го может быть взято произвольным. [c.70] Равенства (2-207), (2-208), (2-212) и (2-214), полученные на основе рассмотрения системы в состоянии термодинамического равновесия, представляют собой по существу следствия закона сохранения знергии. Такие равенства в теории лучистого теплообмена называют уравнениями замыкаемости (или замкнутости). [c.71] Принцип обратимости заключается в следующем. При явлениях отражения или преломления на границе двух сред встречные лучи остаются взаимными, е. при изменении направления луча на встречное их взаимное располо кение не меняется. Принцип обратимости сохраняет свою силу при любом числе отражений и преломлений. На своем пути луч может ослабляться в результате явлений поглощения энергии на поверхностях тел или поглощения и рассеивания в среде. Акты ослабления энергии луча будут в одинаковой степени влиять на оба встречных луча, поэтому при равенстве начальных энергий встречных пучков лучей их конечные энергии будут равны. Принцип обратимости впервые был высказан Гельмгольцем [8]. Как следствие этого принципа получается, что [8] при термодинамическом равновесии любых испускающих и поглощающих тел та часть энергии (определенной части спектра), испускаемой телом А, которая поглощается каким-либо другим телом В, равна той части энергии той же части спектра, испускаемой телом В, которая поглощается телом А. Отсюда следует, что любые два тела при термодинамическом равновесии обмениваются посредством излучения равными количествами энергии. [c.71] Принцип обратимости рассмотрен ниже применительно ко многим частным вопросам лучистого теплообмена. [c.71] Принципы аддитивности и обратимости имеют большое значение в теории лучистого теплообмена. Первый из них по существу предполагается в большинстве выводов при решении задач по теплообмену излучением. [c.71] Принцип обратимости является неотъемлемой частью теории радиационного теплообмена. Применение обоих принципов позволяет значительно упростить решение многих практических задач. [c.71] Вернуться к основной статье