ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Твердые тела Общие зависимости из "Лучистый теплообмен в печах и топках " Поглощение и излучение твердых непрозрачных тел происходит в очень тонком слое материала, прилегающем к поверхности тела. ПЬэтому практически можно говорить об излучении поверхности тела. [c.72] Поглощательные и отражательные способности поверхностей зависят от материала тела, температуры и свойств поверхности и от угла наклона лучистого но1ока к поверхности. Они различны для разных спектральных составляющих излучения. Наиболее полную характеристику радиационных свойств твердых тел можно получить, если определить зависимости от длины волны спектральных величин поглощательных и отражательных способностей и степеней черноты. По значениям спектральных радиационных характеристик, пользуясь формулами (1-73), (1-77) и (1-80), можно найти их интегральные значения. К сожалению, определение спектральных значений радиационных характеристик, особенно когда дело касается направленных лучистых потоков, представляет больщие трудности, причина которых заключается в том, что эти величины обладают очень малой энергией. Поэтому большинство экспериментальных материалов по радиационным характеристикам относится к их интегральным значениям. [c.72] падающий на хорошо отполированную поверхность, частично проникает внутрь нее и там поглощается, а частично отражается. Глубина проникновения луча определяется электрическими свойствами материала — его электропроводностью и диэлектрической пострянной. В материалы с высокой электропроводностью (металлы) луч проникает на- небольшую глубину. Они характеризуются высокой отражательной способностью. Для идеального проводника отражательная способность должна быть равна единице. [c.72] В материалы с малой электропроводностью (диэлектрики) луч проникает глубоко, и они отличаются малой отражательной способностью. Лучистая энергия в них как бы вязнет. [c.72] падающий на совершенно гладкую поверхность металла, отражается от нее по закону зеркального отражения. В действительности поверхности имеют большую или меньшую шероховатость. В результате падающий на такую поверхность луч претерпевает отражения и преломления на выступах шероховатости. Когда величины выступов шероховатости сравнимы с длиной волны, то получаются также явления дифракции. [c.72] Таким образом, получаются отражения следующих видов зеркальное, диффузное без явно выраженной направленности и направленное. В последних двух случаях отражения каждому падающему элементарному лучу соответствует бесконечное множество отраженных лучей. Как частный случай диффузного отражения можно рассматривать изотропное, когда яркость отраженного излучения одинакова для всех направлений. [c.73] В зеркальном отражении каждому падающему элементарному лучу соответствует только один отраженный элементарный луч. Зеркальное отражение представляет собой идеальный случай отражения, который практически не может быть осуществлен. [c.73] В общем случае она зависит от угла падения ф и от азимутального угла О. Для изотропной поверхности она будет зависеть только от угла ф. [c.73] Распределение отраженного излучения по направлениям можно сделать на основе сравнения направленных яркостей отраженного излучения и средней яркости, а также на основе рассмотрения направленных лучистых потоков и среднего. Возьмем за основу первый способ. [c.73] При изотропном отражении коэффициент y для всех направлений постоянен и равен единице. При направленном отражении коэффициент V будет иметь максимальное значение в каком-нибудь направлении, близком к зеркальному, и убывать с увеличением угла между этим направлением и направлением луча. Характер этой зависимости показывает степень приближения отраженного излучения к зеркальному. [c.74] Выражения (3-16) и (3-17) одинаковы с выражением (1-79) для закона Кирхгоффа, только дервые относятся к направленному излучению, в то время как формула (1-79) —к полусферическому излучению. [c.75] Если характер поверхности одинаков для всех направлений (изотропная поверхность), то отражательная способность г не зависит от угла 6, а коэффициент V зависит не отдельно от углов 9 и в, а только от абсолютной величины их разности. Это значит, что пучок отраженных лучей симметричен относительно плоскости падения луча и что он не будет деформироваться, если плоскость вращать вокруг перпендикуляра к ней, проходящего через точку падения луча. [c.75] Величину г (ф ) некоторые авторы [9, 10] называют коэффициентом отражения, что, по нашему мнению, не совсем удачно. [c.75] Вопрос о том, какой из величин v или v следует практически пользоваться, надо решать применительно к конкретному характеру распределения отраженного излучения. Недостатком коэффициента v является то, что для изотропного отраженного излучения он меняется с изменением угла ф и во всех случаях при приближении ф к 90 он приближается к нулю. Вид кривой этого коэффициента в зависимости от угла ф будет при этом таким же, как вид кривой /ф на рис. 7. Мы ду маем, что коэффициент v удобнее для анализа явлений отражения, чем коэффициент v, особенно в тех случаях, когда отраженное излучение является диффузным без явно выраженной направленности. [c.76] Яркость отраженного элементарного луча зависит только от яркости соответствующего падающего элементарного луча и отражательной способности. Яркость отраженного, луча определяется произведением этой яркости на отражательную способность (зеркальную). Таким образом, здесь имеется принципиальное отличие от случая диффузного отражения, где яркость отраженного излучения определяется для всей совокупности падающих лучей. Понятие коэффициента распределения яркости для зеркального отражения отпадает. [c.76] В зависимости от материала тела и свойств поверхности меняется характер отраженного излучения. Возможно диффузное излучение без явно выраженной направленности, может быть направленное излучение в виде пучка лучей с максимумом яркости в каком-нибудь направлении и плавным спадом ее по мере удаления от этого направления. Может быть направленное излучение с максимумом яркости в направлении зеркального отражения и резким спадом до нуля в соседних направлениях. Такой случай рассматривают как зеркальное отражение. Однако в действительности идеального зеркального отражения в природе не существует. Последнее рассматривают лишь как предельный случай направленного. [c.76] Оценить степень приближения какого-нибудь случая отражения к зеркальному можно при помощи величины телесного угла пучка отраженных лучей, распространяющихся от поверхности, на которую падает элементарный луч. Этот угол можно назвать углом йезеркальности. [c.76] Вернуться к основной статье