ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Теплообмен излучением из "Промышленные печи " Физические основы теплового излучения. Лучистый теплообмен имеет чрезвычайно большое значение для работы высокотемпературных печей, где большая часть тепла передается излучением. [c.79] Природа теплового излучения совершенно отлична от природы конвекции и теплопроводности, где тепло передается при непосредственном контакте твердых тел или жидких (газообразных) сред. Теплообмен излучением не связан с непосредственным соприкосновением сред, участвующих в теплообмене, и может осуществляться в вакууме. [c.79] Излучение представляет собой процесс распространения электромагнитных волн передачи энергии квантами. [c.79] Ниже даны длины волн в зависимости от вида излучения. [c.79] Как видно, тепловое излучение относится к инфракрасной части спектра. Причиной теплового излучения может быть внутренний или внешний источник энергии. Так, любое тело, имеющее температуру выше 0° К, излучает тепловую энергию. Встречая на своем пути какое-либо вещество, лучистый поток воздействует на него, при этом происходит превращение энергии излучения в тепловую энергию. Таким образом, теплообмен излучением характеризуется двойным превращением энергии тепло — электромагнитные волны — тепло. [c.79] Следует различать излучение и поглощение энергии твердыми телами излучение и поглощение газами. [c.79] Почти для всех твердых тел спектр излучения содержит электромагнитные волны самой различной длины, т. е. твердые тела излучают непрерывным (сплошным) спектром, причем излучаемая энергия распределяется по длинам волн неравномерно каждой температуре излучателя соответствует своя, определенная длина волны, при которой излучение происходит с на иболь-шей интенсивностью. [c.79] В газах межмолекулярные расстояния огромны по сравнению с расстояниями между молекулами и атомами в твердых и жидких телах. Это накладывает отпечаток на характер спектра излучения газообразных тел он является селективным или, как часто говорят, газы имеют прерывистый (дискретный) спектр, т. е. излучение и поглощение газов происходит на определенных для каждого газа частотах. [c.79] О — пропускательная способность или доля пропущенного лучистого потока. [c.80] Поглощательная, отражательная и пропускательная способности тела зависят от его физических свойств и состояния поверхности и от длины волны излучения. [c.80] Отсюда видно, что чем больше поглощательная способность тела, тем меньше оно отражает падающую на него лучистую энергию. В предельном случае, когда отражательная способность тела равна нулю (У = 0), его поглощательная способность равна единице (Л = 1). Тело, имеющее поглощательную способность А = I, называется абсолютно черным. [c.80] Основные законы излучения основаны на представлении абсолютно черного тела как тела, которое по сравнению с другими, реальными телами, поглощает и излучает максимальное количество энергии (при той же температуре). [c.80] Если стенки модели раскалить, то через отверстие, входное сечение которого представляет поверхность абсолютно черного тела (фиг. 18) при данной температуре, будет излучаться максимальное (по сравнению с любым другим телом) количество энергии. [c.81] Законы теплового излучения. Для практических расчетов важно установить закономерности, связывающие интенсивность теплового излучения и температуру излучателя. [c.81] Эта зависимость выражена в законах М. Планка и Стефана — Больцмана. [c.81] С1 и Сг — константы (С, = 3,71-Ю вт-м и 2= 1,438 X X 10-2 м.град). [c.81] Эта величина называется коэффициентом излучения абсолютно черного тела. Следовательно, полная энергия излучения пропорциональна четвертой степени абсолютной температуры излучателя. Выражение (57) экспериментально было получено Стефаном в 1879 г. и теоретически выведено Больцманом в 1884 г. [c.82] Со = 5,7 вт1(м -град) = [4,9 ккал/(м--ч-град )]. [c.82] Поэтому для применения законов Планка и Стефана — Больцмана к реальным телам введено понятие серого излучения и соответственно условного серого тела. [c.83] Так как уменьшение интенсивности излучения абсолютно черного тела осущегтвлено в одинаковое число раз, то можно говорить о коэффициенте, постоянном по всему пектру излучения. Этот постоянный коэффициент назван степенью черноты данного тела. Очевидно, степень черноты будет равна единице лишь для абсолютно черного тела. [c.83] Вернуться к основной статье