ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Перенос тепла излучением из "Теплопроводность смесей и композиционных материалов " Постановка задачи. Перенос тепла излучением может составлять значительную долю общего переноса тепла в смесях и композиционных материалах. В первом приближении будем рассматривать эти системы как изотропные среды, в которых могут существовать процессы поглощения, испускания и рассеивания лучистой энергии. [c.57] Как уже отмечалось, фотонный, или радиационныймеханизм переноса тепла может существовать одновременно с молекулярным, оба механизма переноса взаимно влияют друг на друга, что существенно осложняет общее описание процесса переноса энергии. [c.58] Напомним отдельные определения и приведем основные обозначения. [c.58] Плотность потока интегрального излучения во абсолютно черного тела во всем диапазоне частот (O Vл oo) нетрудно вычислить из формулы (2-8) и получить известный закон Стефана—Больцмана. [c.58] Поглощающая, излучающая и рассеивающая среда. В самом общем случае полупрозрачная среда может поглощать поток излучения и испускать собственное излучение. В таких средах интенсивность излучения следует связывать с величиной локального результирующего радиационного потока в объеме среды такой поток будем обозначать символами /, /я,. [c.59] Процессы поглощения и испускания связаны с переходом молекул или атомов среды из одного энергетического состояния в другое. [c.59] Под рассеянием понимается любое изменение в направлении распространения фотонов. Этот процесс связан с макро- или микронеоднородностями среды. Макронеоднородностями можно считать частицы, волокна и т. п., микронеоднородностями — молекулы. [c.59] Заметим, что поглощенный фотон не участвует далее в переносе энергии, а рассеянный фотон и после акта рассеяния продолжает переносить энергию излучения. Если в процессе рассеяния энергии излучения не происходит изменения частоты, то такое рассеяние называют когерентным. [c.59] Поглощение и рассеяние. Рассмотрим монохроматический пучок лучей интенсивности 1%, заключенный в телесном угле со (рис. 2-2). На малом отрезке пути (11 происходит поглощение части потока й1%п, которое пропорционально интенсивности падающего излучения 1% и длине пути й1, т. е. [c.59] Здесь — спектральный коэффициент ослабления. [c.59] Локальное термодинамическое равновесие предполагает равновесное распределение энергетических состояний излучающих и поглощающих атомов и молекул среды. [c.60] Во всех приведенных формулах существенную роль играет коэффициент поглощения ах- Основную информацию об этом коэффициенте в настоящее время получают экспериментально. [c.60] Если Тя, 1, то излучающую среду можно рассматривать как некоторый континуум фотонов эта модель среды носит название оптически толстого слоя. Если т , Sl, то фотоны, испускаемые любым элементом среды, будут непосредственно попадать на ограничивающие поверхности без промежуточного поглощения в среде. Здесь среда не поглощает своего собственного излучения, но может поглощать излучение, испускаемое ограничивающими поверхностями. Такая модель среды называется оптически тонким слоем. Предельный случай Гя = 0 означает, что среда не участвует в теплообмене излучением, и фотоны перемещаются от поверхности к поверхности без промежуточного поглощения или испускания. В промежуточном слое обмен энергией излучения происходит между всеми элементами среды. [c.60] Вернуться к основной статье