ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Совместный перенос энергии излучением и теплопроводностью из "Теплопроводность смесей и композиционных материалов " Для определения Ял применительно к поглощающей (П), испускающей (И) и рассеивающей (Р) среде (ПИР-среда) рассмотрим простейший случай, а именно лучистый перенос в ПИР-среде между двумя бесконечными параллельными и непрозрачными поверхностями. В каждой точке у среды интенсивность излучения Ix=hiy, 0), а интенсивность излучения в направлении нормали равна /х os 0 (рис. 2-3). [c.61] Следовательно, дальнейший анализ связан с определением интенсивности излучения х- Опуская решение этой задачи, рассмотрим некоторые основные результаты исследования [95]. [c.61] Теплопроводность полупрозрачных сред. Предполагается, что полупрозрачная среда является поглощающей, рассеивающей и испускающей и перенос энергии осуществляется совместно с кон-дукцией (молекулярный перенос) и излучением. Решение задачи обычно проводят в сером приближении, т. е. полагают, что Ря, = Р, 0 = 0, Ук = У, и, кроме того, допускают, что коэффициенты р, а, у. Пир не зависят от температуры. [c.61] Будем также предполагать, что плоская ПИР-среда ограничена диффузными поверхностями. [c.61] В других практически интересных частных случаях также возможно определение Яэф по формуле (2-22). Рассмотрим прежде всего предельные приближения оптически тонкого и толстого слоев, а затем изложим некоторые результаты, полученные численными методами. [c.62] Из (2-24) следует, что полный поток в этом случае можно выразить суммой двух отдельных и независимых друг от друга потоков — кондуктивного и лучистого. Кроме того, полный поток не зависит от коэффициентов поглощения и рассеяния. Как видно из выражения (2-25), эффективный коэффициент теплопроводности равен сумме кондуктивного (молекулярного) и радиационного коэффициентов теплопроводности. [c.63] Предельное приближение оптически толстого слоя. По определению оптически толстый слой удовлетворяет условию хг оо. [c.63] Как видно из (2-27), полный поток энергии равен сумме потоков, переносимых только кондукцией и только излучением. [c.63] в случае оптически тонкого и оптически толстого слоя эффективный коэффициент теплопроводности слоя может быть представлен суммой кондуктивной и лучистой составляющих. [c.63] Общий случай. Общее аналитическое решение системы уравнений, определяющих лучистый и кондуктивный перенос энергии через ПИР-среду, очень сложно. Прямые решения получают в настоящее время лишь численными методами либо используют приближенные решения. Ниже будут приведены некоторые результаты расчетов, выполненные в последние годы различными исследователями. [c.63] График У=1(х, ест) приведен на рис. 2-4. [c.64] Численные значения У(т, ест), особенно важные для расчетов Б области малых значений т Ю, представлены в табл. 2-1. [c.65] Расчеты проводились для пластины толщиной 5 мм, ест = 0,5, 9 = 7500 вт1м , r=1000°K. Результаты расчетов привели к следующему выводу ошибка серого приближения мало ощутима для сернистого кадмия и сернисто-мышьяковистого стекла, а для наиболее неблагоприятного случая (плавленый кварц) достигает 9%. Дальнейший анализ авторы [69, 70] проводили поэтому только для плавленого кварца. Выяснилось, что влияние селективности поглощения наиболее ощутимо при оптической толщине слоя около 0,5—1,0, расхождения в расчете температурного поля в этом случае могут достигать 45% и быстро уменьшаться при иных значениях т. [c.66] Установлено также, что в зависимости от толщины слоя роль граничных эффектов оказывается неодинаковой. При малых толщинах (5 мм) уменьшение коэффициента отражения / = = 1 — бет приводит к росту 9л, поэтому селективность проявляется сильнее при малых R. Однако ошибка в расчете температурных полей не превосходит 20% (при i = 0), 12% (при = 0,5). При больших толщинах (20 см) изменение R слабо влияет на ошибку определения перепада температур в слое АТ и более сильно влияет на градиент температур. [c.66] Выяснено, что функция Ппр=Ппр (X) изменяется очень медленно в том интервале спектра, где перенос излучением существен. Если принимать в расчетах Ппр = onst, то погрешность определения поля температур окажется незначительной. [c.66] Вернуться к основной статье