Коэффициент излучения

Коэффициент облученности называют также угловым коэффициентом излучения. Это чисто геометрический фактор, зависящий только от формы, размеров тел и их взаимного расположения. Различают коэффициент облученности первым телом второго ф ,2 и коэффициент облученности вторым телом первого ф2,1. При этом ф ,2 ] =ф2.1 2. Коэффициент облученности определяется аналитически или экспериментально. Для большинства частных случаев, имеющих место в технике, значения коэффициентов облученности или соответствующие формулы для их расчета приводятся в справочниках [15]. Г сли все излучение одного тела попадает на другое, то ф ,2 = = 1. Применительно к (рис. 11.3) ф1,г = = 1, а ф2,1 = / 1/ 2. [c.93]

Оо — коэффициент излучения абсолютно черного тела [c.6]

Коэффициент теплоотдачи, теплопередачи Коэффициент излучения [c.256]

Проблема детектора теплового излучения неотделима от вопроса об излучательных свойствах источника излучения. Спектральные характеристики излучения черного тела, как будет показано, описываются законом Планка. Проинтегрированный по всем длинам волн закон Планка приводит к закону Стефана — Больцмана, который описывает температурную зависимость полного излучения, испущенного черным телом. Если бы не было необходимости учитывать излучательные свойства материалов, оптический термометр был бы очень простым. К сожалению, реальные материалы не ведут себя как черное тело, и в законы Планка и Стефана — Больцмана приходится вводить поправочные факторы, называемые коэффициентами излучения. Коэффициент излучения зависит от температуры и от длины волны и является функцией электронной структуры материала, а также макроскопической формы его поверхности. [c.311]

Анализ условия, что стенки полости должны быть полностью отражающими, является значительно более трудным, чем рассмотрение чисто геометрических ограничений. Если коэффициент отражения стенок меньше единицы, то должны, по-видимому, присутствовать еще дополнительные поправочные члены. Однако сами эти члены должны стремиться к нулю, если стремится к нулю коэффициент отражения стенок, так как в соответствии с законом Кирхгофа коэффициент излучения при этом стремится к единице, что вновь приводит к идеальным условиям черного тела внутри полости. [c.317]

Рис. 7.6. Цилиндрическая полость черного тела, на которой приведены некоторые геометрические факторы, используемые при вычислении эффективных коэффициентов излучения элементов на задней е (г) и на цилиндрической еа(хо) стенках по методу интегральных уравнений.

Теперь коэффициент излучения элемента площади dA g может быть записан как [c.330]

Коэффициент излучения передней стенки очень мало влияет на эффективный коэффициент излучения остальной части полости. Внутренняя часть передней стенки полости не может [c.334]

Рис. 7.8. Эффективные коэффициенты излучения, как и на рис. 7.7, но для вш=0,7 / i = =/ г/2 и различных значений величины LID.

Приведенные на рис. 7.7 и 7.8 результаты вычисления коэффициентов излучений полостей дают лишь общее представление об их вероятных значениях в полостях аналогичных форм (см. также [38] и [62]). Сама природа рассматриваемого явления делает очень ненадежной экстраполяцию или интерполяцию значений, вычисленных для конкретных геометрий, коэффициентов излучения стенок и распределений температуры, на другие значения этих параметров. [c.335]

Воспользуемся методом отражений для вычисления коэффициента излучения полости той же самой формы, что и в методе интегральных уравнений (рис. 7.9). Пусть полость единичного радиуса, длиной Е имеет апертуру радиусом R и координаты на цилиндрической и задней стенках х и г соответственно. Для эффективного коэффициента излучения центра задней стенки еа(го) можно записать [c.336]

Таким образом, коэффициент излучения сферической полости равен [c.338]

Вычисления и результаты, которые обсуждались выше, относятся к полостям, имеющим диффузно отражающие и диффузно излучающие стенки. Для полостей с зеркально отражающими стенками, как уже отмечалось, вычисления значительно проще. В этом случае всегда следует предпочесть метод последовательных отражений, так как проблема при этом сводится к прослеживанию луча, а яркость после каждого отражения умножается на р . Коэффициент излучения в соответствии с законом Кирхгофа имеет вид [c.341]

Продолжать исследование вопроса об излучательной способности зеркально отражающих полостей не имеет смысла, поскольку такие условия в термометрии встречаются редко. При высоких температурах чрезвычайно трудно сохранить зеркально отражающую поверхность. На полированной металлической поверхности, если держать ее достаточно долго при высокой температуре, всегда будут развиваться канавки на гранях зерен, а иногда и зернистая шершавость поверхности. Поэтому расчеты коэффициентов излучения полостей предпочтительнее выполнять для диффузного отражения. Вычисления для зеркальных условий в конических и цилиндрических полостях с наклонной или конической задней стенкой приводят к значениям излучательной способности, которые заметно превышают излу- [c.342]

Рис. 7.11. Эффективные коэффициенты излучения, как и на рис. 7.7, но для /Л=2, е = 0,7, Т 1 = / 2 и для различных распределений температуры вдоль оси цилиндра. / — однородная температура 2 — линейное уменьшение на 1 % от д = 0 до д = = Х/0, 7 = 1300 К 3 —линейное увеличение температуры на 1 % от х=0 до х= все для Я= 50 нм [9].

Важно отметить, что рассмотренная здесь излучательная способность представляет собой коэффициент излучения задней стенки. Присутствие перегородок существенно видоизменяет выражение для Ва(х), приведенное в уравнении (7.57). В частности, увеличивается член с ри,, так как приходит прямое отражение от гладкой поверхности перегородок, которые приблизительно перпендикулярны оси. Таким образом, эта конструкция полости предназначена для работы с оптическими системами, которые визируют только заднюю стенку. Для широкоугольных оптических систем перегородки должны начинаться со значений х вне крайних лучей конуса прямого зрения. [c.346]

Рис. 7.17. Зависимость коэффициента излучения вольфрама при 1600 К от ДЛИНЫ волны [32].

Рис. 7.29. Сравнение спектрального распределения мощности лампы типа черное тело со спектральным распределением мощности излучения черного тела при 2014 К. — спектральная яркость лампы, деленная на спектральную яркость черного тела, нормированная при Х=660 нм. Пунктирные линии представляют вычисленные распределения для различных коэффициентов излучения лампы. Сплошной линией показана наилучшая подгонка к результатам измерений, которая соответствует коэффициенту излучения 0,992 [41].

Таким образом, измерение отношения спектральных, яркостей для двух длин волн дает возможность вычислить Т, если значение Я е) известно. Хотя величина 7 (е) определена здесь как отношение спектральных коэффициентов излучения, ее можно также, рассматривать как отношение некоторых других зависящих от длины волны, но не от температуры величин, таких, как пропускание атмосферы, спектральная чувствительность детектора и т. п. Заметим, что параметры, которые не зависят и от длины волны, и от температуры, в уравнении (7.81) не присутствуют и их можно не учитывать. Один из таких параметров—размер источника. Чувствительность метода возрастает при увеличении разницы длин волн. К сожалению, чем [c.384]

Отсюда видно, что при данной относительной точности измерения Q чувствительность пирометра отношения АГ тем больше, чем сильнее различаются между собой и ч. Например, чтобы достигнуть точности 1 К при 1200 К, используя длины волн 650 и 750 нм, требуется точность измерения в 1 %, что не представляется слишком трудным. Из этого, однако, следует, что требуется такая же точность и для Я г), а этого достичь значительно труднее. Существует совсем немного реальных поверхностей, для которых относительная излучательная способность известна с погрешностью 1 % при этих двух длинах волн. Однако для полости, коэффициент излучения которой высок, но не известен точно, метод можно применить, поскольку при этих условиях изменение коэффициентов излучения с длиной волны весьма мало. [c.386]

Теперь можно записать выражение для Q,,, потока излучения от поверхности слоя стекла, который находится на подложке с коэффициентом излучения гь=1—рь при той же температуре, что и у стекла [c.394]

Величину С = еС вт/ м -°К ) называют коэффициентом излучения серого тела. Величина С реальных тел в общем случае зависит не только от физических свойств тела, но и от состояния поверхности или от ее шероховатости, а также от температуры и длины волны. Значения 25-2 коэффициентов излучения и степеней [c.464]

Рассмотрим действие экрана между двумя плоскими безграничными параллельными поверхностями, причем передачей теплоты конвекцией будем пренебрегать. Поверхности стенок и экрана считаем одинаковыми. Температуры стенок Т я Тг поддерживаются постоянными, причем Ti>T2. Допускаем, что коэффициенты лучеиспускания стенок и экрана равны между собой. Тогда приведенные коэффициенты излучения между поверхностями без экрана, между первой поверхностью и экраном, экраном и второй поверхностью равны между собой. [c.471]

Здесь расчетная поверхность — поверхность нагрева канала Спр — приведенный коэффициент излучения Та, Тст — средние абсолютные температуры дисперсного потока и нагреваемой стенки (произвольно принято 7 п>7 ст). В нашем случае система состоит из оболочки (стенок канала, включая его торцы) и движущихся в канале дисперсных частиц и газа (в общем случае недиатермного) . Все трудности расчета по (8-23) заключаются в оценке Спр и Гп (для луче-прозрачного газа Тп=Тст). Коэффициент Спр = 0о8пр, где <Го = = 5,67 вт1м -°К — коэффициент излучения абсолютно черного тела, а 8пр — приведенная степень черноты всей системы, зависящая от [c.267]

Начнем с описания теории излучения черного тела, за которым последует обсуждение различных методов вычисления коэффициентов излучения полостей, близких к черному телу, и обсуждение практической реализации таких полостей. После этого рассмотрим вольфрамовые ленточные лампы как воспроизводимый источник теплового излучения для термометрии. На этой основе мы ознакомимся с термометрией излучения, реализацией МПТШ-Б8 выше точки золота, измерением термодинамической температуры, методами измерений при неполных данных об излучательной способности поверхности и, наконец, термометрией излучения полупрозрачных сред. [c.311]

Для коэффициентов излучения, отражения, поглощения и пропускания мы будем использовать обозначения е, р, а и т соответственно. Термины коэффициент излучения , коэффициент отражения и т. д. относятся к реальным поверхностям и включают эффекты геометрии поверхности. Такие термины, как излучательная способность или отражательная способность , относятся к идеальным гладким поверхностям, и их использование ограничивается дискуссией об отверстии в полости черного тела. Полезным иногда термином является и коэффициент яркости Я, который определяется как отно-щение потока излучения, отраженного от элемента поверхности в специфических условиях излучения и наблюдения, к потоку, отраженному идеальной, полностью отражающей, полностью диффузной поверхностью, излученному и наблюдаемому таким же образом. [c.323]

Предположим, что требуется найти излучательную способность изотермической полости, показанной на рис. 7.5. Величина, которую необходимо вычислить, представляет собой отношение спектральной яркости элемента стенки А5, визируемого в Р, к спектральной яркости черного тела при той же температуре. В свою очередь поток излучения, исходящий из в направлении апертуры а, состоит из двух частей потока, излученного самим элементом А5, и лучистого потока, отраженного тем же элементом А5. Первый зависит только от коэффициента излучения стенки и ее температуры и не зависит от присутствия остальной части полости. Отраженный поток, со своей стороны, зависит от коэффициента отражения поверхности элемента А5 и от лучистого потока, попадающего на А5 из остальной части полости. На значении отраженного потока сказывается влияние а, так как лучистый поток, который в замкнутой полости пришел бы от а в направлении А5, в рассматриваемом случае отсутствует. Именно этот эффект отсутствия падающего потока от а в потоке излучения, отраженного от А5, и необходимо вычислить. Следует также учесть, что отсутствует не только лучистый поток в направлении а- А5, но и лучистый поток от а в направлении остальной части стенок полости. Таким образом, лучистый поток, поступающий в А5 от всей оставщейся части полости, является несколько обедненным. Из всего этого должно быть ясно, что расчет излучательной способности такой полости никоим образом не является тривиальной операцией. Для строгого вычисления необходимо знать в деталях геометрию полости и системы наблюдения, угловые зависимости излучательной и отражательной характеристик материала стенки полости, а также распределение температуры вдоль стенок полости. Температурная неоднородность изменяет поток излучения полости в целом так же, как и наличие апертуры, но с некоторым дополнительным усложнением, которое состоит в том, что изменение потока [c.327]

Будем вычислять эффективный коэффициент излучения е элементов на задней стенке и элементов вдоль цилиндрической стенки полости. Рассмотрим сначала цилиндрический элемент с1хп площади (1А( на расстоянии хо от задней стенки. Для [c.329]

На рис. 7.7 и 7.8 приведены результаты решения уравнений (7.42) — (7.44) для различных значений R1IR2, RID и Разрыв значений эффективных коэффициентов излучения на стыках цилиндрической стенки с основанием возникает из-за различия углов, под которыми стенка и основание видны из апертуры. Это становится совершенно ясным, если обратиться к вычислению Еа(х) и Еа(г) методом отражений. Величина разрыва уменьшается по мере того, как эффективные коэффициенты излучения цилиндрической и плоской стенок приближаются к единице, так что в пределе бесконечно малой апертуры разрыв, как и следовало ожидать, стремится к нулю. [c.333]

Следует заметить, что в направлении к краям задней стенки наблюдается небольшое возрастание эффективного коэффициента излучения. В мелких полостях оно значительно более заметно, чем в глубоких. Его появление объясняется просто уменьшением телесного угла, под которым виден элемент из апертуры, при перемещении по направлению к кромке. Присутствие передней стенки с отверстием не только увеличивает коэффициент излучения по всей BHVTpeHHO TH полости, но дает и другой положительный эффект. При вычислении суммарной потери тепла наружу от внутренних стенок полости было найдено, что наибольщая часть теряется от тех частей цилиндрической стенки, которые имеют наибольщий телесный угол со стороны апертуры. Следовательно, в цилиндре, имеющем открытый конец, наибольшее количество тепла теряется от тех частей стенок, которые находятся вблизи открытого конца. Таким образом, наличие передней стенки не только заметно [c.333]

Рис. 7.7, Эффективные коэффициенты излучения элементов на задней и цилиндрической стенках полости (рис. 7.6) для Ци=% Вш=0,5 и различных размеров апертуры, вычисленные по методу интегральных уравнений Бедфорда и Ма [9] [/ — уравнения (7.42)—(7.44)] и по методу ряда последовательных отражений [2 — уравнения (7.56), (7.57)].

В свое время до появления доступной вычислительной техники было разработано много приближенных методов вычисления коэффициентов излучения полостей по очевидной причине невозможности выполнять численное решение таких уравнении, как (7.38) — (7.40). Среди этих приближенных методов один из наиболее удачных основан на работе де Bo a [32]. В этом методе проблема вычисления коэффициента излучения сводится к вычислению коэффициента поглощения полости для луча, падающего из направления, для которого нужно вычислить коэффициент излучения. Из закона Кирхгофа имеем [c.335]

Метод последовательных отражений первоначально был развит де Восом для вычисления коэффициентов излучения ряда полостей различной формы для диффузного и полузер-кального отражения, а также для однородных и неоднородных температур. Именно в этом и состоит привлекательность метода последовательных отражений он легко применим к широкой области условий. Его главный недостаток заключается в трудности оценки точности результата в конкретных условиях, так как в общем случае трудно показать, что использованное при расчете число отражений является достаточным. [c.336]

КИЙ К точному, применение уравнения (7.53) к другим полостям, форма которых отличается от сферической, приводит к большой погрешности. В частности, для длинных цилиндрических полостей формула Гуффе дает сильно заниженные значения коэффициентов излучения. Легко понять, почему это происходит. После первого отражения от основания цилиндра большая часть отраженного излучения падает на элементы стенки вблизи основания, и поэтому после второго отражения полость покидает относительно малое количество излучения по сравнению с предсказанным формулой Гуффе. Однако после нескольких отражений распределение излучения становится более равномерным. В пределе больших п излучение, отраженное от полости, должно составлять приблизительно ри,5/5 от излучения, остающегося в полости после /г-го отражения. После ( +1) отражения получим рш (5/5)(1—з/З) для доли от излучения, оставшегося после п-го отражения, а после (п-Ь2)-го Рю з/3) (1—з/З) от того же излучения и т. д. Другими словами, как только излучение становится существенно диффузным во всей полости, приближение Гуффе оказывается справедливым. [c.339]

Рис. 7.20. Профиль типичной канавки, образованной границами зерен на хорошо отожженной вольфрамовой ленте, и излучательная способность такой ленты как функция размеров зерен. Размер зерна и вычисленная излучательная способность границ зерен показаны для двух классических измерений коэффициентов излучения вольфрама 1 — данные де Bo a 2 — данные Ларрабее.

Рис. 7.44. Излучение, испущенное нормально к слою полупрозрачного материала толщиной й, лежащему на непрозрачном основании. 1 — полупрозрачная среда с коэффициентом преломления п и температурой Т 2 — твердое вещество с коэффициентом излучения е.ь = 1—рь при тем- чптрпмииргким пературе Т 3 — полость черного тела при является изотермическим

Методы и задачи тепломассообмена (1987) -- [ c.23 ]

Теплотехника (1986) -- [ c.114 ]

Лазерная термометрия твердых тел (2001) -- [ c.13 ]

Введение в экспериментальную спектроскопию (1979) -- [ c.0 ]

Температуроустойчивые неорганические покрытия (1976) -- [ c.171 ]

Основные термины в области температурных измерений (1992) -- [ c.0 ]

Основы теплопередачи в авиационной и ракетно-космической технике (1992) -- [ c.305 ]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...