Исследование теплообмена излучением

Однако исследование теплообмена излучением в различных реальных средах с учетом всех перечисленных оптических свойств оказывается очень сложной и громоздкой задачей и поэтому она здесь рассматриваться не будет. В дальнейшем будет рассмотрен процесс теплообмена излучением в поглощающей газовой среде. [c.292]

Однако исследование теплообмена излучением в различных реальных средах с учетом всех перечисленных оптических свойств оказывается очень сложной и громоздкой задачей и поэтому она здесь рассматриваться не будет. В дальнейшем будет рассмотрен процесс теплообмена излучением в поглощающей газовой среде. Такой процесс имеет практическое значение, так как во многих реальных задачах приходится иметь дело с газами, а влиянием рассеяния энергии излучения можно пренебречь. [c.420]

ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕПЛООБМЕНА ИЗЛУЧЕНИЕМ [c.188]

ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕПЛООБМЕНА ИЗЛУЧЕНИЕМ В ПЛОСКОПАРАЛЛЕЛЬНОМ СЛОЕ ПОГЛОЩАЮЩЕЙ СРЕДЫ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫМ МЕТОДОМ [c.426]

Процессы радиационного теплообмена описываются математически достаточно сложной системой уравнений, что сильно затрудняет их аналитическое исследование. В связи с этим были разработаны экспериментальные методы исследования теплообмена излучением, основанные на его световом, электрическом и тепловом. моделировании. При этом анализ системы уравнений радиационного теплообмена с позиций теории подобия проводился с теми или иными допущениями рядом авторов, рассматривавших радиационный теплообмен как в чистом виде, так и в совокупности с другими процессами переноса [Л. 3, 23, 24, 27, 160—172]. В результате был получен более или менее полный перечень критериев, определяющих подобие протекания процессов радиационного теплообмена в излучающих системах. [c.266]

Одним из используемых подходов упрощения инвариантной системы уравнений сложного теплообмена является расчленение всей совокупности описываемых ею физических явлений на отдельные, более простые группы с последующей стыковкой групп между собой (Л. 3, 168, 169]. Выделив, в частности, из общей системы безразмерных уравнений уравнение переноса излучения, можно провести экспериментальное исследование процесса радиационного теплообмена, представив влияние всех остальных факторов в виде приближенного задания поля тепловыделений. Поскольку в высокотемпературных установках (котельные топки, печи и пр.) процесс теплообмена излучением является доминирующим, то такой подход в отношении исследования теплообмена излучением может оказаться полезным. [c.353]

Рез льтаты экспериментальных исследований переноса излучения в концентрированных дисперсных системах позволяют сделать вывод, что при описании радиационного теплообмена в этих системах необходимо исследовать допустимость аддитивного представления различных процессов переноса и условия, при которых оно применимо, а также зависимость излучательных характеристик системы от свойств частиц и распределения температуры. Независимость степени черноты от структуры дисперсной среды позволяет выбрать достаточно простую модель систе.мы, [c.140]

Исследование процессов теплообмена излучением ведется по двум следующим основным направлениям определение радиационных свойств тел (сред) определение количества энергии излучения, переносимой между телами (средами). [c.276]

Часть 2 посвящена радиационному теплообмену. В ней приведены уравнения, описывающие этот процесс, рассмотрены дифференциальные, интегральные и алгебраические методы его расчета. Проведен детальный анализ подобия процессов теплообмена излучением и рассмотрены методы его экспериментального исследования тепловое, электрическое и световое моделирование. [c.5]

Итак, система уравнений (3-18) — (3-22) описывает процессы радиационного теплообмена для спектрального излучения в общей постановке. Эта система уравнений является основой, на которой базируются все методы исследования и расчета теплообмена излучением. [c.99]

Как показано в [Л. 88, 350], тензорное приближение при определенных условиях является более точным методом, открывающим новые возможности при исследовании процессов теплообмена излучением. В [Л. 351] предложенное тензорное приближение [Л. 88, 350] было пс-пользовано для решения комбинированной задачи радиа-ционно-кондуктивного теплообмена и дало хорошие результаты. В дальнейшем автором тензорное приближение было обобщено а случай спектрального и полного излучения при произвольных индикатрисах объемного и поверхностного рассеяния в излучающих системах [Л. 29, 89]. [c.166]

Наряду с дифференциальными важное место занимают также интегральные методы исследования радиационного теплообмена, основанные на интегральных уравнениях теплообмена излучением. Исходя из (3-18) и (3-20), путем соответствующего интегрирования можно получить систему интегральных уравнений, описывающую процессы радиационного теплообмена и имеющую большое теоретическое и практическое значение. На основе интегральных уравнений были решены различные задачи радиационного теплообмена в системах с диатермической (прозрачной) и ослабляющей средой. Роль интегральных уравнений радиационного теплообмена существенно возрастает при исследованиях переноса в излучающих системах сложной геометрической конфигурации. Например, широко применяемые при расчетах радиационного теплообмена зональные методы являются алгебраической аппроксимацией интегральных уравнений теплообмена излучением и позволяют производить расчеты в излучающих системах любой сложности. [c.189]

В связи с этим приходится так же, как и в дифференциальных методах, ограничиваться заданием приближенных значений неизвестных заранее величин, входящих в интегральные уравнения и являющихся функционалами температурного поля. Наиболее эффективным представляется итерационный способ решения. Задаваясь на основании предварительных оценочных расчетов неизвестным температурным полем в излучающей системе, на основании соответствующих вышеприведенных уравнений определяют приближенное распределение спектральной интенсивности излучения, исходя из которого находят значения всех функционалов, подставляют их в интегральные уравнения и, решая последние, получают первое приближение для температурного поля. Многократно повторяя эту операцию, можно получить решение с лк)-бой степенью точности. Иными словами, здесь имеет место аналогия с определением коэффициентов переноса в дифференциальных методах расчета теплообмена излучением. Таким образом, интегральные уравнения теплообмена излучением в общем случае по существу являются своего рода интегральным приближением, часто используемым для исследований и расчетов радиационного теплообмена, в котором неизвестные функциональные величины определяются ли задаются с той или иной степенью точности. [c.196]

Однако специфика рассмотренных интегральных уравнений радиационного теплообмена для общего случая заключается в том, что их ядра я ряд параметров заранее не известны и могут быть найдены лишь приближенно. В то же время В классической теории интегральных уравнений Л. 110—116] их ядра и параметры должны быть заданными функциями. Из математики известен целый ряд методов решения интегральных уравнений, которые используются при исследовании процессов радиационного теплообмена. Все эти методы являются приближенными. Они делятся на аналитические и численные, причем, как правило, аналитические приближенные методы являются достаточно эффективным средством лишь для наиболее простых одномерных задач теплообмена излучением. [c.209]

Приведенные здесь данные об излучении пылегазовых смесей и теплопередаче в топках паровых котлов являются итогом деятельности лаборатории лучистого теплообмена Центрального котлотурбинного института им. И. И. Ползунова (ЦКТИ). Они отражают те направления научных исследований в области теплообмена излучением, которые развиваются на протяжении многих лет под руководством доктора технических наук проф. А. М. Гурвича. [c.4]

В книге дается систематическое изложение методов экспериментального исследования наиболее важных вопросов теплообмена. К ним относятся вопросы теплопроводности при стационарном и нестационарном режимах конвективный теплообмен жидкости в одно- и двухфазном состояниях вопросы теплообмена излучением и теплопередачи в теплообменных аппаратах. [c.2]

Установленное по изложенной методике спектральное распределение плотности потока падающего излучения как в камере горения, так и в камере охлаждения хорошо согласуется с данными непосредственных измерений на указанном котлоагрегате. Последнее наглядно иллюстрируется данными, приведенными на рис. 6-3, относящимися к боковому экрану топки. Экспериментальные значения пад W соответствуют здесь локальным значениям потока падающего излучения, установленным при исследовании теплообмена в топке. Расчетные величины представляют собой значения <7 ад ( ), осредненные по площадям соответствующих поверхностных зон экрана. Следует заметить, что в спектре [c.221]

Несмотря на отчетливо выраженную выше зависимость оптических характеристик поглощающих сред от длины волны, при расчете теплообмена излучением широко используется гипотеза о серости материи среды. Однако, даже в тех случаях, когда это предположение является достаточно сильным, его использование оказывается оправданным теми сложностями, с которыми приходится сталкиваться в исследованиях переноса тепла излучением (излучение в условиях комбинированного переноса тепла, сложной конфигурации границ и пр.). [c.535]

Быстрое развитие современной техники в последние годы оказало значительное влияние на преподавание теплообмена излучением в высшей школе. Традиционные курсы теплообмена излучением, в которых рассматривались главным образом прозрачные среды, пришлось расширить и включить в них изложение вопросов, касающихся поглощающих, излучающих и рассеивающих сред, а также взаимодействия излучения с другими видами переноса тепла. Перенос излучения в поглощающих, излучающих и рассеивающих средах интенсивно изучался астрофизиками при исследовании звездных атмосфер. Кроме того, задачи, описываемые теми же уравнениями переноса, изучались физиками, работающими в области теории переноса нейтронов. В технике интерес к этой проблеме значительно вырос в последнее десятилетие. Хотя разработаны новые методы и некоторые математические методы, используемые в других отраслях науки для решения уравнения переноса, уже применяются при решении задач теплообмена излучением, представляется полезным дать единое и систематическое описание всех новых достижений, легко доступное для аспирантов, научных работников и инженеров. В области инженерных приложений необходима книга, представляющая собой исчерпывающее, систематическое и единое изложение фундаментальных положений, основной теории и различных методов решения задач переноса излучения не только в прозрачных, но и в поглощающих, излучающих и рассеивающих средах, а также взаимодействия излучения с другими видами теплопередачи. Поэтому эта книга была задумана как учебное пособие по курсу переноса излучения, а также как справочник для научных работников и инженеров, работающих в этой области. [c.7]

Рассмотрим лучистое взаимодействие непрозрачных тел, образующих замкнутую систему ограниченных размеров с произвольным и непрерывным распределением оптических характеристик и температур. Исследование теплообмена излучением обычно сводится либо к определению полусферических плотностей излучения на поверхностях лучеобменивающихся тел по заданным температурным распределениям (прямая задача), либо же к отысканию температур по значениям радиационных потоков (обратная задача). Возможны также смешанные постановки задач. [c.493]

При исследовании теплообмена излучением в системах произвольной конфигурации необходим переход к интегральным уравнениям излучения. Полагая плотность объемного эффективного излучения Т1эл известной функцией точки, записываем решение уравнения ( 20.77) в следующем виде [c.519]

Узловые коэффициенты и взаимные поверхности являются основными понятиями при исследовании теплообмена излучением между до Ж Гхно М1ГГТТй5к б ёт что зти понятия можно использо- [c.125]

В некоторых случаях при исследованйи теплообмена излучением пользуются понятием объемная плотность энергии излучения, которая представляет собой количество энергии излучения, заключенной в единице объема. Она измеряется в джоулях на куб. метр (дж1м ). [c.323]

Экспериментальное исследование процессов теплоотдачи в реальных ракетных двигателях сопряжено с большими затратами сил и средств, кроме того, еще не создано надежных конструкций датчиков для измерения всех нужных параметров газа в сопле. Процессы теплоотдачи в сопле реального ракетного двигателя осложнены действием турбулентности, химических реакций,теплообмена излучением, пульсациями давления, градиентом давления, сжимаемостью, неизотермичностыо и т. п. Установить влияние всех факторов на теплообмен в соплах трудно. [c.248]

Электротепловая аналогия (ЭТА) чаще всего используется для исследования процесса теплопроводности, протекающего в сложных условиях. ЭТА основана на формальном сходстве математических опи- саний процессов теплопроводности и электропроводности. Поле температур в теле описывается дифференциальным уравнением теплопровод-нойти, а поле электрического потенциала описывается дифференциальным уравнением точно такого же типа. Можно создать электрическую модель образца, провести измерения потенциалов в соответствующих точках, в соответственные моменты времени, а затем простым пересчетом найти распределение температуры в теле. ЭТА может быть применена также для исследования некоторых процессов конвективного теплообмена, а также теплообмена излучением. [c.92]

Система уравнений описывающая процессы теплообмена излучением в такой общей постановке, имеет больщое значение, так как позволяет производить точные и детальные математические исследования этих процессов. В то же время она является основой, на которой строятся все приближенные аналитические методы расчета радиационного теплообмена и экспериментальные методы его исследования с помощью моделирования. В конце главы кратко рассматриваются основные методы решения полученной общей системы уравнений радиационного теплообмена, обычно используемые при решении различных задач. [c.90]

В работах [Л. 104, 430] исследован процесс радиационного теплообмена ламинарного потока с заданным профилем скоростей, текущего в канале. При этом так же, как и в исследованиях внешней задачи обтекания поверхности, пренебрегается аксиальным переносом тепла за счет теплоироводности и излучения. Далее автор, исходя из результатов исследования чисто конвективного теплообмена на стабилизированном участке, делает допущение о постоянстве безразмерного температурного профиля в каждом сечении потока, что позволяет свести задачу к одномерной. При описании радиационного теплообмена автором используются интегральные уравнения теплообмена излучением применительно к плоскому слою. Представляя искомую функцию безразмерной температуры в виде одномерного ряда Тэйлора по оптической толщине слоя и подставляя ее в исходное интегральное уравнение, автор приходит к нелинейному дифференциальному уравнению, решаемому затем численно. При этом производится ограничение первыми тремя членами ряда, что дает дифференциальное уравнение второго порядка. Полученные результаты численного решения были сопоставлены автором [Л. 104] с решениями методом диффузионного приближения и приближения оптически тонкого слоя. [c.400]

Применение П. Плазмотроны широко используются в плаэмохимии и плазменной металлургии. В нагретых до высоких темн-р ионизов. газах могут интенсивно протекать хим. реакции, не происходящие или очень медленно протекающие в др. условиях. Это уше практически используется для целого ряда производств. С помощью П. осуществляются спец, технол. процессы, такие как плазменное нанесение покрытий, плазменная резка, сварка и др. (см. Плазменная технология). П. является генератором плазмы для век-рых научных исследований и модельных тепловых испытаний МГД-генераторов, исследований теплообмена и испытаний средств теплозащиты для условий входа космич. аппаратов в атмосферу и пр. П. служит для создания плазменных источников света, в т. ч. эталонных источников высокотемпературного излучения. С помощью П. исследуются свойства низкотемпературной плазмы, создаётся неравновесная плазма низкого давления для элект-рофиз. приборов и устройств в частности, П. является источником заряж. частиц для ускорителей. [c.618]

Теоретич. и эксперим. методы Ф, находят применение в светотехнике и технике сигнализации, в астрономии и астрофизике для исследования космич, источников излучения (см. Астрофотометрия) при расчёте переноса излучения в плазме газоразрядных источников света и звёзд, при хим. анализе веществ, в пирометрии, при расчётах теплообмена излучением и во мн. др. областях науки и производства. [c.353]

Исследование теплообмена в топке однокорпусного котлоагрегата ТГМП-204 блока 800 МВт, проведенное Л. М. Сорокопудом и Н. Г. Быстровым, ставило своей целью изучение распределения поверхностной плотности потока падающего излучения и радиационных свойств пламени по высоте топочной камеры. Топка этого котлоагрегата оборудована цельносварными экранами и предназначена для работы под наддувом. На котле установлено 36 круглых газомазутных горелок производительностью по 5,2 т/ч. Они расположены на фронтовой и задней стенах топки в три яруса по шесть горелок в каждом. Расстояние между ярусами 3 м. Котел оборудован системой рециркуляции с забором дымовых газов из дымохода за водяным экономайзером и подачей их в горелки, а также непосредственно в верхнюю часть топки. По сравнению с котлоагрегатом ТГМП-324 тепловое напряжение площади поперечного сечения топки увеличено здесь до 8200 кВт/м . [c.144]

В связи с объемным характером теплообмена излучением в поглощающих средах оптические свойства последних оказываются тесно связанными с процессами переноса тепла излучением. Это в значительной степени должно определять специфику методов исследования оптических характеристик ослабляющих сред. В их основу может быть положено уравнение переноса энергии (20.77) описывающее изменение интенсивности излучения. Эти соображения ввиду боль-П1ИХ методических трудностей используются, однако, далеко не полностью. Поглощательная способность обычно определяется по относительному изменению интенсивности излучения [c.526]

Теплообмен излучением играет важную роль в природе и технике. Структура атмосфер планет и звездных атмосфер, рабочий процесс в камерах сгорания и электрических дугах, тепловой режим радиоэлектронной аппаратуры и искусственных спутников Земли — вот лишь некоторые примеры процессов, в которых теплообмен излучением является определяющим. Поэтому не удивительно, что уже в течение многих десятилетий в этой области проводятся теоретические и прикладные исследования. Опубликован ряд монографий по теплообмену излучением как в Сойетском Союзе, так и за рубежом. Тем не менее в последнее время в научной литературе по теплообмену отмечается повышенный. интерес к теплообмену излучением в связи с его принципиальным значением для таких объектов новой техники, как космические аппараты, энергетические установки, основанные на новых принципах, оптические квантовые генераторы, термоядерные устройства и т. д. Вследствие такого повышенного интереса к практическим приложениям предъявляются новые более строгие требования к теории теплообмена излучением как в отношении описания протекающих процессов, так и в отношении описания сложного теплообмена, происходящего при одновременном переносе тепла излучением, теплопроводностью и конвекцией. В результате математический аппарат современной теории теплообмена излучением существенно усложнился. [c.5]

Количество публикаций, посвященных инженерным приложениям теории теплообмена излучением, постоянно возрастает. В работах 5, 6] исследован теплообмен излучением в плоском слое поглсщающ(гго и излучающего газа, заключенного между двумя параллельными излучающими черными пластинами. Хауэлл и Перлмуттер [7, 8] применили метод Монте-Карло для решения аналогичных задач в случае отражающих границ. В работах 9—11] получено численное решение задачи теплообмена излучением в плоском слое Поглощающего, излучающего и рас- -свивающего газа. В работе 12] использовано приближение экспоненциального ядра, а в работах 13, 14] применен метод моментов для приближенного решения" задач теплообмена излу-черцем в плоском слое. [c.425]

В работах [4, 5] было исследовано влияние излучения на теплообмен при течении Куэтта излучающей и поглощающей жидкости, а в [6, 7] рассмотрено течение пробки излучающего и поглощающего газа в канале и полностью термически развитое ламинарное течение между двумя параллельными диффузно излучающими и диффузно отражающими изотермическими бесконечными пластинами. Автор работ [8, 9] исследовал влияние излучения на характеристики ламинарного течения излучающей и поглощающей жидкости с постоянными свойствами при параболическом профиле скорости между двумя параллельными пластинами и в трубе. Течение пробки газа между двумя параллельными пластинами исследовалось в [10] при этом для решения радиационной ча сти задачи было использовано приближение Шустера — Шварцшильда. Исследованию теплообмена на тепловом начальном участке при течении излучающей и поглощающей жидкости в трубе в приближении серого и несерого газа при параболическом профиле скорости посвящены работы [И, 12]. Авторы [13, 14] исследовали теплообмен при турбулентном течении излучающего и поглощающего серого газа в трубе в условиях, когда газ является оптически тонким, а в работе [15] приведены экспериментальные и теоретические результаты по теплообмену при полностью развитом течении несерого излучающего газа в трубе. Задача нахождения распределения температуры на тепловом начальном участке для ламинарного течения в трубе была решена в общем виде методом [c.581]

В связи с исследованиями теплообмена в окрестностях критической точки тупоносых тел, обтекаемых гиперзвуковыми потоками, появились работы, учитывающие излучение со стороны фронта ударной волны как с наличием газа, вдуваемого в пограничный слой в окрестности точки, так и без вдува. Здесь необходимо отметить наиболее полное исследование В. Я- Нейлаида 12, 13], а Т кже работу X. Кеннета и С. Стрэка [14], носящую приближенный характер оценки излучения. Указанные работы наиболее характерны и в достаточной степени отображают современные пути развития аналитических исследований комбинированного теплообмена с учетом излучения. [c.134]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...