Перенос тепла излучением

Перенос тепла излучением и оптическая термометрия тесно связаны, поскольку в обоих случаях необходимо иметь соотношение между термодинамической температурой и количеством и качеством тепловой энергии, излученной поверхностью. В конце 19 в. на основе только классической термодинамики и электромагнитной теории были получены два важных результата. Первый — закон Стефана (1879 г.), согласно которому плотность энергии внутри полости пропорциональна четвертой степени температуры стенок полости. Второй —закон смещения Вина (1893 г.), который устанавливал, что, когда температура черного тела увеличивается, длина волны максимума излучения Хт уменьшается, так что произведение ХтТ сохраняется постоянным. Доказательство закона Стефана основано на трактовке теплового излучения как рабочей жидкости в тепловой машине, имеющей в качестве поршня подвижное зеркало, и использовании электромагнитной теории Максвелла, чтобы показать, что действующее на поверхность давление изотропного излучения пропорционально плотности энергии. Закон Вина вытекает из рассмотрения эффекта Доплера, возникающего при движении зеркала. В обоих законах появляется постоянный коэффициент пропорциональности, относительно которого классическая термодинамика не могла дать информации. [c.312]

В этом режиме обычно перенос тепла излучением несуществен [c.409]

Имеющиеся экспериментальные данные показывают, что на перенос тепла излучением существенное влияние оказывает геометрия слоя. С этой точки зрения выбор малых зазоров (б = 0,2- 0,5 мм) позволяет не только устранить естественную конвекцию, но и свести к мини- [c.201]

Для органических жидкостей при толщине слоя 6 = = 1 мм и комнатных температурах доля переноса тепла излучением не превышает нескольких процентов [Л. 167], а при 6 = 0,2 мм — менее 1%. При высоких температурах роль излучения возрастает. [c.202]

Индекс S означает, что теплофизические свойства в данном случае соответствуют совокупной системе пористая среда плюс газообразные продукты физико-химических превращений. Коэффициент теплопроводности должен учитывать также перенос тепла излучением в порах при повышенных температурах. Параметр g соответствует теплоемкости газообразных продуктов физико-химических превращений. [c.83]

При высоких температурах приходится учитывать не только изменение с температурой теплопроводности твердого каркаса ks и теплопроводности газа Xg T), но и дополнительный перенос тепла излучением. При этом считается, что излучение входит в эф- [c.98]

Учет нестационарности прогрева для стеклообразных материалов имеет принципиальное значение прежде всего потому, что при равных с другими теплозащитными материалами скоростях уноса массы оплавляющиеся покрытия имеют большее время установления квазистационарного режима (из-за большего значения параметра т в расчетных формулах гл. 3). Кроме того, внутри пленки расплава и в прогретом слое у стеклопластиков возможно резкое увеличение эффективного коэффициента теплопроводности за счет переноса тепла излучением. [c.206]

И хотя толщина пленки расплава не превышает, как правило, долей миллиметра, перенос тепла излучением оказывает влияние на всю картину разрушения. [c.231]

Большое число расчетов, проведенных для полупрозрачных материалов, позволило установить диапазон параметров обтекания, в котором скорость оплавления Uoo существенно зависит от переноса тепла излучением в пленке расплава. Если применить понятие эффективной энтальпии разрушения не только для непрозрачного, но и полупрозрачного стеклообразного материала, то результаты численных расчетов можно аппроксимировать следующей зависимостью для приращения /эфф в полупрозрачном материале [c.236]

Впервые попытка учета внутренних источников тепла в процессах (радиационно-кондуктивного теплообмена была предпринята в [Л. 208], где рассматривалась задача переноса тепла излучением и теплопроводностью через слой серой, нерассеивающей среды с равномерным распределением источников по объему. Однако математическая ошибка, допущенная в работе, свела на нет полученные результаты. [c.389]

В то время как теплопроводность и конвекция возможны лишь при непосредственном контакте между телами, перенос тепла излучением может происходить и при отсутствии такого контакта. [c.3]

Следует различать две формы переноса тепла — соприкосновением и излучением. Перенос тепла в первой форме наблюдается при непосредственном контакте, соприкосновении физических областей, имеющих неодинаковые температуры. Что касается переноса тепла излучением, то он происходит и при отсутствии контакта между телами, т. е. и тогда, когда отделяющее их пространство не заполнено каким-либо веществом (вещество противопоставляется здесь излучению). Примером может служить получение Землей теплоты от Солнца, несмотря на ничтожно малую плотность распределения вещества в космическом пространстве. Материальным носителем излучения служит электромагнитное поле, которое является таким же посредником в распространении лучистой теплоты, каким оно является в распространении света. [c.6]

Рассмотрим случай переноса тепла излучением в системе плоскопараллельных экранов, когда степень черноты тел и экранов одинакова, т. е. [c.24]

Рис. 2-12. Температурные поля в системах из плоских экранов при переносе тепла излучением и теплопроводностью воздуха (Ki =0,05). а-Юц-0,05 6-Ki =0,5.

Рассмотрим случай переноса тепла излучением и теплопроводностью воздуха в системе цилиндрических экранов, имеющих одинаковую степень черноты, т. е. [c.49]

Переносы тепла кондукцией и конвекцией характеризуются вектором, который вполне определяется в каждой точке среды локальным градиентом температуры. В противоположность этому лучистый поток в произвольном, относительно малом, объеме прозрачной среды не зависит от температуры этого объема, а определяется излучением внешних источников. Поэтому вектор, характеризующий перенос тепла излучением, определяется интегрально. Тепловое излучение, являющееся по своей природе процессом распространения электромагнитных волн, характеризуется спектром частот, который соответствует энергетическому уровню структурных частиц вещества, находящегося при рассматриваемой температуре. Интегральное тепловое излучение тел, находящихся при одинаковых температурах, определяется их атомной и молекулярной структурой, а также формой и состоянием поверхности тел, т. е. физическими свойствами среды. [c.455]

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]

В задачах о совместном переносе тепла излучением, теплопроводностью и конвекцией в поглощающей, излучающей и рассеивающей среде в уравнение энергии входит производная от плотности потока результирующего излучения dq jdx. Хотя эта величина может быть найдена дифференцированием по т соотношений для q x), удобно получить соответствующие выражения непосредственно. [c.292]

Перенос тепла излучением [c.57]

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]

В сухом материале газы, заполняющие поры, имеют небольшой коэффициент теплопроводности ( газ)- Перенос тепла излучением [c.123]

Конвективный перенос тепла осуществляется движением среды (жидкости или газа), омывающей поверхность тела. Конвективный теплообмен возникает в условиях совместного протекания процессов конвективного переноса тепла и переноса тепла теплопроводностью. Перенос тепла излучением происходит между удаленными друг от друга телами посредством электромагнитных волн. [c.54]

РОЛЬ ПРОЦЕССА ПЕРЕНОСА ТЕПЛА ИЗЛУЧЕНИЕМ [c.14]

Радиационная теплопроводность стенок со степенью черноты (1—Я) <0,3 может превосходить значение переноса тепла излучением сквозь соответствующий слой прозрачной среды, т. е. 4(1—/ )(тАт [c.21]

Гз) в условиях, типичных для измерений теплопроводности органических жидкостей я 0,1 -ь0,3 вт1 м-град) Ь 1 мм). При комнатных температурах доля переноса тепла излучением не должна превышать нескольких процентов. Однако при более высоких температурах, в особенности при температурах, близких к критическим точкам, роль излучения может оказаться значительно существеннее, тем более, что условия прозрачности в этой области, переходной от газового состояния к жидкому, могут быть особенно неблагоприятными (аЬ 1). Заведомо большую роль может играть излучение для высокотемпературных расплавов (стекол, шлаков). Столь же велико оно может быть в твердых неметаллических веществах, на что уже неоднократно обращалось внимание при обсуждении вопроса о теплопроводности полупроводников при высоких температурах. Нет оснований ожидать влияния излучения на перенос тепла в твердых и жидких металлах. [c.22]

Важность вопроса о переносе тепла излучением в жидкостях заставляет нас уделить ему еще некоторое внимание. Рассмотрим вид зависимости эффективной теплопроводности определенного вещества (а фиксировано) от толщины слоя жидкости. [c.23]

Все рассмотренное позволяет сделать следующие заключения о роли переноса тепла излучением в жидкостях. [c.29]

Перенос тепла излучением может, разумеется, происходить и в противоположном направлении, повышая температуру чувствительного элемента, если на элемент попадает излучение какого-либо внешнего источника. Такая ситуация возникает, например, при измерении температуры прозрачной жидкости в комнате, освещаемой лампами накаливания. Следует помнить, что тепловой эффект измерительного тока в 1 мА эквивалентен выделению на чувствительном элементе мощности в 25 мкВт. Высокотемпературный источник теплового излучения, например лампа накаливания в 150 Вт на расстоянии 3 м от термометра, вполне может создавать в направлении термометра поток излучения до 20 Вт на стерадиан. Если между термометром и источником теплового излучения нет поглощающей среды, на термометр может попадать до 9 мкВт теплового излучения, что для некоторых типов термометров будет эквивалентно нагреванию на 1 мК. Выход из положения в этом случае состоит, например, в помещении термометра в непрозрачную трубку, заполненную легким маслом для улучшения теплового контакта со средой. Необходимо следить за тем, чтобы между применяемыми здесь материалами не [c.213]

При распространении пламени за счет переноса тепла излучением дополнительно задаются условия, характеризующие поле излучения. При налпчии частиц перед и за волной в состоянии [c.415]

В работе [Л. 58] рассматривается перенос тепла излучением в частично прозрачных средах. Основываясь на работах Полтца [Л, 169, 170], посвященных вопросу совместного переноса тепла теплопроводностью и излучением через слой поглощающей среды, количественная оценка эффекта излучения в жидкостях может быть выражена как [c.201]

Представленная выше схема изменения коэффициента теплопроводности может не соответствовать поведению реальных теплозащ.итных материалов. Это связано не только с тем, что при высоких температурах часть компонент теплозащ,итного материала может переходить из аморфного состояния в кристаллическое, что, как отмечалось, совершенно изменяет не только характер зависимости А, от температуры, но и саму величину коэффициента теплопроводности. Практически решающим обстоятельством оказывается разложение при нагреве части первоначальной массы вещества и образование дополнительной пористости. Появление внутри покрытия значительных объемов, заполненных газом, изменяет механизм распространения тепла. Этому вопросу будет уделено большое внимание в гл. 4. Будет показано, что при температурах менее 1000 К увеличение пористости приводит к резкому уменьшению коэффициента теплопроводности, тогда как при более высоких температурах наличие пористости в материале является причиной многократного увеличения А- с температурой (за счет переноса тепла излучением). [c.77]

В середине тракта z 8-12 м) температура газа меныпе, чем в начале канала. В этом случае имеется перенос тепла излучением из горячих областей в более холодные, который в принципе может привести к превыгпению значений в холодных областях над интенсивностью излучения абсолютно черного тела при локальном значении температуры газа. Расчетные значения поверхностной плотности падаюгцего излучения лежат ниже излучения черного тела (кривые 1 и 3 на рис. 6), что указывает на отсутствие значительного переноса вдоль канала. [c.232]

Механизмы теплопроводности, которые обсуждались до сих пор, были связаны главным образом с переносом энергии колебательными модами решетки. Кратко упоминалось о переносе тепла излучением и о теплопроводности с помош,ью магнонов, но ни о каких других механизмах теплопроводности ранее ничего не говорилось. В твердых телах, которые обычно считаются хорошими проводниками тепла, перенос тепла в основном осуществляется также и электронами, и, хотя несколько неметаллов (см. п. 16 1 гл. 7) имеют высокую теплопроводность при нормальных температурах, большинство обычных хороших проводников тепла являются металлами. В таких металлах, как медь и серебро, электронная теалопроводность настолько велика, что дает главный вклад в теплопроводность, и поэтому с очень хорошим приближением наблюдаемую теплопроводность при всех температурах вплоть до точки плавления можно полностью считать электронной. В других металлах, таких, как сурьма и висмут, и во многих сплавах решеточная теплопроводность сравнима с электронной и может даже превосходить ее выше некоторых температур. [c.170]

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]

Для исследования влияния селективных свойств среды на перенос тепла излучением в плоском слое с распределенными внутренними источниками Кросби и Висканта [17, 19] использовали модель двух полос и модель узкой полосы. Ниже будет рассмотрена модель двух полос. [c.435]

Отметим работу А. С. Компанейца и Е. Я. Ланцбурга (1961, 1962),. в которой ставится вопрос о переносе тепла неравновесным излучением,, и работу И. В. Немчинова (1960), который исследовал задачи переноса тепла излучением с учетом движения среды. [c.252]

В целом картина переноса тепла излучением в цилиндрическом слое оказывается гораздо более сложной, чем в плоском, даже для слабопоглощающих сред. Дальнейшие исследования этого вопроса для практически важных случаев (в частности, для <С1 и а.1 1) совершенно необходимы. [c.29]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...