Тепловое излучение

Тепловое излучение есть результат превращения внутренней энергии тел в энергию электромагнитных колебаний. При попадании тепловых лучей (волн) на другое тело их энергия частично поглощается им, снова превращаясь во внутреннюю. Так осуществляется лучистый теплообмен между телами. [c.90]

Тепловое излучение как процесс распространения электромагнитных волн характеризуется длиной волны X и частотой колебаний v = /X, где с — скорость света (в вакууме с = 3-10 м/с). [c.90]

В большинстве твердых и жидких тел поглощение тепловых лучей завершается в тонком поверхностном слое, т. е. не зависит от толщины тела. Для этих тел тепловое излучение обычно рассматривается как поверхностное явление. В газе в силу значительно меньшей концентрации молекул процесс лучистого теплообмена носит объемный характер. Коэффициент поглощения газа зависит от размеров ( толщины ) газового объема и давления газа, т. е. концентрации поглощающих молекул. [c.91]

Таким образом, для коротковолнового излучения Солнца атмосфера Земли является практически прозрачной, в то время как длинноволновое тепловое излучение Земли в большей степени улавливается ею. Этим обусловлен парниковый эффект влияния атмосферы на возможное потепление климата при увеличении содержания в ней СОг вследствие производственной деятельности человека. [c.212]

Тепловое излучение 90 Тепловой баланс помещения 196 [c.222]

Излучение, отраженное частицами, не включенными в ячейку, моделируется фоновым излучением, заданным на боковых гранях нижней (е, f, g, h) и верхней (е, g, /i ) частей ячейки с плотностью Qbs и соответственно, Вследствие аддитивности потоков теплового излучения преобразования в ячейке внешнего и фонового потоков можно рассматривать раздельно. В связи с этим потоки на поверхности частиц удобно представлять в виде суммы двух составляющих qp+Ър на поверхности 1/8 сфер а, i, с, d и < р + бр на а, V, с, d . Потоки qp, q p образуются в результате преобразования внешнего излучения q , 6р и бр — фонового излучения qbs. [c.151]

Экспериментальные данные об энергии могут быть получены по испусканию или поглощению веществом излучения. Такие сведения о тепловом излучении и атомных спектрах накапливались в течение многих лет. Ранние попытки объяснить наблюдаемое тепловое излучение, применяя классические законы Ньютона к атомным системам, были только отчасти удовлетворительны. Например, в излучении абсолютно черного тела количество излученной энергии для коротких волн мало оно возрастает с увели- [c.70]

О роли теплового излучения в теплообмене с дисперсным потоком [c.267]

Блох А. Г., Тепловое излучение дисперсных сред, сб. Тепло- и массообмен , изд-во Энергия , т. V, 1966. [c.400]

Блох А. Г., Тепловое излучение в котельных установках, изд-во Энергия , 1967. [c.400]

Здесь и в дальнейшем (гл. 4—7) тепловое излучение не учитывать. [c.63]

Совершенно иной метод был недавно использован для определения величины к. Полная энергия теплового излучения Е(То), испускаемого черным телом при температуре То, определяется (см. гл. 7) выражением [c.27]

В этой главе, посвященной практическим вопросам измерения температуры, прежде всего рассматриваются три основных метода первичной термометрии. Это — классическая газовая термометрия, акустическая газовая термометрия и шумовая термометрия. Затем выясняется роль магнитной термометрии. Магнитная термометрия в обсуждаемом случае не применяется в качестве первичного метода, однако она тесно связана с первичной термометрией и поэтому ее роль выясняется ниже. То же самое можно сказать о газовых термометрах, основанных на коэффициенте преломления и диэлектрической проницаемости как тот, так и другой могут быть использованы в качестве интерполяционного прибора. Термометрия, основанная на определении характеристик теплового излучения, рассматривается отдельно в гл. 7. В данной главе в основном обсуждаются принципиальные основы каждого из методов, а не результаты измерений, поскольку последние были представлены в гл. 2, где говорилось о температурных шкалах. [c.76]

В термометрии излучения в отличие от термометрии, основанной на применении термопары или термометра сопротивления, можно использовать уравнения в явном виде, которые связывают термодинамическую температуру с измеряемой величиной (в данном случае со спектральной яркостью). Это возможно потому, что тепловое излучение, существующее внутри замкнутой полости (излучение черного тела), зависит только от температуры стенок полости и совсем не зависит от ее формы или устройства при условии, что размеры полости намного больше, чем рассматриваемые длины волн. Излучение, выходящее из маленького отверстия в стенке полости, отличается от излучения черного тела лишь в меру того, насколько сильно отверстие нарушает состояние равновесия в полости. В тщательно продуманной конструкции это отличие может быть сделано пренебрежимо малым, так что равновесное излучение черного тела становится доступным для измерений. Таким образом, методы термометрии излучения позволяют в принципе измерить термодинамическую температуру с очень высокой точностью, что будет кратко рассмотрено в разд. 7.7. [c.309]

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]

Свойства теплового излучения [c.312]

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]

Выход из этого высокочастотного тупика в теории теплового излучения указала квантовая гипотеза Планка. Вместо рассмотрения осциллятора, который принимает любые значения энергии е, Планк постулировал, что разрешенными значениями энергии являются только целые кратные от некоторой произвольной энергии 8о, т. е. го, 2во, Зго,. . где Eo = Лv, а Л — универсальная постоянная (Планка). [c.313]

Тепловое излучение в реальных полостях [c.315]

Тепловое излучение, испущенное из полостей черных тел [c.318]

Тепловое излучение, испускаемое поверхностью [c.320]

Хотя отношение коэффициентов Эйнштейна было известно, сами значения А и В не могли быть вычислены без развития квантовой механики. В 1927 г. Дирак показал, как это в принципе можно осуществить. Методы, использованные для выполнения таких вычислений, не просты, и интересующийся читатель отсылается за подробностями к работам по квантовой механике (см., например, [78]). Прямые вычисления излучательных и поглощательных свойств реальных материалов в общем случае чрезвычайно сложны и для термометрии бесполезны. Однако атомный аспект теплового излучения позволяет воспользоваться соотношением между коэффициентами Эйнштейна, чтобы получить полезное различие между квантовой и классической областями. [c.321]

Среднее квантовое число Пср осциллятора, например, в стенке полости черного тела, дающего вклад в тепловое излучение, выражается как [c.321]

Другими словами, спонтанное излучение А составляет только 1/Пср часть вынужденного излучения Bpv. Далее, Пср очень велико для низких частот теплового излучения и высоких температур, когда [c.322]

В 1859 г. на заре изучения теплового излучения Кирхгоф показал на основе весьма общих аргументов, что поглощательная способность материала должна равняться его излучатель- [c.322]

К равенству единице отношения излучательной способности к поглощательной только в условиях черного тела, т. е. при равенстве излучательно-поглощательных условий. Второе определение утверждает, что полное поглощение — это индуцированное поглощение минус вынужденное излучение, т. е. вынужденное излучение рассматривается как отрицательное поглощение. Полное излучение — это просто спонтанное излучение. Это второе определение, по-видимому, справедливо для любых условий теплового излучения независимо от того, существует или не существует равновесие. Кроме того, второе определение лучше соответствует экспериментальному определению поглощения. Экспериментально нет возможности отделить индуцированное поглощение от вынужденного излучения. [c.326]

Полость сделана большой, чтобы при визировании нижней части цилиндра и обращенного конуса ее излучательная способность для теплового излучения при 273 К превышала 0,9999. Область длин волн, на которую приходится основная часть излучения при этой температуре, простирается от 2 до 200 мкм. На излучение за пределами этой области приходится лишь 0,1 % от полной энергии излучения. Температура полости измерялась восемью прецизионными платиновыми термометрами сопротивления, прикрепленными к различным частям полости. Однородность температуры в цилиндрической и конической частях была лучше, чем 1 мК. Внутренняя поверхность полости покрыта черной краской ЗМ-С-401, оптические свойства которой известны до длины волны 300 мкм. Вплоть до длины волны 30 мкм коэффициент отражения краски меньше 0,06. Таким образом, излучательная способность полости с достаточной степенью точности определяется только членом с р в уравнении (7.56) для углов падения больше 80° при всех длинах волн чернение приводит к преимущественно зеркальному отражению. [c.347]

Для того чтобы лента вела себя как стабильный и воспроизводимый источник теплового излучения, вольфрам внутри и на поверхности должен быть близок к структурному равновесию. Рассмотрим основные процессы, которые происходят при длительном нагревании вольфрамовой ленты, помещенной в стеклянную оболочку, которая соединена с откачивающей системой [72]. Такими процессами являются обезгаживание и потеря вольфрама на испарение, рекристаллизация, образование канавок между зернами, изменение зернистости поверхности. Кроме того, для оценки поведения лампы в целом необхо- [c.352]

Методы, использующие вспомогательный источник теплового излучения [c.387]

В гидроприводах с ]1асосами небольших мощностей (менее, С кВт) рабочая жидкость охлаждается обычно без применения специальных охладителей — путем теплового излучения и конвенционного переноса тепла окружающем с )сдой. Однако при болт.шнх мощностях и длительных режимах работы гидросисюмы необходимо применять для обеспечения требуемых температурных условий охлагк-дающие устройства (теплообменные устройства или охладители). [c.416]

Чекалинская Ю. И. Влияние параметров рассеивающего слоя на тепловое излучение светорассеивающих объектов.— В кн. Спектроскопия светорассеивающих сред. Мн., 1963, с, 97—104. [c.203]

Количество испарившегося топлива из поплавковой камеры карбюратора зависит от площади свободной поверхности, температуры стенок, исполнения балансировочных каналов, конструкции главной дозирующей системы. Уменьшение нагрева поплавковой камеры достигается установкой термоизолирующих прокладок и экранов, защищающих ее от теплового излучения горячих деталей двигателя. За рубежом находят применение карбюраторы с пластмассовым корпусом поплавковой камеры. [c.80]

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]

Оптическая пирометрия, пирометрия по излучению, инфракрасная пирометрия, пирометрия монохроматического или суммарного излучения — таковы некоторые наименования методов термометрии, основанных на измерении теплового излучения В этой области наметилась тенденция использовать слова пирометрия и термометрия в качестве синонимов, хотя применение слова пирометрия с его значением корня огонь к инфракрасным измерениям тепературы ниже 100 °С представляется несколько неуместным. [c.309]

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]

При высоких частотах или низких температурах, где1, а Пер становится малым, спонтанное излучение больше вынужденного. Спонтанное излучение является в значительной степени квантовым процессом и поэтому предсказывать свойства теплового излучения, основываясь на классических методах (законе Рэлея — Джинса или соотношениях Друде — Зенера), не удается. [c.322]

В полостях, в которых отношение размера отверстия к размеру самой полости очень мало. В этих условиях подробности угловых характеристик отражения и излучения стенок не являются критическими, так как общий эффект влияния отверстия мал. В пирометрии по излучению применяют полости удобной формы, и поэтому подробные данные об угловых зависимостях оптических характеристик поверхностей не нужны. Если не учитывать полости, имеющие очень необычную геометрию, то предположение о диффузном, или ламбертовском, характере излучения, как правило, приводит к весьма малым ошибкам, так как только при очень больших углах к нормали это предположение перестает быть верным. Предположение о том, что все материалы диффузно отражают тепловое излучение, значительно менее оправданно. В действительности все металлы и большинство других поверхностей, если они отполированы, являются зеркальными отражателями излучения, и это необходимо учитывать. Методы огрубления поверхности позволяют [c.328]

Рис. 7.19. Вольфрамовая ленточная лампа, применяемая в качестве воспроизводимого источника теплового излучения для градуировки радиационных пирометров, а также для сличения температурных шкал в области 700—1700 С (любезно представлено фирмой GE Со, Лондон) [56]. / — пирексовая пластинка, расположенная под углом 5 к нормали 2 — пирексовая пластинка толщиной 4 мм, расположенная под углом 5° к нормали 3—вольфрамовая лента 1,3x0,07 мм 4 — посеребренная медь 5 — никель 6 — небольшая метка 7 — большой двухштырьковый цоколь.

Описав свойства теплового излучения, полости черного тела, вольфрамовые лампы и эффективную длину волны, мы имеем теперь все элементы, которые требуются для того, чтобы обсудить воспроизведение МПТШ-68 фотоэлектрическим пирометром. [c.372]

Существуют два основных источника шума, появляющегося в выходном сигнале детектора шум самого детектора и флуктуации, присутствующие в тепловом излучении, которое попадает в детектор [58]. Ни один из них не ограничивает чувствительность фотоэлектрических пирометров в области выше 700 °С. Оба детектора (фотоумножитель и кремниевый фотодиод) могут быть использованы с временем усреднения, достаточно большим, чтобы снизить случайную погрешность из-за шума детектора и флуктуаций излучения до уровня в несколько миликельвинов в температурном эквиваленте. [c.377]

Совершенно отличный метод компенсации при недостатке сведений об излучательной способности основан на поляризации теплового излучения, испущенного и отраженного под углами, далекими от нормального. Метод основан на предложении, сформулированном Тингвальдом [82] и позднее усовершенствованном Мюрреем [59] и Берри [10]. Принцип метода заключается в следующем. Излучение черного тела не поляризовано, поэтому, если оно отражается от горячей металлической поверхности на большие углы, суммарное (испущенное и отраженное) излучение будет поляризованным, если только температура отражающей поверхности не равна температуре черного тела. Это иллюстрируется рис. 7.41. [c.389]

Теплотехника (1991) -- [ c.90 ]

Теплотехника (1980) -- [ c.0 ]

Справочник машиностроителя Том 2 Изд.3 (1963) -- [ c.182 , c.227 ]

Теплотехнический справочник (0) -- [ c.262 ]

Теплотехнический справочник Том 2 (1976) -- [ c.184 , c.189 ]

Сложный теплообмен (1976) -- [ c.9 ]

Температурные измерения (1984) -- [ c.304 ]

Теплотехнический справочник том 2 издание 2 (1976) -- [ c.184 , c.189 ]

Теплотехнический справочник Том 1 (1957) -- [ c.262 ]

Термодинамика (1970) -- [ c.47 , c.63 , c.64 , c.92 ]

Статистическая оптика (1988) -- [ c.122 , c.138 , c.228 , c.230 , c.239 ]

Метрология, специальные общетехнические вопросы Кн 1 (1962) -- [ c.24 , c.782 ]

Распространение и рассеяние волн в случайно-неоднородных средах Т.1 (0) -- [ c.242 ]

Основы теплопередачи в авиационной и ракетно-космической технике (1992) -- [ c.283 ]

Современная термодинамика (2002) -- [ c.46 , c.47 , c.279 ]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...