49 Излучение светящихся пламен и горячих задымленных газов. Серое и реальное тела. Коэффициент черноты.
Нагретые тела излучают электромагнитные волны. Это излучение осуществляется за счет преобразования энергии теплового движения частиц тела в энергию излучения.
Электромагнитное излучение тела, находящегося в состоянии термодинамического равновесия, называют тепловым (температурным) излучением. Иногда под тепловым излучением понимают не только равновесное, но также и неравновесное излучение тел, обусловленное их нагреванием.
Основные свойства теплового излучения:
-Тепловое излучение происходит по всему спектру частот от нуля до бесконечности
-Интенсивность теплового излучения неравномерна по частотам и имеет явно выраженный максимум при определенной частоте
-C ростом температуры общая интенсивность теплового излучения возрастает
-C ростом температуры максимум излучения смещается в сторону больших частот (меньших длин волн)
-Тепловое излучение характерно для тел независимо от их агрегатного состояния
-Отличительным свойством теплового излучения является равновесный характер излучения. Это значит что если мы поместим тело в термоизолированный сосуд, то количество поглощаемой энергии всегда будет равно количеству испускаемой энергии.
Серое тело — это такое тело, коэффициент поглощения которого не зависит от частоты, а зависит только от температуры. Для серого тела коэффициент меньше 1:
aw,T - поглощающая способность тела(коэф. поглощения)
Реальное тело может (приближенно) рассматриваться как абсолютно твёрдое тело без ущерба для задачи.
Абсолютно твёрдое тело — механическая система, обладающая только поступательными и вращательными степенями свободы. «Твёрдость» означает, что тело не может быть деформировано, то есть телу нельзя передать никакой другой энергии, кроме кинетической энергии поступательного или вращательного движения.
Абсолютно твёрдых тел в природе не существует, однако в очень многих случаях, когда деформация тела мала и ей можно пренебречь.
Коэффициент излучения (или степень черноты) - ε показывает отношение энергии теплового излучения 'серого тела' согласно Закону Стефана Больцмана, к излучению 'абсолютно черного тела' при той же температуре. Коэффициент излучения абсолютно черного теле ε = 1.
50 Закон Ламберта. Коэффициенты облученности. Тепловое излучение как фактор пожара.
Закон Ламберта — физический закон, согласно которому яркость L рассеивающей свет (диффузной) поверхности одинакова во всех направлениях.
В настоящее время рассматривается как закон идеального рассеяния света. По закону Ламберта имеем, что светимость M и яркость L прямо пропорциональны:
M = kL
Переходя к энергетическим величинам, можно установить, что согласно закону Ламберта количество лучистой энергии, излучаемое элементом поверхности dS1 в направлении элемента dS2, пропорционально произведению количества энергии, излучаемой по нормали, dQn на величину пространственного угла dω и cos φ, составленного направлением излучения с нормалью:
Имеется также простая зависимость между силой света, излучаемого плоской рассеивающей площадкой dS в каком-либо направлении, от угла α между этим направлением и перпендикуляром к dS:
Iα = I0cos α.
Последнее выражение означает, что сила света плоской поверхности максимальна (I0) по перпендикуляру к ней и, убывая с увеличением α, становится равной нулю в касательных к поверхности направлениях.
Сильное отклонение
от закона Ламберта наблюдается для
полированных поверхностей, так как для
них лучеиспускание при угле
будет большим, чем в направлении,
нормальном к поверхности.
Коэффициенты облученности выражают ту часть потока излучения тела, которая падает на другое тело, находящееся с ним в состоянии лучистого теплообмена. Коэффициент облученности является геометрической величиной, зависящей от формы и взаимного пространственного расположения излучающей и облучаемой поверхностей. Расчет этих величин представляет серьезные математические трудности, поэтому только для некоторых простых случаев взаимного расположения тел удается расчетными методами определить значения коэффициентов облученности и взаимной поверхности излучения. При сложных системах коэффициенты облученности и взаимная поверхность излучения определяются экспериментально.
Нагретые тела излучают электромагнитные волны. Это излучение осуществляется за счет преобразования энергии теплового движения частиц тела в энергию излучения.
Электромагнитное излучение тела, находящегося в состоянии термодинамического равновесия, называют тепловым (температурным) излучением. Иногда под тепловым излучением понимают не только равновесное, но также и неравновесное излучение тел, обусловленное их нагреванием.
Основные свойства теплового излучения:
-Тепловое излучение происходит по всему спектру частот от нуля до бесконечности
-Интенсивность теплового излучения неравномерна по частотам и имеет явно выраженный максимум при определенной частоте
-C ростом температуры общая интенсивность теплового излучения возрастает
-C ростом температуры максимум излучения смещается в сторону больших частот (меньших длин волн)
-Тепловое излучение характерно для тел независимо от их агрегатного состояния
-Отличительным свойством теплового излучения является равновесный характер излучения. Это значит что если мы поместим тело в термоизолированный сосуд, то количество поглощаемой энергии всегда будет равно количеству испускаемой энергии.