16. Угловые коэффициенты, их свойства.

Для решения задач о том, сколько энергии излучаемой источником, попадает на поверхность используют угловой коэффициент. Он показывает, какая часть полусферического, лучистого потока с одной поверхности попадает на другую произвольно расположенную поверхность

– тепловой поток попадающий с поверхности 1 на поверхность 2

– тепловой поток , излучаемый поверхностью 1 в полусферу

– площади поверхностей

– расстояние между поверхностями

– углы между направлением потока и нормалью плоскости

Свойства угловых коэффициентов.

1. Свойство замыкаемости. Сумма угловых коэф. для замкнутой системы равна 1

2. Свойство невогнутости. Плоские и выпуклые тела не могут излучать сами на себя и их угловой коэф. = 0.

3. Свойство взаимности. Если в теплообмене участвует две поверхности F₁ и F₂, то выполняется условие

Значение угловых коэф. Для типичных случаев

1. Две большие расположенные близко друг к другу плоскости (поверхности). Используется свойство замыкаемости , . Для плоских тел на основании свойства невогнутости

И тогда получим

2. Две концентрические шаровые поверхности, или два одноосных длинных цилиндра. По правилу замыкаемости ,

По правилу взаимности

И тогда угловой коэф. определяется следующим образом

16. Теплообмен в замкнутой системе (собственное излучение, эффективное, сальдо-поток). Приведенный коэффициент излучения.

Т акой теплообмен встречается в практике нагрева и включает не только прямые потоки, но и отражённые. К поверхности поступает падающий тепловой поток. Часть потока поглощается Q_погл=Q_{пад .} Другая часть отражается Q_отр= Q_пад(1- ).

Кроме этого поверхность имеет собственное излучение Q_соб=

Сумма отражённого и собственного излучения наз. эффектным излучением Q_эф= Q_соб + Q_отр

Поскольку тело не только поглощает тепло, но и отдаёт его в виде собственного излучения, используется понятие сольдо-потока. Q=Q_погл – Q_соб (1)

Если Q_погл > Q_соб, то говорят о положительном сальдо-потоке, и наоборот. Связь между эффективным излучением и сальдо-потоком определяется выражением (2)

16. Защита от излучения с помощью экранов.

Для того чтобы ослабить тепловой поток излучением, падающий на обслуживающий персонал, возле печи устанавливают тепловые экраны, которые изготавливают из тонкого стального листа.

Поскольку поверхность металлической обмуровки и экрана обычно достаточно окислены их принимают абсолютно чёрными телами с соответствующим коэфф. излучения.

Для того чтобы определить тепловой поток после экрана, вначале определим температуру экрана. Для двух близко расположенных поверхностей используют формулу:

или Т.к. , то , тогда тепловой поток, который получен экран от излучающей поверхности определяется:

Экран будет излучать собственный поток:

Используя полученное выражение, определяем тепловой поток, излучаемый экраном:

Тепловой поток, излучаемый поверхностью печи:

Т. о. применение экрана уменьшило тепловой поток в 2 раза.

Если установлено n-экранов, то тепловой поток уменьшается по формуле: