38. Теплоперенос излучением. Основные законы лучистого теплообмена. Коэффициент облучённости тел.
Лучистый теплообмен (т/о излучением или радиацией) может происходить между телами,находящимися на больших расстояниях друг от друга. (Солнце-Земля).
Тепловое излучение – результат внутриатомных процессов, обусловленных влиянием температуры. При нагреве тела тепловая энергия переходит в лучистую энергию.
Лучеиспускание тела в пространство может быть равномерным или направленным. Лучистая энергия, падающая на тело в зависимости от природных свойств, формы и состояния поверхности, в общем случае частью поглощается телом и переходит в тепловую энергию, частью проходит сквозь него и частью отражается.
Согласно электромагнитной теории света, носителями лучистой энергии являются электромагнитные волны, излучаемые телами. Эти волны в изотропной среде или вакууме распространяются прямолинейно со скоростью света, подчиняясь статическим законам преломления, поглощения и отражения. При взаимодействии с веществом носители лучистой энергии проявляют себя как фотоны (кванты энергии), обладающие характером движущихся частиц.
Тепловые лучи называются также инфракрасными.
Распределение энергии при падении излучения на поверхность реального жидкого или твёрдого тела:
или
,
где
- доля отражаемого телом лучистого
потока, называется отражательной
способностью тела;
- доля поглощаемого телом лучистого
потока называется поглощательной
способностью тела;
- доля пропускаемого телом лучистого
потока называется пропускательной
способностью.
Есть зеркальное отражение и диффузионное. Если при отражении поверхностью луч остается в одной плоскости , подчиняясь закону равенства углов падения и отражения, то такую поверхность наз. зеркальной.
Тело наз. белым, если оно полностью
отражает лучи.
;
.
Абсолютно черное тело :
;
.
Тело, пропускающее полностью лучи через
себя наз. диатермичным:
;
.
Большинство реальных тел непрозрачно
и для них
;
.
Энергия излучается телом при данной температуре во всех направлениях в виде спектра.
Суммарное количество энергии, излучённой
на всех длинах волн в единицу времени,
наз. полным или интегральным лучистым
потоком Q. Монохроматическим
или однородным (спектральным) лучистым
потоком
наз. излучение в узком интервале длин
волн: от
до
.
Интегральный лучистый поток, приходящийся на единицу поверхности наз. плотностью интегральных излучений:
,
.
Уравнение служит и для выражения лучеиспускательной способности поверхности или поверхностной плотности излучения.
Спектральная интенсивность излучения:
,
-
поглощённое излучение;
-
отражённое излучение;
Суммарный поток из собственного излучения
и отражённого наз. эффективным излучением
тела.
Результирующее излучение учитывает
наряду с собственным излучением и
излучение, поглощаемое телом из окружающей
среды
Для другого случая, когда
Но т.к.
имеем
