2.28. Основные законы теплового излучения

Основные понятия и законы. Природа теплового излучения. Лучистый поток. Плотность лучистого потока. Интенсивность излучения. Поглощательная, отражательная и пропускательная способность тел.

Законы излучения абсолютно черного тела: закон Планка, закон Вина. Серое тело. Закон Стефана- Больцмана. Степень черноты. Закон Кирхгофа для монохроматического и интегрального излучения. Закон Ламберта. Особенности теплообмена излучением в поглощающих средах, теплообмена излучением между излучающими газом или паром и теплообменной поверхностью. [4,].

Методические указания

Излучение реальных тел следует рассматривать как приближение к равновесному, описываемому формулами Планка, Вина и Стефана - Больцмана, которые отличаются от соответствующих одноименных законов черного излучения только опытными коэффициентами, называемыми спектральной степенью черноты или степенью черноты (интегральной), причем для серых тел спектральные степени черноты одинаковы при всех длинах волн и равны интегральной степени черноты. Следует четко представлять себе закон Кирхгофа, с помощью которого устанавливается связь между поглощательной и излучательной способностью (степенью черноты) тел.

Вопросы для самопроверки

1. Может ли тело поглощать больше лучистой энергии, чем излучать?

2. Может ли отраженный лучистый поток быть больше падающего лучистого потока?

3. Всегда ли тело, температура которого выше окружающей среды, излучает энергии больше, чем поглощает?

4. Может ли возрастать спектральная плотность потока излучения при увеличении длины волны излучения?

5. Может ли собственное излучение тела быть меньше отраженного этим телом излучения?

6. Может ли собственное излучение тела быть больше поглощенного этим телом излучения?

7. Может ли собственное излучение тела быть больше эффективного излучения этого тела?

2.29. Теплообмен излучением между телами, разделенными прозрачной средой

Виды лучистых потоков. Их взаимная связь. Интегральные уравнения излучения. Угловые коэффициенты и взаимные поверхности. Расчет теплообмена излучением в системе двух тел. Расчет теплообмена излучением в замкнутой системе, состоящей из серых тел. Особенности излучения газов и паров. [4]

Методические указания

При изучении теплообмена излучением между телами, произвольно расположенными в пространстве, выделите понятия элементарных и средних угловых коэффициентов. Необходимо иметь представление о роли приведенной поглощательной способности, уметь определять ее в простейших случаях.

Вопросы для самопроверки

1. Существует ли результирующий лучистый поток в зазоре между двумя параллельными стенками, если поверхности стенок имеют одинаковую температуру?

2. Может ли серое тело излучать больше энергии, чем черное тело таких же размеров и в такой же окружающей среде, если температуры и серого и черного тел одинаковы?

3. Может ли серое тело поглощать больше энергии, чем черное тело таких же размеров и в такой же окружающей среде, если температуры серого и черного тел одинаковы?

4. Может ли серое тело поглощать больше энергии, чем черное тело, если размеры и температуры серого и черного тел одинаковы, а температура окружающих тел различна?

5. Можно ли определить результирующий поток излучения как разность собственного и падающего излучения?

6. Влияет ли форма и расположение излучающих тел на способ расчета приведенной поглощательной способности?

7.Влияет ли температура излучающих тел на способ расчета приведенной поглощательной способности?