9.2. Задачі для самостійного розв’язання

Задача № 1. У муфельній електричній печі підтримують постійною температуру сталевої болванки t₂=(500+10N)^оС, температура стінок печі t₁=(1000+15N)^оС. Розміри внутрішнього розміру печі 0,4×0,25×0,25, розміри болванки d = (0,12+0,005N) м, l=0,3 м. Степінь чорноти стінок печі ε₁=(0,75+0,005N), степінь чорноти сталевої болванки ε₂=(0,8+0,003N). Визначити променистий потік між стінкою і болванкою.

Задача № 2. Для зменшення теплових втрат трубопроводом між його поверхнею та поверхнею теплової ізоляції встановлено екран із степеню чорноти ε_е=0,5. Температура поверхні трубопроводу t₁=(250+5N)^оС, степінь чорноти ε₁=0,7. Температура внутрішньої поверхні ізоляції t₂=(150+2N)^оС, степінь чорноти ε₂=0,4. У скільки разів збільшаться втрати, якщо не буде екрану?

Задача № 3. На тіло з температурою t₁=50N^оС падає променистий потік Е_пад=20000 Вт/м². Коефіцієнти: поглинання а=0,6, відбивання R=0,35, пропускання Д=0,05. Визначити всі види променистих потоків.

Задача № 4. Між двома паралельними циліндрами, розташованими на відстані S=0,5 м відбувається променистий теплообмін. Температури циліндрів t₁=(800+5N)^оС, t₂=(200+3N)^оС, діаметри циліндрів d₂=d₁=200 мм. Визначити результативну густину теплового потоку з 1 м циліндру. Взаємну поверхню опромінювання визначити за формулою .

Задача № 5. Стінки топкової камери парового котла вкриті одним рядом екранних труб діаметром d=(60+2N) мм з кроком S=(10+3N) мм. Розміри поверхні стін і довжина екранних труб достатньо великі, а відстань між стінкою і трубами не має значення для променистого теплообміну. Визначити середні кутові коефіцієнти і та взаємні поверхні променистого теплообміну для такої системи тіл. Кутовий коефіцієнт розрахувати за формулою

Задача № 6. Температура повітря холодильній камері за показниками ртутного термометру t_п=[-20+(-N)]^оС, поверхня стінок камери t_ст=[-10+(0,5N)]^оС. Коефіцієнт конвективної тепловіддачі від термометра до повітря _к= 7 Вт/(м²К), а степінь чорноти скла термометра ε_т=0,8+0,005N. Оцінити похибку показань термометру, яка виникає у результаті променистого теплообміну між стінкою камери і термометром.

Задача № 7. Поверхня твердого тіла має температуру t_с=(700+5N)^оС і коефіцієнт поглинання А=0,7. Визначити густину власного випромінювання і довжину хвилі, якій відповідатиме максимальне значення спектральної інтенсивності випромінювання.

Задача № 8. Визначити спектральну інтенсивність випромінювання Т=(1000+10N)К і довжиною хвилі λ=(5+N) мкм.

Задача № 9. Два тіла довільно розміщених у просторі обмінюються променистою енергією. Температура тіл t₁=(800+10N)^оС, t₂=(300+5N)^оС, поверхня тіл F₁= 2 м², F₂=08 м². Кутові коефіцієнти випромінювання =0,57+0,01N і =0,4, степені чорноти тіл ε₁=0,8, ε₂=0,3. Визначити тепловий потік випромінюванням між тілами.

9.4. Питання для самоперевірки та контролю засвоєння знань

1. Закони теплового випромінювання.

2. Формули для розрахунку теплообміну випромінюванням між паралельними пластинами.

3. Формули для розрахунку теплообміну випромінюванням для системи тіло всередині оболонки.

4. Види променистих потоків.

5. Коефіцієнт поглинання та степінь чорноти.

6. Формули для розрахунку теплообміну випромінюванням для тіл довільно розміщених у просторі.

7. Теплообмін при наявності екранів, приведена степінь чорноти.

8. Закон Стефана-Больцмана для сірих тіл.