6.5. Контрольні запитання

1. Особливість поперечного обтікання циліндрів.

2. Як змінюється інтенсивність тепловіддачі по периметру?

3. Причини впливу кута атаки на інтенсивність тепловіддачі.

4. візуальна картина потоку.

5. Причина завихрення в кормовій частині циліндра.

6. Як визначити витрату теплоносія в процесі поперечного обтікання?

7. Як одержати критеріальну залежність і на які явища її поширити?

8. Порівняння графічних залежностей зміни температури та інтенсивності тепловіддачі по периметру циліндра.

9. Мета обробки дослідних даних у критеріальному вигляді.

6.6. Техніка безпеки

1. Перед увімкненням оглянути установку й ретельно перевірити за схемою гідравлічне, електричне й вимірювальне кола.

2. Збільшення витрати теплоносія через вимірювальний вузол робити поступово, запобігаючи різкому відкриванню й закриванню регулюючих вентилів.

3. Установка має бути заземлена.

4. Заборонено залишати установку ввімкненою без нагляду.

5. Вмикаючи установку, треба спочатку ввімкнути систему циркуляції теплоносія і тільки потім нагрівник і прилади.

6. Після закінчення роботи треба знеструмити установку.

7. Дослідження тепловіддачі тіл радіацією

7.1. Основні теоретичні положення

Усі тіла, які мають температуру 0 К. Можуть обмінюватися променистою енергією. Перенесення цієї енергії не вимагає безпосереднього стикання тіл або якогось перепадного середовища й може відбуватися на великих відстанях. Енергія випромінювання тіла зумовлюється перебігом внутріатомних процесів і залежить від температури тіла, оскільки частина внутрішньої енергії тіла перетворюється в променисту. Промениста енергія поширюється у вигляді електромагнітних хвиль і фотонів в усіх напрямках прямолінійно зі швидкістю світла.

Потрапляючи на навколишні тіла, енергія частково вбирається, відбивається й проходить крізь тіло. Увібрана енергія перетворюється в теплоту. Тіло, яке повністю вбирає в себе променисту енергію, називають абсолютно чорним, те, яке повністю відбиває всі промені, що падають на нього, абсолютно білим. Тіло, яке пропускає всі промені, називають абсолютно прозорим [1; 3].

Абсолютно білих, чорних і прозорих тіл у природі немає. Аналогом абсолютно чорного тіла може бути сажа або порожниста сфера з отвором. Абсолютно чорні тіла характеризуються максимальним ефектом радіації. За законом Стефана – Больцмана випромінювальна здатність абсолютно чорного тіла

, /7.1/

де – поверхнева густина випромінювання абсолютно чорного тіла, Вт/м²; – коефіцієнт випромінювання абсолютно чорного тіла, = 5,7 Вт/(м²·К⁴); Т – абсолютна температура тіла, К.

Більшість реальних тіл у природі вважають сірими. Випромінювальна здатність таких тіл нижча, ніж у абсолютно чорних. Поверхнева густина випромінювання сірого тіла, Вт/м²,

, /7.2/

де – коефіцієнт випромінювання сірого тіла, Вт/(м²·К⁴).

Порівнюючи енергію випромінювання тіла з енергією абсолютно чорного тіла за однієї й тієї самої температури, дістають відносну випромінювальну здатність, або ступінь чорноти тіла:

, /7.3/

звідки

, /7.4/

тоді

. /7.5/

Ступінь чорноти тіла лежить у межах 0…1.

Знаючи ступінь чорноти тіла , неважко розрахувати поверхневу густину потоку і кількість тепла , Вт, передаваного випромінювачем за одиницю часу:

, /7.6/

, /7.7/

де – зведений ступінь чорноти системи тіл, що складаються з нагрітої випромінюючої і навколишньої сприймаючої поверхонь /можна взяти = /; , – абсолютна температура відповідно випромінюючого й сприймаючого тіла; – площа випромінюючої поверхні, м².

Знаючи ступінь чорноти тіла, можна дістати значення коефіцієнта тепловіддачі випромінюванням, Вт/(м²·К):

, /7.8/

де – абсолютна температура відповідно випромінюючого тіла і навколишнього середовища, К.