12 Теплообмен излучением

12.1 Примеры решения задач

_{Задача 12.1.1 Определить поверхностную плотность потока излучения стенки с коэффициентом излучения с1= 4,53 Вт/м}²_∙К⁴ _{и между поверхностями с коэффициентами излучения с1 = с2, если температуры излучающих стенок t1 = 1027} ^о_{С и t2= 427} ^о_{С, а площади их поверхностей F1 = =F2 = F= 1,0 м}²_.

_{Найти степень черноты стенок и длину волны, соответствующую максимальному излучению. Как изменится поверхностная плотность потока при установке между поверхностями n = 1 шт. экранов при условии с1 = с2 = сэ.}

_{Решение. К, К.}

_{Степень черноты стенок:}

_{, где Вт/м}²_∙К⁴ _{- постоянная Больцмана.}

_{Энергия собственного излучения серого тела определяется по формуле:}

_{, (12.1)}

_{где - коэффициент излучения серого тела.}

_{Энергия собственного излучения стенок:}

_Вт/м²

_Вт/м²

_{Длины волн, соответствующие максимальному излучению:}

_м.

_м.

_{Если два тела с температурами и обмениваются лучистой энергией, разделены прозрачной средой, то удельный тепловой поток, переданный излучением, может быть определен по формуле:}

_{, (12.2)}

_{где - приведенная степень черноты:}

_{. (12.3)}

_{После подстановки:}

_Вт/м²

_Вт/м²_.

_{Тепловой поток при установке 1 экрана:}

_Вт/м²_.

Ответ: _{м; м; Вт/м}²_{; Вт/м}²_.

Задача 12.1.2 Определить теплообмен излучением между двумя большими параллельно расположенными поверхностями с температурами 800 К и К. Коэффициент излучения первой поверхности Вт/(м²·К⁴), второй - = 4,2 Вт/(м²·К⁴).

Потерю теплоты боковыми поверхностями не учитывать. Как изменится теплообмен, если при тех же условиях коэффициент излучения второй поверхности равен = 0,4 Вт/(м²·К⁴)?

Решение. Лучистый поток между параллельными поверхностями:

, (12.4)

где - приведенный коэффициент излучения.

. (12.5)

После подстановки получим:

_Вт/м²_.

_{Лучистый поток между параллельными поверхностями при условии, что} 0,4 Вт/(м²·К⁴):

_Вт/м²_.

_{Ответ: Расчет показывает, что замена одной поверхности полированным материалом ведет к уменьшению теплообмена лучистым потоком почти в 10 раз.}

12.2 Задачи для самостоятельного решения

Задача 12.2.1 _{Определить поверхностную плотность потока излучения стенки с коэффициентом излучения с1= 4,9 Вт/(м}²_∙К⁴_{) и между поверхностями с коэффициентами излучения с1 = с2, если температуры излучающих стенок t1 = 1057} ^о_{С и t2= 457} ^о_{С, а площади их поверхностей F1 = F2 = F= 1,4 м}²_.

_{Найти степень черноты стенок и длину волны, соответствующую максимальному излучению. Как изменится поверхностная плотность потока при установке между поверхностями n = 1 шт. экранов при условии с1 = с2 = сэ.}

Ответ: _м; _{м; Вт/м}²_{; Вт/м}²

Задача 12.2.2 Между двумя поверхностями установлен экран, коэффициенты излучения их _{с1 = с2 = 4,8 Вт/(м}²_∙К⁴_{), а температуры} 600 К и К.

Определить теплообмен лучистым потоком до и после установки экрана и температуру экрана, если _{сэкр = с1 = с2.}

Ответ: 5056 _Вт/м²_{; Вт/м}²_{; = 512 К.}

13 Сложный теплооб мен