05-Теплообмен излучением

Добавил:

Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Санкт-Петербургский государственный морской технический университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

1 2 F1 2 1 F2

Отсюда получаем 2 1

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

18.04.2015

Размер:

512.72 Кб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 12 / 42 3 4 > Следующая >>>

05-Теплообмен излучением

d 1 - величина пространственного, под которым поверхность

dF	«видит» поверхность dF .																											d				dF2			cos 2
dF	«видит» поверхность dF .																											d
1																									2				1						R2											4
d2Q		E							d dF									E		0	cos dF									cos					2	dF		C					T			4	cos		1	cos	2	dF dF
				n	cos															0						1			2						2		1							1					1		2
					cos																							R2																			R2
1 2								1				1		1														R2												0	100						R2					1 2
	d		2Q			C						T			4				cos						1	cos				2	dF dF
													1												1					2
																						R2
			1 2						0		100											R2													1			2
	Так как Т1>Т2, то d2Q1-2>d2Q2-1
																						Т					4					Т				4			cos						cos
	d		2Q									С										Т		1								Т		2					cos					1	cos			2		dF dF
																								1										2										1				2
																																										R2
					1 2результ											0					100									100												R2								1		2


	Q						С							Т		1		4					Т			2			4					cos			1	cos				2	dF dF
																1										2											1					2
																																				R2
		1 2результ								0			100									100														R2									1		2
																														F F
																														1		2
															Т			4					Т						4
															Т		1						Т				2
	Q						С										1										2		H
	Q						С																						H
		1 2результ									0		100										100										1 2

где С0 – постоянная; Т1 и Т2 – температуры соответствующих поверхностей (можно измерить); Н1-2 – взаимная поверхность излучения двух тел.

Н1-2=Н2-1

Все задачи по определению количества теплоты, переданной излучением одной поверхности на другую, сводится к определению

Н1-2.

05-Теплообмен излучением

Лекция 7

7.Понятие об угловых коэффициентах.

d2Q	C			T	4	cos	1	cos	2	dF dF
				1
						R2
1 2		0	100						1 2

		Т		1	4		cos	1	cos		2				Т	1	4
Q1 2	С0			1				1			2	dF1 dF2	С0			1	Н1 2
Q1 2	С0						R			2		dF1 dF2	С0				Н1 2
			100		F F		R							100
					1	2

Считаем, что Т1 постоянная температура. Аналогично получаем

Q2 1 С0 Т2 4 Н2 1

100

В формулах применяется закон Стефана-Больцмана (есть С0 и Т4), Ламберта (дает произведение косинусов) и квадратов расстояний (дает R2 в знаменателе).

Полная энергия, которую излучает поверхности F1 и F2:

Q1 С0 Т1 4 F1

100

Q2 С0 Т2 4 F2

100

Доля энергии, которая излучается с первой поверхности на вторую:

Q1 2 H1 2 1 2

Q1 F1

1 2 - угловой коэффициент с F1 на F2.

Доля энергии, которая излучается со второй поверхности на первую:

Q2 1 H2 1 2 1

Q2 F2

2 1 - угловой коэффициент с F2 на F1.

05-Теплообмен излучением

H2 1 F2 2 1

H1 2 F1 1 2

H1 2 H2 1

F2 2 1 F1 1 2

Плоский свод с электронагревателями.

Применим закон сохранения энергии. Система замкнутая.

Q1 2 Q1 3 Q1 4 Q1

Q1 2 Q1 3 Q1 4 1

Q1 Q1 Q1

Отсюда 1 2 1 3 1 4 1 В замкнутой системе сумма угловых коэффициентов равна

единице.

Физический смысл 1 2 : угловой коэффициент показывает, какая часть всей энергии, излучаемой телом или поверхностью, попадает на другое тело или поверхность.

8.Правила замыкания, взаимности и не вогнутости для угловых коэффициентов.

Угловые коэффициенты связаны между собой определенными соотношениями, которые называются правилами. Возможны случаи, когда в состоянии лучистого теплообмена находятся одни и те же поверхности.

05-Теплообмен излучением

Так как поверхность вогнутая, то появится еще один поток Q1 1 (лучистый).

1 1 1 2 1 3 1 4 1

Правило замыкания для угловых коэффициентов. В любой замкнутой системе сумма угловых коэффициентов равна единице.

1 n 1

Физический смысл: закон сохранения энергии.

Правило взаимности . Если две поверхности F1 и F2 находятся между собой в состоянии лучистого теплообмена, то

F2 2 1 F1 1 2

Правило не вогнутости. Плоские и выпуклые поверхности не могут излучать энергию сами на себя, а вогнутые поверхности обладают самоизлучением, то есть они «видят» сами себя.

1 1 0

9.Простейшие случаи определения угловых коэффициентов.

1. Две плоские параллельные поверхности, расстояния между которыми мало по сравнению с размерами.

05-Теплообмен излучением

Утечки энергии через боковые поверхности могут быть большими, если большие расстояния между поверхностями. Но так как расстояния малы, утечкой энергии можно пренебречь. Применив правило замыкания 1 1 1 2 1 и правило не вогнутости1 1 0, получим, что 1 2 1, то есть вся энергия, выделяемая поверхностью F1, переходит на поверхность F2. Аналогично будет, если вся энергия, выделяемая поверхностью F2, переходит на

поверхность F1: 2 1 2 2 1 2 2 0. Отсюда получим 2 1 1.

2. Это схема вертикальной термической печи. Выпуклая поверхность F1 охвачена вогнутой поверхностью F2.

Применяем три правила для угловых коэффициентов:

3. Нагревательные термические, мартеновские печи. Случай аналогичный второму, так как F1 – не вогнутая

05-Теплообмен излучением

поверхность.

10. Определение угловых коэффициентов методом поточной алгебры.

Метод основан на алгебраическом суммировании лучистых потоков.

Постановка задачи. Рассмотрим лучистый теплообмен в замкнутой системе из трех не вогнутых поверхностей.

Так как поверхности не вогнутые, то самооблучение отсутствует: 1 1 2 2 3 3 0.

По правилу замкнутости:

1 2		1 3 1
		2 3 1
2 1
				1
	3 1		3 2

Умножив эту систему уравнений на соответствующие поверхности, получим:

05-Теплообмен излучением							17
	1 2	F		1 3	F F
	1 2	1		1 3	1	1	(1)
2 1		F2	2 3		F2	F2	(1)
		F			F	F
	3 1	F		3 2	F	F
	3 1	3		3 2	3	3

На основании правила взаимности, получим:

Сложим все уравнения системы (1) с учетом выражения (2) и

получим, что 2 F1 1 2 F1 1 3 F2 2 3 F1 F2 F3

Выражаем 2 3

2 3 F2 F3 F1

2F2

Таким образом, получим угловые коэффициенты равные:

		F F		F
2 3		2	3	1

			2F2
			2F2
		F F F
1 2		1	2	3

			2F1
			2F1
	F1 F3 F2
1 3	F1 F3 F2

			2F1
			2F1

(3)

Лекция 8

11.Определения угловых коэффициентов методом «натянутых нитей».

Если система не замкнута, то ее замыкают дополнительными поверхностями так, чтобы они на загораживали заданные поверхности друг от друга.

Проведем две нити СА и ДВ. Таким образом, система оказалась замкнута. Внутренними нитями являются СВ и АД.

05-Теплообмен излучением

Правило замыкоемости: 1 1 1 2 АВ ВД АВ АС 1, 1 1 0 так как поверхность F1 вогнута. Выражаем 1 2 :

1 2 1 АВ ВД АВ АС (4)

На основании выражения (3) предыдущего метода, получим:

	АВ ВД АД
АВ ВД


	2АВ	(5)
	2АВ	(5)
	АВ АС СВ
АВ АС

	2АВ
	2АВ

Выражение (5) подставляем в выражения (4) и получаем:

1 2 1	АВ ВД АД		АВ АС СВ		АД ВС АС ВД
					2АВ
	2АВ			2АВ
Отсюда получаем:
1 2 АВ F1 1 2		H1 2		0.5 (АД ВС) 0.5 (АС ВД)

Вывод: взаимная поверхность излучения между двумя, произвольно расположенными в пространстве поверхностями, равна полусумме длин внутренних нитей (АД и ВС) минус полусумма внешних нитей (АС и ВД).

05-Теплообмен излучением

12. Передача теплоты излучением между реальными телами.

1.Понятие об эффективном потоке излучения.

Если Qсоб<Qпог, то тепло поглощается телом и Qрез>0. Если же Qсоб>Qпог, то тепло отдается другим телам и Qрез<0. Qэфф – поток излучения, который попадает на другие тела.

Qпог Qпад

А Qпад

- из закона Кирхгоффа

Получаем Qпад

Qпог

Qотр Qпад Qпог

Qпог

эфф

соб

отр

соб

пог

Qпог Qсоб

Qрез

(из рис.)

Подставляем в Qэфф :

Qэфф Qсоб Qсоб Qрез

Qсоб

соб

Qсоб

рез

Qрез

соб

2.Приведенный коэффициент излучения.

Постановка задачи. Пусть имеются две серые поверхности F1 и F2, со степенями черноты 1 и 2 и с температурами Т1 и Т2. Причем Т1>Т2. Эти поверхности разделены лучепрозрачной средой. Нужно определить количество теплоты передаваемое с поверхности F1 на поверхность F2.

		1			1			1			1
Q1 2	Qэфф1 1 2 Qэфф2 2 1			Qсоб1 Qрез1			1 2			Qсоб2 Qрез2			2 1
Q1 2	Qэфф1 1 2 Qэфф2 2 1		1	Qсоб1 Qрез1	1	1	1 2		2	Qсоб2 Qрез2	2	1	2 1
			1		1				2		2

05-Теплообмен излучением

					Т			4						Т2		4
	Где Qсоб1		1 С0			1		F1		Qсоб2 2		С0				F2
						1

	Получаем:			100										100
	Получаем:
		Т1	4					1			Т2		4				1

Q1 2			F1 1 2	Q										F2 1 2	Qрез2				2 1
					рез1
	С0				рез1			1	1	1 2 С0							2	1
	100							1		100							2
	Так какF1 1 2 F2 2 1						(правило взаимности) и перенесем

некоторые члены последнего выражения, то получим:

		1				1				Т1	4	Т		2	4
		1				1				Т1		Т		2
Q1 2	Qрез1			1 2	Qрез2			2 1	С0							1 2 F1
Q1 2	Qрез1	1	1	1 2	Qрез2	2	1	2 1	С0				100			1 2 F1
		1				2			100				100

По закону сохранения энергии будет:

Q1 2 Qрез1 Qрез2

Вынесем в левой части за скобки искомое Q1-2.

		1											1												T	4		T	4
		1											1												T			T
Q1 2 1																									1			2		*F1	* 1 2

				1 * 1 2											1 * 1 2 C0
			1											2										100				100
			1											2

								T			4		T			4
								T					T
								1							2		F
																	F
							100						100								1		1 2
Q	C
Q	C
1 2				0			1											1
							1					* 1 2						1				* 2 1

				1					1										2	1
								1											2
Cприв												С0															(**)
Cприв					1											1											(**)
			1		1					* 1 2						1					* 2 1

						1		1								2			1
						1										2

Cприв – коэффициент излучения, который характеризует интенсивность лучистого теплообмена между двумя серыми поверхностями.

0<е1<1 0<е2<1

1 1 1 2 1

1 1 0

1 2 1

2 1 2 2 1

F1 * 1 2 F2 * 2 1

<<< < Предыдущая 12 / 42 3 4 > Следующая >>>

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

#
01.07.20254.79 Mб11*Лоция на внутренних водных путях – Земляновский...doc
#
27.10.2018324.1 Кб9+ДКБ - Конспект Белозеров.doc
#
18.04.2015664.38 Кб10802-Классификация печей.pdf
#
18.04.2015662.62 Кб1803-Измерение температур.pdf
#
18.04.2015550.79 Кб4004-Баланс печи.pdf
#
18.04.2015512.72 Кб6605-Теплообмен излучением.pdf
#
18.04.2015218.1 Кб3306-Теплопередача конвекцией.pdf
#
18.04.2015327.33 Кб4008-Теория подобия.pdf
#
23.09.201950.69 Кб509.doc
#
18.04.201551.37 Кб141-10.docx
#
20.04.20194.09 Mб591-63.doc