§ 9.5. Закон Ламберта

Для изотропного (диффузного) излучения яркость собственного и отраженного излучения не зависит от направления из данной точки на поверхность тела, (рис.9.4).

З

Рис.9.4.

акон выполняется для всех шероховатых тел при углахне более 60. Пользуясь законом Ламберта, можно получить выражение облученности площадкиdF₂, находящейся под угломк площадкеdF₁, через интегральную плотность полусферического излучения площадкиdF₁(см. рис.9.1).

.

Распределения угловой плотности Е_(рис.9.4,а) и интенсивности излученияJ_(рис.9.4,б) существенно различаются для диффузного (изотропного) излучения.

Общие контрольные вопросы и задача к главе 9

1. Объяснить различия в расчете погрешности измерения температуры среды длинным термодатчиком, окруженным одним или несколькими экранами.

2. Почему в цветовом оптическом пирометре для определения истинной температуры тела необходимо проводить несколько измерений с различными светофильтрами и нельзя ограничиться одним?

3. Составить тепловой баланс для расчета погрешности измерения температуры датчика, представляющего собой длинную гильзу в потоке газа с температурой порядка 1000 градусов, окруженную одним экраном (с учетом продольной теплопроводности).

4. Составить тепловой баланс для расчета погрешности измерения температуры датчика, представляющего собой длинную гильзу в потоке газа с температурой порядка 1000 градусов, окруженную двумя экранами (без учета продольной теплопроводности).

5. Сформулировать различия для расчета лучистого теплообмена между двумя неограниченного размера поверхностями, расположенными параллельно друг другу, и двумя дисками ограниченного размера.

6. Получить расчетное выражение для истинной температуры и степени черноты тела из его температур, измеренных с помощью пирометра с исчезающей нитью, использующего два светофильтра с разной длиной волны пропускания.

7. Объяснить, почему комнатный и уличный термометры, расположенные вблизи холодной или горячей поверхностей, показывают большую разницу в температурах. Каким законом излучения объяснить эти погрешности измерения?

Задача.В некотором канале температура горячего газа измеряетсятермометром сопротивления. Показание прибора составляет t_изм = 300С. Температура внутренней стенки каналаt_с = 200С. Диаметр датчикаd₁ = 5 мм, а степень черноты его поверхности ₁= 0,8. Датчик окружен цилиндрическим экраном диаметромd_э= 10 мм и степенью черноты_э= 0,8. Диаметр каналаD>> d_э. Рассчитать погрешность измеренияtи истинную температуру газаt_ж, если коэффициент теплоотдачи к поверхностям термометра сопротивления и экрана= 58 Вт/(м²град). Расчет провести для двух случаев: с экраном и без него. Потерями теплопроводностью вдоль датчика и экрана пренебречь.

Ответ: без экрана: t = 45 С; t_ж = 345 С; с экраном: t = 11 С; t_ж = 311 С.

117