LARIONOV
.pdfДля процесса лучистого теплообмена имеют значения как способность тела поглощать электромагнитную энергию, так и излучать ее. Соотношение между излучательной и поглощательной способностями тела определяется законом Кирхгофа, согласно которому отношение излучательной
способности тела к его лучепоглощательной способности одинаково для всех тел и зависит только от температуры тела, т.е. при данной температуре для всех тел справедливо следующее соотношение:
E/D = const = f(T). |
(2.100) |
Из (2.100) очевидно, что предельной излучательной способностью E0 обладает абсолютно черное тело, но поскольку в природе абсолютно черных тел не существует, то вводят понятие серого тела и степени его черноты:
ε = |
E |
, |
(2.101) |
|
E |
||||
|
|
|
||
|
0 |
|
|
где Е - излучательная способность серого тела.
Исходя из закона Кирхгофа, имеем право записать:
|
|
|
E |
= |
E0 |
|
|
|
|
|
D |
D |
|
||
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
0 |
|
|
|
и, имея в виду, что для абсолютно черного тела А = 1, окончательно запишем |
|
||||||
|
E |
= E |
или ε = D . |
(2.102) |
|||
|
|
||||||
|
D |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Из приведенных соотношений можно заключить, что:
·отношение излучательной способности серого тела к его поглощательной способности при данной температуре равно излучательной способности абсолютно черного тела при той же температуре;
·для серых тел коэффициент поглощения равен степени черноты при данной температуре.
Из закона Стефана - Больцмана для абсолютно черного тела имеем
E0 = σ0T 4 ,
где s0 = 5,67×10–8 Вт/(м2×К4) - константа излучения абсолютно черного тела.
Величину с0 = s0×108 = 5,67 Вт/(м2×К4) называют коэффициентом излучения абсолютно черного тела.
С использованием данного понятия получим
|
æ |
Т |
ö4 |
|
Е0 |
= с0 ç |
|
÷ . |
(2.103) |
|
||||
|
è100 |
ø |
|
|
Отсюда можно определить связь между коэффициентом излучения серого тела С и коэффициентом излучения абсолютно черного тела с0:
|
|
|
С |
æ |
|
Т |
ö4 |
|
|
Е |
|
ç |
|
|
÷ |
|
|
|
100 |
|
||||||
ε = |
= |
|
è |
ø |
или С = с ε = 5,67ε. |
|||
|
|
|
|
|
|
|||
|
Е0 |
|
|
æ |
|
Т |
ö4 |
0 |
|
|
с0 |
|
|
||||
|
|
|
ç |
|
|
÷ |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
è100 |
ø |
|
||
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Окончательно для серых тел
æ |
Т |
ö4 |
|
Е = 5,67εç |
|
÷ . |
(2.104) |
|
|||
è100 |
ø |
|
|
При анализе процесса лучистого теплообмена между телами следует учитывать, что полная энергия излучения данного тела складывается из энергии собственного излучения и энергии других тел, отраженной от данного тела.
Суммарная величина плотностей потоков собственного и отраженного излучения, испускаемого с поверхности тела, называется эффективной плотностью излучения:
Еэф = Е + Еот = Е + REпад . |
(2.105) |
Исходя из этого понятия, анализ лучистого теплообмена заключается в нахождении плотностей эффективного излучения каждого тела, участвующего в лучистом теплообмене.
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Литература
1.Альтшуль А.Д., Животовский Л.С., Иванов Л.П. Гидравлика и гидродинамика. - М.: Стройиздат,
1987.
2.Идельчик И.Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям. - М.: Машиностроение, 1975.
3.Попов Д.Н., Панаиотти С.С., Рябинин М.В. Гидромеханика. - М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана,
2002.
4.Теплотехника / Под ред. А.М. Архарова, В.Н. Афанасьева. - М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана,
2004.
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com