25. Эффективный и результирующий потоки излучения. Закон Кирхгофа.
Эффективный поток излучения – сумма отраженного и собственного потоков излучения.
Результирующий поток излучения – разность между собственным и поглощенным потоками излучения. Определяет текущее состояние тела:
Закон
Кирхгофа. Результирующий поток излучения
.
Коэффициент
.
В условиях
равновесия температур (
)
результирующий поток излучения равен
нулю.
Чем
больше тело поглощает, тем больше его
поток излучения. Максимальную интенсивность
излучения имеет АЧТ. Чем больше температура
тела, тем больше его степень черноты. В
практических расчетах
.
Закон
Ламберта. Показывает величину потока
,
падающего на площадку
отклоненную от нормали
к отражающей поверхности на угол
,
при известном значении отраженного
потока
по нормали к поверхности.
26. Теплообмен излучением между телами.
Эффективный
поток излучения
;
.
Плотность теплового потока:
Плотность потока излучения из закона Стефана-Больцмана:
Приведенная степень черноты тела:
Когда
одно тело расположено внутри другого,
приведенная степень черноты тела, при
площадях тел
и
:
Если
,
.
27. Защита от излучения при помощи экрана.
Экран
– тонкая металлическая пластина,
температура, степень черноты которой
одинаковы с обоих ее сторон. Также
принимаем, что
.
Потоки излучения от поверхности 1 к поверхности 2 без использования экрана, и с экраном между ними:
Учитывая,
что
тепловые потоки
,
получим:
При наличии 2-х экранов поток уменьшится в 3 раза, при экранов:
При
малой степени черноты экрана
:
28. Радиационно-конвективный теплообмен.
Тепловой поток складывается из конвективной (теплопроводность и конвекция) и лучистой составляющих, которые можно представить в виде уравнения Ньютона-Рихмана:
При
этом для конвективного теплового потока
,
для лучистого
лучистый коэффициент теплоотдачи,
который можно найти, выразив
по закону Стефана-Больцмана:
Общий тепловой поток:
29. Теплообменные аппараты.
ТА предназначен для нагрева одного ТН и охлаждения другого. Рассматривают три основных группы ТА: смешения, регенеративные и рекуперативные.
Регенеративный ТА – аппарат циклического действия. В нем одна и та же поверхность поочередно омывается горячим и холодным ТН. Поверхность теплообмена должна быть достаточно большой, а материал – теплопроводный, с большой теплоемкостью.
Рекуперативный ТА – основан на явлении теплопередачи. Аппарат непрерывного действия. Для него выполняют конструкторский и проверочный расчеты.
В рекуперативном ТА существует несколько схем движения ТН: прямоток, противоток и перекрестный ток. Первые две схемы являются расчетными, остальные считаются по типу схемы противотока с поправочными коэффициентами. Схема противоток эффективней.
В
зависимости от температурного режима
определяют условный (водяной) эквивалент
ТА. Чем он больше, тем меньше изменение
температуры ТН. Оптимальный режим –
.
