21. Закон Кирхгофа, Ламберта.

З-н Кирхгофа. По закону Кирхгофа отноше­ние излучательной способности тела Е к его поглощательной способности А для всех тел одинаково и равно излучательной способности абсолютно черного тела Е₀ при той же температуре и зависит только от температу­ры, т. е. Е/А=Е₀=f(T). Так как Е/Е₀ = а, то для всех серых тел А=а, т.е. поглощательная способность тела численно равна степени его черноты.

Рассмотрим случай теплообмена излучением между 2 стенками, имеющими большую повех-ть и расположенными параллельно на небольшом расстоянии одна от другой, т.е. так, что излучение каждой стенки полностью попадает на противоположную.

Пусть температуры поверх-ти стенок постоянно поддерживаются Т1 и Т2, причем Т1>Т2, а коэф-ты поглощения стенок равны соотв. А1 и А2, причем А1=а1, А=а2, т.е. коэф-ты поглощения и степени черноты соотв. равны. для этого на основании з-на Стефана-Больцмана получим:

(1)

Спр-приведенный коэф-т излучения, Вт/м2*К.

Здесь С1 и С2 – константы излучения тел, между которыми происходит процесс лучистого теплообмена.

Ур-е (1) можно использовать для расчета теплообмена, одно из которых имеет выпуклую форму и окружено поверх\тью другого, т.е. нах. в замкнутом пространстве. Тогда:

;F1,F2-поверхности 1 и 2-го тел, участвующие в лучистом теплообмене.

При произвольном расположении тел,между которыми происходит теплообменизлучением Е1-2, расч ф-ла прмет вид:

В данном случае Спр=С1*С2/Со, а коэф-т фи (так наз. Угловой коэф-т или коэф-т облучения)- величина безразмерная , зависящая от взаимного расположения, формы и размеров поверх-тей и показывающая долю лучистого потока, которая падает на F2 от всего потока, отдаваемого F1 лучеиспусканием.

З-н Ламберта - определяет зависи­мость излучаемой телом энергии от ее направления. Е_φ=Е₀∙cosφ. Е₀- количество энергии, излучаемое по нормали к по­верхности; Е_φ- количество энергии, излучаемое по направлению, образующему угол φ с нормалью, то по з-ну Ламберта:

Т.о., з-н Ламберта определяет зависимость излучаемой телом энергии от ее направления.

22. Теплоотдача. Определение процесса. Ур-ние и коэф. Теплоотдачи для плоской стенки.

В теплотехнике часто тепловой поток от одной жидкости (или газа) к другой передает­ся через стенку. Такой суммарный процесс теплообмена, в котором теплоотдача соприкосновением явл. не­обходимой составной частью, наз. теплопереда­чей. Расчетные ур-ния теплопередачи зависят от формы стенки, разделяющей теплоносители.

Рассмотрим теплопередачу через плоскую 1-­ную стенку. Примем, что тепловой поток направлен сле­ва направо, t нагретой среды tж1 температу­ра холодной среды tж2. Температуры поверхностей стен­ки неизвестны: обозначим их буквами t1и t2.

Передача теплоты в рассм. примере пред­ставляет собой процесс сложного теплообмена и состо­ит как бы из трех этапов: теплоотдача от нагретой сре­ды (жидкости или газа) к левой поверхности стенки, теплопроводность через стенку и теплоотдача от правой поверхности стенки к холодной среде (жидкости или га­зу).При этом, очевидно, поверхностные плотности, теп­ловых потоков в трех указанных этапах одни и те же, если стенка плоская и режим теплообмена стационар­ный.

Напишем три известных ур-ния теплового потока.

1.Ур-ние теплоотдачи от нагретой среды к поверхности стенки q=a1(tж1-tc1)

2.Ур-ие теплопроводности через стенку

q= (t1- tc2)/ /

3.Ур-ние теплоотдачи от правой поверхности стенки к холодной среде q=a2(t2-tж2)

Отсюда поверх. плотность теплового потока:

Величина k наз. коэф. теплопереда­чи и представляет собой мощность теплового потока, проходящего от более нагретой среды к менее нагретой через 1 м² поверхности стенки за 1 ч при разнице t-тур между средами 1 °С. Величина, обратная коэф­. теплопередачи, наз. термическим со­противлением теплопередаче и обозначается R, м²К/Вт.