Розрахунково-графічні задачі з теми

“Закони теплового випромінювання”

Теоретичний матеріал для виконання завдання наведено в методичних вказівках до виконання розрахунково-графічної роботи “Закони теплового випромінювання і їх використання в будівельній техніці”, ХДТУБА, 2005 р.

Основними характеристиками випромінювання чорного тіла є:

• Спектральна густина випромінювання (диференціальна випромінюваність)

  (1)

• Енергетична світність (інтегральна випромінюваність)

  (2)

• Енергетична світність у заданому інтервалі довжин хвиль

(3)

Графічно і зображуються площею під графіком , при інтервалі довжин хвиль або .

Початкові дані:

• температура Т=1973 К;

• використовувана модель - чорне тіло;

• розрахункові формули 1-3.

Задача 5.1 Аналіз залежності спектральної густини випромінювання для високотемпературного випромінювання.

Завдання:

• Побудувати графік (дані для побудови графіка наведені в табл. 9).

• Відзначити на графіку: ;

для видимого світла;

(за варіантом, див. табл.5).

• Заштрихувати на графіку площу кривої, що відповідає інтервалу довжин хвиль м і, користуючись табл.4, знайти її чисельне значення.

• Обчислити, користуючись графіком, енергетичну світність в інтервалі (за варіантом). Інтервал довжин хвиль наведений в табл.5.

Задача 5.2

Аналіз залежності енергетичної світності чорного тіла і питомої потужності , споживаної нікелевою пластинкою, що має площі обох поверхонь .

Початкові дані:

• температура пластинки К;

• використовувані моделі - чорне і сіре тіла.

Завдання:

• Побудувати графіки , . Дані для побудови графіків наведені в табл. 4.

• Обчислити за кутом нахилу графіків сталу Стефана-Больцмана ) і ступінь чорноти тіла .

Задача 5.3

Аналіз низькотемпературного випромінювання (випромінювання людини)

Початкові дані:

• температура людини К;

• температура оточуючого середовища К,

• обчислювана площа м² ;

використовувана модель - чорне тіло.

Завдання:

Оцінити параметри випромінювання людини, використовуючи такі розрахункові формули:

;

;

Таблиця 6 - Залежність спектральної густини випромінювання від довжини хвилі при К

м	Вт/м2	, м	, Вт/м2
0,4	0,004	3,6	0,94
0,8	1,26	4,0	0,70
1,2	3,46	4,4	0,535
1,5	3,84	4,8	0,41
1,6	3,79	5,2	0,32
1,8	3,46	5,6	0,25
2,0	3,14	6,0	0,20
2,4	2,36	7,0	0,12
2,8	1,73	8,0	0,07

Таблиця 7 - Енергетична світність чорного тіла і питома потужність, споживана нікелевою пластиною площею поверхонь S (сіре тіло)

№	, K	,К4	, Вт/м2	,Вт/м2
1	973	0,9	0,5	0,4
2	1173	1,9	1,0	0,8
3	1373	3,6	2,0	1,5
4	1573	6,1	3,4	2,55
5	1773	9,9	5,5
6	1973	15,15	8,4

Таблиця 8 - Інтервал довжин хвиль для обчислення за варіантом

№ варіанту	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
,м|	0,8-0,4	1,0-0,8	1,2-1,0	1,5-1,2	1,6-1,5	2,0-1,6	2,4-2,0	2,8-2,4	3,6-2,8	5,2-4,8