Оглавление:
Законы теплового излучения
- Впервые Планк открыл пространственное распределение плотности падающего излучения по частоте спектров равновесных излучений черного тела. Пр Соответствующее планковское выражение имеет вид 1311 Здесь индекс «O» — относится к абсолютному значению черного цвета e-это основание натурального логарифма. fc= l,38.IO- * * J / deg-постоянная Больцмана.
Комбинируя (XIll-On) и(X1I1-2I), получаем формулу, определяющую интенсивность монохроматического излучения определенной частоты абсолютного черного тела. / ₀ₓ ₌ ± SX=; (XIII-22） Вы можете комбинировать (XI11-22) и (X111-1) для достижения одинаковых результатов для заданной длины волны /»» = ———。 (XI1I-23） Используя формулы (XI11-8) и (XI11-23), можно получить формулу, определяющую плотность полусферического монохроматического излучения определенной длины волны А. 1 или короткая запись (ХІІІ-24） (Xii1-25）.
Реальный объект при определенной температуре характеризуется собственным излучением, которое на всех частотах всегда низкое, по сравнению с энергией излучения абсолютно черного объекта. Людмила Фирмаль
Где константы C и C равны： С,=2лЛс * = 3.74-10— ’ * W/ CM *; C,= — — — 1,44 см / град. Планк. Для Формула (XI11-25) является содержанием закона_..…На рисунке xip-7 зависимость (XI11-25) представлена графически (190).Из рисунка видно, что максимальное значение кривой>,= /(?。） Выводя свои законы, Планк сначала предположил испускание дискретной излучательной энергии квантом света или фотонами, заложив основы квантовой теории.
Длина волны Xm, которая занимает максимальное значение при определенной температуре、 К» Т = 2. 9мн2-К. (Xiii-26） Соотношение (XI Р-26) — это содержание закона вина. Е» = Эол 1К. (ХІІІ-27） Интеграл (XIII-27) можно интерпретировать как площадь под соответствующей кривой£O£x = f (Т) на рисунке. X1P-7. Закон Стефана Больцмана Плотность потока самоизлучения полного черного тела при заданной температуре можно определить по формуле: (Xii1-28） Формула (XI11-28) была впервые получена экспериментально Стефаном, а через 2 года она была получена теоретически.
Больцманом, отсюда и зависимость (X111-28 называется»законом Стефании-Больцмана»).(XIII-28) = 5,67-10 — » Втцмг-к). Закон Стефана Больцмана можно получить из закона планка (XII1-27) путем интегрирования, но последний был приобретен в 1900 году. То есть примерно на 30 лет отстал от первого закона. Для удобства формула (X111-28) обычно выражается следующим образом Ц. См ^ (^- град). (XI11-29） Закон Кирхгофа 2 объекта одинаковой температуры приводятся в термодинамическое равновесие и образуют изолированную систему.
- Тогда для каждого из тел собственное тепловое излучение будет равно поглощенному внешнему другими словами, равновесное тепловое излучение возникает между телами. В этих условиях отношение плотности монохроматического лучистого потока е>.Соответствующая поглощающая способность а не зависит от природы тела и равна плотности монохроматического лучистого потока абсолютно черного тела F₀.икс (ХІІІ-30） Для интегральной радиации (Xii1-31） Отношения (XJII-31) составляют содержание закона Кирхгофа.
Этот закон строго справедлив только для равновесного излучения. Практический интерес представляет случай неравновесного излучения. При этом температура объекта (середины), участвующего в теплопередаче, различна. Способность организма поглощать спектр-рецепторы энергии зависят не только от его температуры, но и от распределения энергии по длине волны (частоте) тела-выделения энергии. Такая ситуация существенно усложняет расчет теплопередачи излучением.
Серое вещество при данной температуре характеризуется непрерывным распределением энергии в спектре собственного излучения. Людмила Фирмаль
Для упрощения метода расчета теплопередачи излучением введено понятие серого объекта used. An объект (среда), спектральная поглощающая способность которого не зависит от длины волны (частоты) падающего излучения, называется серым. Распределение энергии спектра черного тела при той же температуре. Для серого объекта интегральная и монохроматическая поглощающие способности равны, то есть A = A>.
Материал (реальный объект), встречающийся в практике машиностроения, по своим радиационным свойствам близок к серому объекту. При одинаковой длине волны l и температуре T отношение интенсивности собственного и светового потока реальных и абсолютных черных объектов в направлении s называется чернотой излучения.
Икс= (Xi11-32） Для серого объекта величина > _постоянна на разных длинах волн X, равная степени интегрирования черноты- CT)= E (T） 1КТ), Т *■ (X1P-33） Закон Стефана Больцмана о сером теле с учетом формулы (XI P-33) (XIII-28 и XIII-29） (ХІІІ-34） Закон Стефана-Больцмана в форме (XIII-34) может быть использован для практических расчетов. Зависимость различных сущностей β=Е1₀₀= /(Т) была определена экспериментально и результаты приведены в литературе(47, 97).
Смотрите также:
| Критическая плотность теплового потока | Теплообмен излучением между параллельными пластинами, разделенными прозрачной средой |
| Теплообмен излучением | Теплообмен излучением в поглощающей среде |
