- Тепловое излучение является результатом преобразования внутренней энергии организма в энергию электромагнитных волн. Когда тепловой луч (волна) попадает на другое тело, его энергия частично поглощается и снова превращается во внутреннее тело. Таким образом, осуществляется лучистый теплообмен между объектами. Тепловое излучение как процесс распространения электромагнитных волн характеризуется длиной волны А и частотой колебаний v = c / X. где c-скорость света («вакуум от 3 до 10 м / с»). Поскольку все виды электромагнитного излучения обладают одинаковыми свойствами, классификация излучения по длине волны является условной, в зависимости от названия эффекта produced.
Температуры нормально отрегулированные технологией, большая часть из энергии испущена на x = 0.8-7-80 микроны. Эти лучи называются тепловыми (инфракрасными и).Длина радиоволны длинная, а короткая-видимый свет(свет, 0,4-0,8 мкм) и ультрафиолетовые волны. Тепловой поток, испускаемый на всех длинах волн от единичной поверхности тела во всех направлениях, называется интегральным излучением поверхностной плотности потока£, Вт / m2.It определяется характером тела и его температурой. Это излучение самого тела. Часть лучистой энергии, поступающей в организм, называется » l » (рис.11.1).Поглощенный (£l), часть отражается (£p), часть пронзает ее (£o). Подобный этому ЭА + Эр + Эд〜Ан».
(11.1) Это уравнение теплового равновесия может быть записано в безразмерной форме： Л + Я + О-1. (11.2） Значение A = ^ EL / ELLL называется коэффициентом поглощения. £«»d-коэффициент отражения и n, D = ED / Entll-коэффициент пропускания. Любой объект, поглощающий все входящее излучение, называется абсолютно черным. Для этого объекта, 4 = 1.An объект, коэффициент которого A I не зависит от длины волны падающего излучения, называется серым. 6. для растворенного белого объекта R = 1, где b полностью прозрачен, D = l. Если поверхность поглощает тепловые лучи, но не поглощает свет, она не будет выглядеть black.
Кроме того, наше зрение может воспринимать белую поверхность, такую как снег, что составляет a-= 0,98.Прозрачное стекло в видимой части спектра практически не прозрачно для тепловых лучей(4 = 0,94). Рисунок 11.1.Распределение энергии излучения, падающего на организм Большинство твердых и жидких объектов излучают энергию всех длин волн в диапазоне 0-oo. То есть он имеет непрерывный спектр излучения(но максимальное количество энергии излучается в диапазоне длин волн от 0,8 до 80 мкм).Чистые (неокисленные) металлы и газы характеризуются селективным селективным излучением.
То есть он излучает только энергию определенной длины волны. В большинств твердых телах и жидкостях, абсорбциа лучей жары закончена в тонком поверхностном слое. То есть она не зависит от толщины корпуса. Для этих объектов тепловое излучение обычно считается поверхностным явлением. Процесс лучистого теплообмена носит объемный характер, так как концентрация молекул в газе значительно ниже. Коэффициент поглощения газа зависит от объема газа и величины давления газа («толщины»), то есть от концентрации поглощающей молекулы. Сумма потока эндогенного излучения и отраженного от тела излучения называется его эффективным излучением.
- (11.3） Весь процесс взаимного испускания, поглощения, отражения и передачи лучистой энергии в системах организма называется лучистой теплопередачей. Из курса физики известно, что спектральная плотность полностью черного тела лучистого потока / ox = rffo / dX (в дальнейшем запишем все характеристики полностью черного тела по индексу»ноль«) характеризует интенсивность излучения на определенной длине волны k*, в то время как длина волны (мкм)связана с абсолютной температурой тела посредством закона вина. = 2.898 /(10 * г).
(11.4） Из Формулы (11.4) следует, что при повышении температуры максимальное значение излучения перемешивается в направлении коротких волн. Так, в излучении с поверхности Солнца (T «5800K) наибольшей является видимая часть спектра (1 м» 0,5 мкм), в излучении электронагревателей{Ty «1100 К)^ М = 3 µm. In в последнем случае энергия видимого (светового) излучения ничтожно мала по сравнению с энергией теплового (инфракрасного) излучения. Поверхностная плотность потока интегрального излучения полного черного тела в зависимости от температуры описывается законом Стефана Больцмана. £0 = o0L (11.5） Где ao = 5, b7•10-8 Вт / (m * — K4) — Штефан-Больцман constant.
Инженерные расчеты, закон Стефана Больцмана обычно、 Е0 = С0(Г / Т) 4. (11.6） Co = o0-10e = 5,67 Вт / (mg-K4)называется излучательной способностью черного тела. Отношение поверхностной плотности потока интегрального излучения E конкретного объекта к поверхностной плотности потока интегрального излучения Eq абсолютно черного объекта при той же температуре называется чернотой этого объекта. т = е / Е0.
(11.7） Степень черноты е варьируется у разных объектов от 0 до 1, в зависимости от материала, состояния поверхности и температуры. Используя понятие черноты, можно написать законы сущности Стефана Больцмана. Е= tE0 =еС0(Т/ 1ОО)4 =С(Т/ 1ОО)4. (11.8） Где C = эко-излучательная способность объекта равна W / (m2-K4). Согласно закону Кирхгофа, чернота объекта в термодинамическом равновесии численно равна коэффициенту поглощения при той же температуре. То есть r = A. согласно этому закону отношение лучистой энергии к коэффициенту поглощения (E / A) не зависит от свойств тела и равно лучистой энергии E. Лютня черного тела при той же температуре.
Чем выше коэффициент поглощения, тем больше лучистая энергия этого объекта при определенной температуре. Если тело испускает меньше радиации, то тело поглощается меньше. Абсолютно белое тело не может ни излучать, ни поглощать энергию. Аналогично, для 2-го тела^> 4″2 =£24- ^ i (i плотность результирующего потока от первого тела、 — £\φ2- (11.10) тепловые секунды Н. П.
Смотрите также:
| Теплоотдача при естественной конвекции | Теплообмен излучением системы тел в прозрачной среде |
| Теплоотдача при изменении агрегатного состояния вещества | Использование экранов для защиты от излучения |
