ТЕПЛООБМЕН ИЗЛУЧЕНИЕМ ПРИ НАЛИЧИИ ЭКРАНОВ
В различных областях техники часто встречаются случаи, когда требуется уменьшить передачу теплоты излучением. Например, нужно оградить рабочих от действия тепловых лучей в цехах, где имеются поверхности с высокими темпе ратурами.
В других случаях необходимо оградить деревянные части зданий от энергии излучения, чтобы предотвратить воспламенение. Следует защищать от энергии излучения термометры, так как в противном случае они дают неверные показания. Поэтому всегда, когда необходимо уменьшить передачу теплоты излучением, прибегают к установке экранов. Обычно экран представляет собой тонкий металлический лист с большой отражательной способностью. Рассмотрим действие экрана между двумя плоскими безграничными параллельными поверхностями (рис. 2.11). Рассматриваемая излучающая система состоит из совокупности систем а и б, для которых может быть использована ранее полученная зависимость, выражающая результирующее излучение: Здесь по условиям задачи ; кроме того, для стационарного режима . Тогда из уравнения найдем T : Подставляя одно уравнение в другое, получаем плотность потока результирующего излучения где приведенная поглощательная способность A системы тел 1 и 2 определяется согласно зависимости. Сравнение с зависимостью для системы тел без экрана показывает, что при наличии одного экрана лучистый поток уменьшается в два раза. Можно доказать, что установка двух экранов уменьшает теплоотдачу втрое, трех экранов - вчетверо и т.д. Следовательно, при наличии п экранов результирующий тепловой поток уменьшится в (п + 1) раз:
2.3.4. ТЕПЛООБМЕН ИЗЛУЧЕНИЕМ Рассмотрим два тела, из которых одно находится в плоскости другого (рис. 2.12). Первое тело выпуклое, а второе вогнутое. Они имеют заданные поверхности H , и H поглощательные способности A , и A , степени черноты , и , а также температуры T , и T , причем T > T . Для определения искомой величины результирующего потока излучения используем зависимость В общем случае плотность потока результирующего излучения определяется разностью встречных потоков излучения, падающих на условную поверхность. При наличии диаметрической промежуточной среды можно записать: где - средний угловой коэффициент излучения. Он характеризует часть потока эффективного излучения, которая падает со второго тела на первое, по отношению к полному потоку эффективного излучения. Угловой коэффициент = 1, так как энергия, излучаемая первым телом, целиком падает на второе тело. Угловой коэффициент = 0 в соответствии с принятым допущением, что первое тело выпуклое. Величина , характеризует долю энергии излучения второго тела само на себя.
Для определения потока результирующего излучения используем метод Сальдо. Тогда в соответствии с зависимостью Подставим в зависимость (2.121) соотношения (2.119) и (2.120). Учитывая, что при стационарном режиме результирующие потоки излучения равны, получаем Потоки собственного излучения могут быть выражены по закону Стефана - Больцмана через заданные температуры: Подставив формулы (2.123), получим Для определения неизвестной величины положим временно, что температуры первого и второго тел одинаковы (T ). В этом случае Q = 0. Таким образом, в общем случае угловой коэффициент излучения зависит от геометрических свойств излучающей системы и ее оптических свойств. Следовательно, используя уравнение (2.124), поток результирующего излучения можно выразить, разделив числитель и знаменатель на Обычно полагают , тогда (2.126) переходит в соотношение и средний угловой коэффициент излучения превращается в чисто геометрическую характеристику. Выражение для результирующего потока излучения в этом случае принимает вид или в более короткой записи где приведенная поглощательная способность системы тел Если А = 1 или , то . Введем понятие приведенного коэффициента излучения системы С, а, Вт/(м2 • К4): Тогда вместо (2.130) получим В частном случае, когда поверхности H угловой коэффициент излучения = 1. Это означает, что вся энергия с тела 1 попадает на тело 2, и мы переходим к решению, полученному выше для плоскопараллельной системы тел. Если одно тело мало по сравнению с другим (H ), то , а . Этот же результат получают при из формулы (2.130). Приведенные зависимости для Q справедливы для концентрического и неконцентрического расположения сферических поверхностей, а также произвольных изогнутых тел с оболочкой.
Популярное: Модели организации как закрытой, открытой, частично открытой системы: Закрытая система имеет жесткие фиксированные границы, ее действия относительно независимы... Как распознать напряжение: Говоря о мышечном напряжении, мы в первую очередь имеем в виду мускулы, прикрепленные к костям ... Организация как механизм и форма жизни коллектива: Организация не сможет достичь поставленных целей без соответствующей внутренней... ©2015-2020 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (3243)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |