Большинство твердых и жидких тел излучают энергию всех длин волн в интервале от 0 до ∞, то есть имеют сплошной спектр излучения. Каждое тело не только излучает, но и поглощает лучистую энергию. В зависимости от температуры и состояния поверхности оно испускает то или иное излучение. Процесс превращения тепловой энергии тела в лучистую называется тепловым излучением. В связи с этим излучение абсолютно черного тела называют также равновесным излучением.

Следует отметить, что энергия излучения испускается не непрерывно, а в виде определенных порций — квантов. Носителями этих порций энергии являются элементарные частицы излучения — фотоны, обладающие энергией, количеством движений и электромагнитной массой. Если тело поглощает все падающие на него лучи, то есть A=1, R=О, D=0, оно называется абсолютно черным.

Заметим, что величина qр может быть положительной, отрицательной и равной нулю. Определим зависимость между результирующим и эффективным излучением. Это уравнение широко используется при расчете лучистого теплообмена между телами.

11.4.Излучение газов

Для всех длин волн интенсивность излучения тем выше, чем выше температура. Определяет изменение энергии излучения по отдельным направлениям. На основании закона лучистого теплообмена можно вывести расчетные уравнения для лучистого теплообмена между твердыми телами. Рассмотрим теплообмен излучением между двумя параллельными пластинами (серыми телами) неограниченных размеров, разделенными прозрачной средой. При установившемся режиме результирующие потоки для первой и второй пластин одинаковы по величине и противоположны по знаку, т. е. q12=—q21.

Одно- и двухатомные газы практически прозрачны для теплового излучения. Для лучей других длин волн вне этих полос газы прозрачны, и их энергия излу­чения равна нулю. Таким образом, излучение и поглощение газов имеют избирательный характер. Отсюда следует, что законы излучения газов значительно отклоняются от закона Стефана — Больцмана.

11.1.Основные понятия и определения

Тепло, выделяющееся при сгорании топлива в топочных устройствах различного назначения, в значительной мере передается поверхностям нагрева излучением. В связи с этим получили распространение приближенные методы рассмотрения теплообмена в топочных устройствах. Приняв за рассматриваемое сечение выходное сечение топки, можно решить его относительно 0, которая в этом случае является безразмерной температурой продуктов сгорания на выходе из топочной камеры.

Лекции о теплотехнике

Вид функции (26.11.10) или (26.11.11) может быть установлен на основании опытных данных по теплообмену в топках. М и С являются практически постоянными величинами. Здесь коэффициент ослабления k находится в зависимости от вида пламени, а толщина — в соответствии с формулой (26.7.14).

Существенное влияние на теплообмен в топке оказывает состояние поверхностей нагрева, расположенных в топке. Обычно такие поверхности бывают покрыты слоем пыли, обладающей низкой теплопроводностью.

СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

А. М. Гурвич и В. В. Митор установили, что коэффициент загрязнения зависит от вида топлива и геометрии поверхности нагрева. Определенный интерес представляет зональный метод расчета теплообмена излучением в топках, предложенный Н. А. Рубцовым. Результаты подобных расчетов в части определения температуры газов на выходе из топки удовлетворительно согласуются с экспериментальным материалом, а также с формулами А. М. Гурвича.

1а. Биберман Л. М. Радиационный теплообмен при высоких температурах. 3. Гурвич А. М. Теплообмен в топках паровых котлов. При интенсивность излучения уменьшается.

Следовательно, термодинамическое равновесие в замкнутой полости определяется температурой и не зависит от материала стзнок. При таких условиях излучающая система перешла бы в некоторое неустойчивое состояние без видимой затраты энергии, что находится в -ном противоречии со вторым началом термодинамики.

Этому потоку энергии в силу термодинамического равновесия соответствует лучистый поток, равный ему и противоположно направленный. Кирхгофа для интегрального излучения. Таким образом, процессы излучения и поглощения оказываются взаимосвязанными. Это в некоторой степени облегчает определение излучательных и поглощательных способностей тел. При этом следует иметь в виду, что закон Кирхгофа применим только к равновесным излучениям.

Подобные исследования устанавливают зависимость излучательной (поглощательной) способности веществ от длины волны и температуры. Зависимость коэффициента Их от длины волны определяется из основных положений теории дисперсии и поглощения. Для практической оценки излучательной способности тел вводится безразмерный коэффициент, называемый степенью черноты (излучения).

1. Адрианов В. Н., Поляк Г. Л. Дифференциальные методы исследования теплообмена излучением.— «Инж.-физ. Газы испускают энергию только в определенных интервалах длин волн (селективный спектр излучения). 2. Блох А. Г. Основы теплообмена излучением.