Теплообмен излучением 1

Если каждый луч рассеивается, т. е. отражается по всем направлениям, то такое отражение называется диффузным, а тело - абсолютно белым. Если d = 1 (следовательно, q = r = 0), то тело называется абсолютно прозрачным или диатермичным.

Отношение плотности излучения данного тела к плотности излучения абсолютно черного тела той же температуры называется степенью черноты: ε = E/E0.

Основные законы, раскрывающие теплопередачу радиацией, следующие.

  1. Закон Кирхгофа - устанавливает, что отношение излучательной способности E к поглощательной a для всех серых тел одинаково и равно излучательной способности абсолютно черного тела E0 при той же температуре и зависит только от температуры. Математическое выражение закона Кирхгофа представляется уравнением:

    E/ε = E0 или E/a = E0 = f(T)

  2. Закон Планка - устанавливает для абсолютно черного тела изменение интенсивности или плотности теплового излучения по длинам волн и выражается следующим уравнением:

    Здесь E0λT - интенсивность, или плотность, монохроматического излучения абсолютно черного тела для длины волны λ и температуры T, Вт/(м2∙мкм); λ - длина волны излучения, мкм; T - температура тела, К; c1 - постоянная, равная 3,74510-16 Вт/м2; c2 - постоянная, равная 1,4410-2 м.

  3. Закон Вина (закон смещения) - устанавливает, что произведение длины волны максимального излучения λмакс на температуру T - величина постоянная: λмакс T = 2884 мкм.

  4. Закон Стефана - Больцмана (закон четвертых степеней) - устанавливает, что энергия полного теплового излучения E пропорциональна четвертой степени температуры T. Для технических расчетов уравнение имеет следующий вид: E = c(T/100)4. Здесь c - коэффициент лучеиспускания тела, Вт/(м2K4).

  5. Закон Ламберта (закон косинусов) - устанавливает, что количество энергии dQφ, излучаемое элементом поверхности dF1 в направлении dF2, пропорционально количеству энергии, излучаемой по нормали En, умноженному на величину пространственного угла и cosφ, т. е.: dQφ = EndΩ cosφdF.

  6. Закон Кеплера (закон квадратов расстояний) - устанавливает, что облучательная способность точечного источника излучения обратно пропорциональна квадрату расстояний между источником и облучаемым телом.